Земная поверхность часто подвергается оседаниям из-за природных тектонических процессов и деятельности человека, включая добычу полезных ископаемых. Это может приводить к образованию провалов, деформации и разрушению зданий и коммуникаций, а также к подтоплению и заболачиванию территорий.
Метод радарной интерферометрии, основанный на дистанционном зондировании Земли космическими спутниками, позволяет выявлять деформации земной поверхности и предпринимать меры по их противодействию. Однако этот метод еще не до конца исследован, и отличие в интерпретации результатов зависит от качества программного обеспечения и опыта исполнителей, что может приводить к ошибкам.
Ученая ПНИПУ провела исследование, целью которого было определение необходимого объема данных дистанционного зондирования для наивысшей точности определения оседаний земной поверхности методом радарной интерферометрии. Результаты исследования были опубликованы в журнале "Development of Science" в 2023 году. Разработка проводилась в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет 2030".
Для получения данных дистанционного зондирования используются космические аппараты, находящиеся на орбите. На основе этих данных создаются интерферограммы - графические представления результатов обработки двух разновременных изображений одной и той же территории. Для оценки точности карт оседаний проводится практическая оценка, прибегая к двум различным подходам - осуществлению многократных измерений и визуальной выбраковке интерферограмм с грубыми ошибками. Инженер Виктория Тютюкова с кафедры "Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы" ПНИПУ по анализу данных методов выдвинула предположение о том, что погрешность измерения зависит от используемого количества интерферограмм.
Исследование проводилось в несколько этапов. Сначала были обработаны данные со спутника Sentinel-1a и построены интерферограммы. Затем была определена средняя погрешность измерения каждой интерферограммы и изучено влияние их количества на точность измерений. В результате, интерферограммы были отсортированы по возрастанию значений погрешности.
Результаты исследования показали, что начиная с увеличения числа вносимых данных, точность определения оседаний повышается до определенного момента, даже при использовании менее точных результатов. Однако после этого, точность резко снижается. Добавление интерферограмм с грубыми ошибками только ухудшает измерения, делая погрешность критической. Ученые ПНИПУ отметили, что для достижения наивысшей точности в определении среднегодовых скоростей оседаний необходимо использовать не менее 14 интерферограмм с наименьшими значениями средней погрешности, то есть проводить 14 съемок в сезон.
– Точность определения оседаний земной поверхности зависит от количества данных и наличия случайных, систематических и грубых ошибок. Слепое внесение избыточного количества интерферограмм без учета их погрешности приводит к снижению точности результатов обработки данных. При выборе интерферограмм целесообразно применять метод визуальной отбраковки (поскольку он менее трудоемок), однако исполнитель должен иметь опыт в данной области, – отмечает Виктория Тютюкова.
Радарная интерферометрия – перспективный метод мониторинга изменений земного рельефа, применяемый по всему миру. Она используется для разработки месторождений полезных ископаемых, а также для мониторинга природных явлений, таких как оползни, вулканы и землетрясения. В данный момент на кафедре «Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы» проводятся наблюдения за деформациями земной поверхности в Республике Казахстан, Белгородской области, а также в районе городов Сургут и Когалым. Результаты этого исследования будут полезны для достижения максимальной точности прогнозирования деформаций земной поверхности.
По материалам пресс-службы Пермского Политеха.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.