Добро пожаловать!

Войдите или зарегистрируйтесь сейчас!

Войти

Мониторинг смещений интерферометрическим радаром

Тема в разделе "Мониторинг и наблюдения за деформациями", создана пользователем Edik, 25 июл 2015.

  1. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    По моему мнению (подтвержденному моим опытом), отражатели устанавливать совершенно не нужно. На любой площади (если только это не сплошной лес или водная поверхность) всегда определяется в процессе обработки большое количество устойчивых отражателей (здания, сооружения, детали их конструкций, участки голой земли). Естественно, точность замера смещений по сооружениям выше, чем по земной поверхности.

    Да, прописать в проекте ГДП спутниковые методы проблематично, но у нас уже есть успешный опыт, и мы продолжаем работать в этом направлении. Идея - сократить объемы наземки за счет использования спутниковых методов. Никто не говорил, что будет легко ))
    --- Сообщения объединены, 11 дек 2015, Оригинальное время сообщения: 11 дек 2015 ---
    Такого проекта нет, но есть один в проработке. Мы беремся за такую задачу для нефтегазовых месторождений. Если по результатам первого цикла интерферометрии устанавливается отсутствие смещений, вызванных добычей углеводородов - то разрабатываем проект системы наблюдений, в котором предусматривается ежегодная интерферометрия, спутниковая геодезия на нескольких станциях и отмена нивелирования. Если в будущем (по результатам ежегодной интерферометрии) где-то будут выявлены смещения, то тогда и в том месте нужно будет выполнить нивелирование. А ежегодное по всей площади нивелирование - отменить. И беремся согласовать такой проект в РТН.
    Если желающие есть - обращайтесь.
     
    #21
  2. Getman_96

    Форумчанин

    Регистрация:
    9 апр 2012
    Сообщения:
    491
    Симпатии:
    303
    Адрес:
    Тюмень
    Бесплатно? А ежегодный анализ тоже сделаете? отчет защитите? Понимаете, что недропользователям без разницы на применяемые методы важен только результат и цена.
    Как мне всегда казалось - включение множества альтернативных методов в проект ГДП нужен только для обоснования через 5-7 лет отсутствия необходимости дальнейших наблюдений)))))
    Но у Вас то политика другая)
     
    #22
  3. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    Платно конечно. Почему множества альтернативных методов? Для нефтегазовых северных месторождений предлагаем радары ВМЕСТО нивелирования, и несколько GPS станций, которые уже есть, сохранить. Это про проект который в проработке.
     
    #23
  4. Getman_96

    Форумчанин

    Регистрация:
    9 апр 2012
    Сообщения:
    491
    Симпатии:
    303
    Адрес:
    Тюмень
    Очень прошу не забыть нас и выложить результаты по согласованию проекта. И указать какой территориальный орган РТН согласовал.
    Это будет поистине прорыв. И к Вам выстроится огромная очередь)))))
     
    #24
  5. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
  6. Yuri V.

    Форумчанин

    Регистрация:
    31 мар 2009
    Сообщения:
    2.407
    Симпатии:
    2.116
    Юрий Кантемиров скажите пожалуйста, какой размер пикселя на местности интерферометрического снимка должен быть, чтобы устойчиво идентифицировать элементарные объекты? И о каких размерах можно говорить таких элементарных объектов, по которым проводится регистрация снимков и смещение которых вы находите?
     
    #26
  7. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    В 1990-х и начале 2000-х летали радарные спутники с разрешением 20 метров/пиксель, и по ним успешно делалась интерферометрия. Но естественно выявлялось гораздо меньше устойчивых отражателей - только самые стабильные (сотни отражателей на 1 кв.км на застроенных территориях, десятки - на незастроенных). То есть, это точки, которые на площади каждого пикселя 400 кв.м. на протяжении 30 - 40 съемок стабильно являются фазовым центром отражения радарного сигнала. Это определяется по ряду пороговых значений некоторых параметров (стабильность величины амплитуды, корреляция фаз и т.д.).

    Сейчас у современных радарных спутников самый ходовой режим съемки с разрешением около 3 метров. Поэтому сейчас мы определяем до 20 000 точек на 1 кв.км. на застроенной территории (например, такая максимальная плотность отражателей достигается на некоторых участках в выполняемых нами проектах по мониторингу смещений зданий и сооружений в Астане и в Москве, эти проекты выполняются с 2011 года по 2015 год).
    Для месторождений - точность варьируется в зависимости от типа ландшафта и наличия растительности, но обычно это тысячи точек на 1 кв.км.

    Если есть желание - есть режимы съемки с разрешением до 25 см, но они дороже и меньше площадь кадра съемки.

    Отражателями являются углы (двугранные, трехгранные, например, в случае зданий это углы между стеной и землей, стеной и крышей, углы между двумя стенами, подоконники, балконы, подъезды и т.д.), а также диполи (столбы, опоры ЛЭП и т.п.). В случае голой земли отражателями являются неровности и шероховатости земной поверхности, которых полно в природных условиях.
     
    #27
  8. Yuri V.

    Форумчанин

    Регистрация:
    31 мар 2009
    Сообщения:
    2.407
    Симпатии:
    2.116
    Юрий Кантемиров, взялись за тяжкий труд "популяризации" технологии на этом сайте, браво. Стало чуть понятнее и вопросов больше.
    Это же ДДЗ, правильно? Сравним. Например цифровая фотосъёмка. Вопрос как она получается - баян. Лидарная съёмка - вопрос-баян (кстати, точность метода порядка 30 ppm). И то и другое в принципе точные методы в масштабе строительства, ну скажем мм. Однако спросим себя, какова вероятность грубой ошибки, выкидывающей нас за пределы этого масштаба? Она не высока и основана на контроле позиции сенсора и объекта, придумано масса методов: опорная сеть, опознаки, контроль расчёта траектории сенсора, контроль расхождений повторных измерений. В конце концов, как придумал Бор, можно сбросить лидар (нивелир, камеру) с крыши и засечь время, вот тебе и контроль. И самое главное, в этих методах мы имеем исчерпывающую информацию о форме объектов съёмки, у нас данные хотя и дискретные но непрерывные!
    В случае с интерф. у нас есть вероятная аномалия фазы волны в редких точках: по вашему порядка 10м на земле. Если аномалия повторяется, то вероятность растёт, но никогда не станет равна 1. В итоге работы корреляторов (множителя вероятностей, так?) имеем некую статистику по сильно разряженной сети точек, детально не описывающих объект съёмки (понятие пикселя сюда, кстати, не подходит на мой взгляд). В итоге вся работа программы-коррелятора сводится к надуванию вероятностного пузыря положения точек на земной пов-ти, который даже не представляется как проверить: то ли тут, то ли тут аномалия.
    Ходили мы с одними кулибиными с подводным интерф-ом. Идея - круть! Швабра-антенна под катер и вперёд. По волновому фронту вычисляются углы на точку отражения. Когда-нибудь они придут к адекватным точностям, но пока точность - десятки процентов.
    Я разделяю сомнения Getman_96 в том, что этому методу суждено стать основным, так же как и магнитометрии трубопроводов. Слишком вероятностны технологии. Нет контроля (повторение результата часть контроля). А ещё из-за того, что масштаб определения деформаций данного метода основан на сравнении результатов эксперимента, нет связи с эталоном как в геодезии (опора).
     
    #28
    Geoshaman нравится это.
  9. stout

    Форумчанин

    Регистрация:
    5 янв 2008
    Сообщения:
    4.172
    Симпатии:
    11.939
    Адрес:
    Златоглавая и Белокаменная
    Обзорную статью об Synthetic Aperture Radar Interferometry размешал в сообщении http://geodesist.ru/forum/threads/o-tochnosti-izmerenij.42246/#post-480043
     
    #29
  10. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    Частично с Вами согласен, но Вы рассуждаете с точки зрения теории, а я - с точки зрения практики.
    Есть радарные спутники, есть технология, есть софт, в котором она реализована, регулярно нами выполняются проекты с использованием этой технологии.
    В рамках ряда проектов нас проверяли по данным нивелирования в тех точках, где есть и радарный замер смещений и наземный замер на репере. Всегда субсантиметровая точность подтверждалась (3 - 5 мм).
    С другой стороны, практически во всех выполненных нами проектах нашим методом ВПЕРВЫЕ выявлялась какая-либо зона или зоны смещений, о которых ранее не было известно, поскольку наземные измерения в этих зонах не проводились. В некоторых случаях это влекло за собой принятие производственных решений, пример по ссылке ниже:
    http://www.newskaz.ru/incidents/20121025/4182247.html

    Это помогает предотвратить такие ситуации, как эта (они не применяли радарной интерферометрии):
    http://www.nur.kz/308750.html

    В других случаях, по нашим данным были оптимизированы и нацелены наземные наблюдения - туда где смещения действительно происходят. Скорректирована сеть реперов и расположение GPS-станций.

    Так что на практике технология спутниковой радарной интерферометрии успешно применяется.
     
    #30
    stout и Yuri V. нравится это.
  11. В.Шуфотинский

    В.Шуфотинский Модератор
    Команда форума Форумчанин

    Регистрация:
    10 дек 2008
    Сообщения:
    17.390
    Симпатии:
    5.008
    Нисколько не сомневаюсь, что Вы понимаете то, что для определения величин каких-то деформаций малых скоростей (порядка миллиметров в месяц) необходимо наличие стабильных пунктов. Что является для ваших работ такими пунктами?

    Эти точки, возможно, удобно использовать для опознаков, но называть их устойчивыми с точки зрения деформаций никак нельзя до контроля их устойчивости. Как осуществляется этот контроль?
     
    #31
  12. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    Уточним терминологию: устойчивые отражатели - это точки, устойчиво отражающие радарный сигнал (они могут быть как стабильными, так и смещающимися).

    Если говорить про точки без смещений (стабильные), то они выбираются автоматически программой в процессе обработки по следующим двум критериям:
    1) У них должна быть максимальная величина когерентности (корреляции фаз), которая является мерой точности замера смещений. Когерентность измеряется от 0 до 1, но на практике естественно все точки имеют некое значение когерентности между 0 и 1. За стабильную точку принимается точка с максимальной величиной когерентности на всей площади снимка (то есть, если снимок 20 000 х 20 000 = 400 000 000 пикселей, среди них выбирается одна или несколько (единицы) точек с наивысшей когерентностью, которые принимаются за стабильные).
    2) У них должна быть разность фаз радарных съемок равна нулю (поскольку смещения пропорциональны разности фаз, значит если разность фаз = 0, и когерентность близка к 1 (т.е. замер разности фаз достоверен), то смещений нет).
     
    #32
  13. Yuri V.

    Форумчанин

    Регистрация:
    31 мар 2009
    Сообщения:
    2.407
    Симпатии:
    2.116
    Разрешите вопрос. У меня, в силу профессии, есть некие представления о технологии аэрофотосъёмки. уже говорил? pardon. Гложут стереотипы. Так вот в чем вопрос: если точных данных траектории сенсора не надо в обработке, то остаются в качестве задающих систему координат реперы (устойчив. ф.ц.) с точностью пространств. положения сенсора, а после обработки с точностью геометрии антенны (остаётся только она, геометрия антенны вещающей волны).
    Вопрос: как удается сохранить единую СК связанную с Землёй (пространством объекта)? Ну нет у вас на Земле ничего привязанного на 100%,! Как найти точку на земн. поверхности?
    Юрий Кантемиров, признавайтесь, технология которой занимаетесь это высоко вероятностное гадание! ::smile24.gif::
     
    #33
    Geoshaman и AndyBM нравится это.
  14. ЮС

    Форумчанин

    Регистрация:
    28 фев 2010
    Сообщения:
    4.567
    Симпатии:
    5.115
    ::good1::
     
    #34
  15. AndyBM

    Форумчанин

    Регистрация:
    18 сен 2013
    Сообщения:
    54
    Симпатии:
    15
    А я убрал бы высоко вероятностное...
     
    #35
  16. Ohr

    Ohr
    Форумчанин

    Регистрация:
    13 фев 2009
    Сообщения:
    2.205
    Симпатии:
    1.553
    Адрес:
    Пермь (Где то в РФ)
    Юрий Кантемиров, А как вы относитесь к статье Михайлова и др. http://www.ifz.ru/fileadmin/user_upload/subdivisions/507/articles/FZE0003.pdf где в таблице 2 сведены результаты работ только интерферометрических замеров и интерферометрических замеров обработанных вместе с геодезическими данными. При этом разница в смещениях составляет порядка 2.5 метров. Как это соотносится с декларируемой вами точностью ?
    З.Ы. А вот что нам говорит Кафедра МДГиГИС ака Катаев и компания -
    У него судя по графикам разница с геодезическими измерениями получилась до 3-х см.
     

    Вложения:

    #36
    Последнее редактирование: 18 дек 2015
  17. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    Технология радарной интерферометрии общепризнанная и широкораспространенная и применяемая на практике.
    Низковероятностным гаданием я бы назвал нивелирование раз в несколько лет по старым некачественным реперам в на нескольких профилях, а потом построение по этим разрозненным в пространстве точкам мульды смещений на площадь в тысячи кв.км. (территория нефтегазового месторождения).
    Если кто-то не умеет эту технологию применять - у него и километровые ошибки могут получиться.
    --- Сообщения объединены, 18 дек 2015, Оригинальное время сообщения: 18 дек 2015 ---
    Все очень просто: как я уже объяснял, сначала снимки, не привязанные в абсолютных координатах, корегистрируются и вычисляется их разность фаз, пропорциональная смещениям.

    После этого, готовая карта смещений автоматически привязывается по орбитальным параметрам спутника с пиксельной точностью (3 - 5 метров).

    Итого: точность определения положения пикселя - 3 - 5 метров, значение смещений в пикселе - с миллиметровой точностью для зданий сооружений. Точность понижается для участков земной поверхности с растительностью.
     
    #37
  18. В.Шуфотинский

    В.Шуфотинский Модератор
    Команда форума Форумчанин

    Регистрация:
    10 дек 2008
    Сообщения:
    17.390
    Симпатии:
    5.008
    Вы меня не поняли. Я не имею в виду технологию выделении изменивших свои координаты точек на фоне не изменивших. Меня интересует, как Вы определяете, что эти не изменившие свои координаты точки, действительно, их не изменили? Возможно, что и они находятся на неустойчивом массиве, но скорости их перемещений меньше, чем скорости тех точек, которые Вы определили, как нестабильные.
     
    #38
    Korshun нравится это.
  19. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    1) В обеих приведенных Вами статьях использовались данные спутника ENVISAT, который летал с 2003 по 2012 год. У него пиксель - 20 м (400 кв. м). Т.е. для 400 кв. м - одно значение смещений. Это объясняет более низкую точность замера смещений. Это был научный спутник, данные с которого, особенно университетами и институтами, получались бесплатно. Мы используем для мониторинга данные современных коммерческих аппаратов с пикселем 2,5 м (6 кв. м). Значит лучше определяются фазовые центры, их больше, там где ENVISAT давал один замер смещений - мы даем 70 замеров смещений в 70 точках.

    2) В статье ИФЗ использовались пары снимков (а не многопроходные серии снимков). Миллиметровые точности достигаются при анализе многопроходных серий (например, 30 снимков, а не 2).

    3) В статье ИФЗ анализируются смещения величиной в несколько метров. Интерферометрия - метод для замера малых смещений (миллиметры, сантиметры, дециметры), плавно происходящие во времени, а не в единый момент времени несколько метровые смещения как при землетрясении. Естественно в этом случае точность падает. Землетрясения тоже изучают с помощью интерферометрии, но там речь о миллиметровой точности уже не идет. Но в метровые погрешности я не верю, значит что-то делали неправильно.

    4) Радар замеряет смещения в направлении луча радара, а при землетрясении смещения происходят вдоль плоскости сместителя разлома, которая не обязательно совпадает с направлением луча радара. Если они по геодезии выяснили истинное направление смещений, и потом спроецировали на него смещения, замеренные в направлении луча радара, то вполне возможно сильное изменение их величины по модулю, особенно если направление луча радара и истинное направление смещений различаются на величину, близкую к 90 градусам.
     
    #39
    Ohr нравится это.
  20. Юрий Кантемиров

    Регистрация:
    2 дек 2015
    Сообщения:
    19
    Симпатии:
    8
    Извиняюсь, но наверно я действительно не понимаю вопрос.
    Если у точки, при обработке идентифицированной на двух и более снимках, как одна и та же точка, соответствующая одному и тому же фазовому центру отражения (одному и тому же объекту на земной поверхности) разность фаз равна нулю, и при этом когерентность близка к 1 - то эта точка неподвижна и она принимается за стабильную.
     
    #40

Поделиться этой страницей

  1. Этот сайт использует файлы cookie. Продолжая пользоваться данным сайтом, Вы соглашаетесь на использование нами Ваших файлов cookie.
    Скрыть объявление