Мониторинг смещений интерферометрическим радаром

Как правило, это снимки сделанные в разные даты несколько десятков раз в течение года или ежемесячно в течение нескольких лет.

 

Как правило, контуры объектов (месторождений, шахт, районов ожидаемых оседаний) известны заранее. Режим съемки радарного спутника выбирается при заказе съемки таким образом, что покрывать территорию объекта и прилегающие территории. Ниже пример интерферограммы с мульдой оседаний. Как видите, площадь снимка значительно больше мульды, и даже визуально легко различимы неподвижные пиксели от оседающих. Интерферограмма - это разность фаз в радианах, поэтому на практике, конечно, не цвета анализируются, а численные значения разности фаз.

 

Это перепад фазы в плюс-минус около нуля, вызванный влиянием атмосферы (разницей содержания водяного пара в атмосфере при съемке первого и второго снимков, по которым построена эта интерферограмма). Имея только 2 снимка влияние атмосферы удалить нельзя, поэтому выше я пояснял, что для мониторинга с миллиметровой точностью используются не пары, а многопроходные серии снимков. При обработке таких серий снимков применяются специальные атмосферные фильтры.

На вышеприведенной интерферограмме полный спектр цветов соответствует смещениям в 1,5 см. Площадной перепад фазы по всему снимку - в пределах половины этого цикла (около 7 мм). Т.е. +-3,5 мм погрешность.

 

Применение метода спутниковой радиолокационной интерферометрии (СРИ) для наблюдения за деформациями земной поверхности (в рамках работ по геодинамическому мониторингу площадей месторождений углеводородного сырья), как и описывалось Юрой в последнем сообщении, целесообразно на стадии изысканий при создании проекта наблюдений.
Первичным является ГГО - горно-геологическое обоснование создания геодинамического полигона. Цель данной работы - обоснование надобности всем этим заниматься. Первичное это соблюдение нормативных документов. Но если к объекту подойти индивидуально, то можно сократить затраты на стадии выполнении работ. Да, это увеличит стоимость на первой стадии.
В практике это описание предмета изучения - участка недр, заключенного полигоном исследований. Это тектоника, изучение сейсмики, геологии. Второе это выявление косвенных признаков разломов на дневной поверхности Земли, корреляция со структурами на разных глубинах. Математическое моделирование вертикальных смещений в результате изменений пластовых давлений (на практике смоделированные очень редко соответствуют действительности). На данном этап ГГО заканчивается. Далее выполняется проектирование.
По результатам работ ГГО выбирается методика работ. Как правило это нивелирование, ГНСС и гравиметрия. В качестве вспомогательных рекомендуется использование метода СРИ. Но есть два случая. Первый - это когда месторождение эксплуатируется уже много лет, а второй месторождение только осваивается. В первом случае проведя анализ архивных снимков за несколько лет можно доказать, что влияние разработки не оказывает негативного влияния на объекты инфраструктуры. В результате можно разбить закладку пунктов на несколько этапов, что сократит затраты на закладку (не через 500 м, а в местах разломов через 100м). Приписывается метод интерферометрии и нивелирования. По результатам трёх лет наблюдений выявляется наличие и величина вертикальных деформаций. По результатам анализа и интерпретации выполняется корректировка проекта, где выполняется дозакладка пунктов добавление или исключение методик. Эта фраза прописывается в проекте.
Всё описанное выше - это прикладное значение метода СРИ. По поводу точности данного метода дискуссия в данном разделе данного форума напоминает диалог проектировщика и геодезиста, когда последний утверждает, что ГНСС может дать точность 1 см, а проектировщик говорит "как, ведь у вас длина волны 19 и 24 см". Это разные специализации, разные технологии. Но я вижу результаты, есть опыт корреляции методов СРИ и нивелирования и сопоставления с данными разработки (изменение пластовых давлений). Всё нормально.
Здесь проблема в другом. В России мало специалистов, которые хорошо владеют данной технологией. Это связано с отсутствием нормативных документов, на основании которых данный метод мог бы считаться легитимным.
Если рассматривать развития хронологию геодинамики, как прикладной науки, то её можно разбить на три этапа:
1. 1960-1990 гг. выполнялось с целью выявления и динамики разломов на стадии проектирования и разработки месторождения. Также для получения региональных моделей.
2. 1990-2014 гг. возрождение геодинамики под "соусом" соблюдения правил промышленной безопасности, а по факту обоснование финансирования реконструкции и сгущения планово-высотных сетей, а также их контроля.
3. 2014- ..... - в связи с укрупнением предприятий нефтегазодобывающей отрасли и глобальным экономическим кризисом происходит оптимизация затрат, что со временем всё-равно трансформируется в нужды потребителя (недропользователя). Если на втором этапе целью было создание планово-высотной сети, то сейчас это желание автоматизировать процесс выполнения геодезических работ. А это установка постоянно-действующих ГНСС-станций на локальных геодинамических полигонах, их "привязка" к Международной геодезической сети, построение локальных моделей квазигеоида на месторождениях. Выполнение СРИ.

По поводу применения метода СРИ за рубежом в прикрепленном файле

 

Миш понятно, по ценам что получается, не просветишь?

 

Присоединяюсь к вопросу

 

По ценам - все зависит от многих факторов:
1) Площадь территории
2) Выбранный спутник
3) Точечная обработка или площадная будет выполняться
4) Территория с растительностью или без
5) Нужен ли мониторинг только сооружений или земной поверхности вообще
6) Ожидаемая интенсивность смещений
7) Наблюдать ли только вертикальные смещения или и горизонтальные тоже
8) Архивные снимки используются или новая съемка.
9) Пространственное разрешение съемок
и др.

На практике у нас бывают проекты от 300 000 руб. до 10 000 000 руб. в год.

 

Среди геодезистов желающие врядли найдутся )))

 

Находятся, и среди геодезистов и среди маркшейдеров. Вроде не бедствуем.

 

ОЧЕНЬ многое зависит от условий, в частности смешанности (читай - электропроводимости) пластов. От физики не уйдешь.. И редко встретишь идеальную границу, к примеру, песка и суглинка. Поэтому разведочные скважины идут сопуткой всегда.

Ну а с учетом того, что даже с множественными экранированными блоками в идеальных условиях на глубинах до 5 м. погрешность в вертикалке болтается в районе 10 см, данные решения для полноценного мониторинга пока мало применимы.

P.S. Давеча на площадке у одного соконфетника сдвоенная антенна IDSки даже эту "идеальную" границу суглинок/песок неверно на 1 м определила. Вернее, расшифровать радарограмму без сопутки правильно не смогли..

Но все еще впереди

 

А да, сорян, с линейкой RIS спутал.

Позовите, когда под землю полезете

 

Работаем с этим радаром и еще с GroundProbe. Если до сих пор интересно, могу ответить на возникшие вопросы.

 

Это нужно сравнивать с конкретными радарами, например радар IDS IBIS работает по технологии синтезированной апертурной решетки, когда область сканирования сканируется вся сразу, а MSR 300 работает на реальной апертуре.