Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 5. С. 103-113
Изучение и мониторинг зон проседания в Имеретинской низменности (район Большого Сочи) методом РСА интерферометрии с использованием разночастотных спутниковых радарных снимков за период 2007–2019 гг.
Е.И. Смольянинова
1 , В.О. Михайлов
1 , П.Н. Дмитриев
1 1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 29.07.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-103-113
В работе приведены результаты оценки смещений земной поверхности и сооружений на территории Олимпийского парка в Имеретинской низменности методами радарной спутниковой интерферометрии. Использованы разночастотные радарные снимки, покрывающие двенадцатилетний период с 2007 по 2019 г., в том числе снимки спутников ALOS-1 (18 снимков, 2007–2010 гг.), Envisat (13 снимков, 2011–2012 гг.), Sentinel-1 (более 300 снимков, 2015–2019 гг.). На территории Имеретинской низменности по спутниковым данным обнаружено шесть основных областей просадок. За последние два года максимальные проседания достигают 150 мм. Обработка снимков производилась с использованием технологий SBAS в пакете ENVI SARscape и PS StaMPS/MTI. Построены карты вертикальных смещений поверхности для периодов, соответствующих сериям снимков со всех спутников. Вертикальные смещения (проседания) рассчитаны в предположении, что горизонтальные смещения невелики, в этом случае зафиксированные смещения в направлении визирования спутника равны проекции вектора смещений по вертикали на направление на спутник. Это предположение верифицируется сопоставлением результатов, полученных с восходящего и нисходящего треков. Построенные для выделенных зон проседания графики временных серий вертикальных смещений поверхности позволяют выделять периоды постоянных и изменяющихся во времени скоростей смещений, сопоставлять их с проводимыми строительными работами. Полученные карты смещений хорошо согласуются с наземными данными. Идентифицированные просадки оказываются существенными, поэтому в области олимпийских объектов целесообразно выполнять регулярный мониторинг смещений, в том числе и методами спутниковой РСА интерферометрии.
Ключевые слова: радары с синтезированной апертурой, спутниковая интерферометрия, космический мониторинг, просадки грунта, Sentinel-1, ALOS-1, Envisat, Имеретинская низменность, Большой Сочи
Полный текстСписок литературы:
- Гудкова Н. К. Мониторинг геологической среды олимпийских объектов в Сочи // Системы контроля окружающей среды. 2016. Т. 3. № 23. С. 130–133.
- Дмитриев П. Н., Голубев В. И., Исаев Ю. С., Киселева Е. А., Михайлов В. О., Смольянинова Е. И. Некоторые проблемы обработки и интерпретации данных спутниковой радарной интерферометрии на примере мониторинга оползневых процессов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 130–142.
- Михайлов В. О., Киселева Е. А., Дмитриев П. Н., Голубев В. И., Смольянинова Е. И., Тимошкина Е. П. Оценка полного вектора смещений земной поверхности и техногенных объектов по данным радарной спутниковой интерферометрии для областей разработки месторождений нефти и газа // Геофиз. исслед. 2012. № 3. С. 5–17.
- Михайлов В. О., Киселева Е. А., Смольянинова Е. И., Дмитриев П. Н., Голубев В. И., Исаев Ю. С., Дорохин К. А., Тимошкина Е. П., Хайретдинов С. А. Некоторые проблемы мониторинга оползневых процессов с использованием спутниковых радарных снимков с различной длиной волны на примере двух оползневых склонов в районе Большого Сочи // Изв. Российской акад. наук. Сер. «Физика Земли». 2014. № 4. С. 120–130.
- Потапов А. Д., Лейбман М. Е., Лаврусевич А. А., Чернышев С. Н., Маркова И. М., Бакалов А. Ю., Крашенинников В. С. Мониторинг объектов инженерной защиты на Имеретинской низменности // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2012. № 5. C. 406–413.
- Смольянинова Е. И., Киселева Е. А., Дмитриев П. Н., Михайлов В. О. О возможности применения РСА интерферометрии с использованием снимков со спутников Sentinel-1 при изучении оползневой активности в районе горного кластера Большого Сочи // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. C. 103–111.
- Смольянинова Е. И., Киселева Е. А., Михайлов В. О. Применение РСА интерферометрии снимков со спутников Sentinel-1 при изучении областей активных деформаций поверхности в прибрежном районе Большого Сочи // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. C. 147–155.
- Телков Ф. С., Наумов М. С., Исаков В. А. Факторы инженерно-геологического риска на территории Имеретинской низменности // Проблемы снижения природных опасностей и рисков: материалы Международной научно-практ. конф. «Геориск-2012». М.: РУДН, 2012. Т. 2. C. 324–330.
- Berardino P., Fornaro G., Lanari R., Sansosti E. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2002. V. 40. No. 11. P. 2375–2383.
- Crosetto M., Monserrat O., Cuevas-González M., Devanthéry N., Crippa B. Persistent Scatterer Interferometry: A review // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2016. V. 115. P. 78–89.
- Hooper A., Zebker H., Segall P., Kampes B. A new method for measuring deformation on volcanoes and other natural terrains using InSAR persistent scatterers // Geophysical Research Letters. 2004. V. 31. Art. L23611. 5 p.
- Hooper A., Segall P., Zebker H. Persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar for crustal deformation analysis, with application to Volcan Alcedo, Galapagos // J. Geophysical Research. 2007. V. 112. Iss. B7. Art. B07407. 21 p. DOI: 10.1029/2006JB004763.
- Kiseleva Е., Mikhailov V., Smolyaninova E., Dmitriev P., Golubev V., Timoshkina E., Hooper A., Samiei-Esfahany S., Hanssen R. PS-InSAR monitoring of landslide activity in the Black Sea coast of the Caucasus // Proceeding Technology. 2014. V. 16. P. 404–413.
- Solari L., Del Soldato M., Bianchini S., Ciampalini A., Ezquerro P., Montalti R., Raspini F., Moretti S. From ERS-1/2 to Sentinel-1: Subsidence Monitoring in Italy in the Last Two Decades // Frontiers in Earth Science. 2018. V. 6. Art. 149. 16 p. URL: https://doi.org/10.3389/feart.2018.00149.
- Tomás R., Romero R., Mulas J., Marturià J. J., Mallorquí J. J., Lopez-Sanchez J. M., Herrera G., Gutiérrez F., González P. J., Fernández J., Duque S., Concha-Dimas A., Cocksley G., Castañeda C., Carrasco D., Blanco P. Radar interferometry techniques for the study of ground subsidence phenomena: A review of practical issues through cases in Spain // Environmental Earth Sciences. 2014. V. 71. P. 163–181. URL: http://dx.doi.org/10.1007/s12665-013-2422-z.