Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 73-83
Анализ смещений оползневых склонов в районе Большого Сочи по данным РСА-интерферометрии на примере оползня в селе Сергей-Поле (коттеджный посёлок Горная Поляна)
Е.И. Смольянинова
1 , В.О. Михайлов
1 1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 17.04.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-73-83
Постоянно увеличивающаяся с ростом антропогенной нагрузки оползневая опасность в районе Большого Сочи обуславливает актуальность привлечения современных спутниковых методов для мониторинга оползневой активности. Целью исследований было показать возможности использования метода спутниковой радарной интерферометрии (InSAR) для изучения оползневой опасности этого региона. Представлена обновлённая интерактивная карта деформаций поверхности для Центрального и Адлерского районов Большого Сочи, построенная на базе интерферометрической обработки радарных снимков со спутника Sentinel 1A с восходящего 43А (190 снимков) и нисходящего 123D (173 снимка) треков за период 2015–2023 гг. Карта размещена в сети Интернет по адресу: https://adler.nextgis.com/resource/879/display?panel=info. Обработка снимков проводилась методом SBAS (англ. Small Baseline Subset) в пакете ENVI SARscape v.5.3. На карте в виде слоёв показаны результаты расчётов средней скорости смещений в направлении на спутник. Отмечены наиболее существенные области активных деформаций поверхности, представлены графики временных серий смещений и информация об оползневых проявлениях по наземным данным. Новым является проведение расчётов средней скорости смещений вниз по склону и их представление в виде дополнительных слоёв на обновлённой карте, а также демонстрация возможностей применения InSAR при оценке оползневой опасности в данном регионе на примере оползневого склона в с. Сергей-Поле (коттеджный пос. Горная Поляна), где в октябре 2021 г. сошёл мощный оползень. Проанализированы временные серии смещений на различных участках этого оползневого склона совместно с графиками выпадения осадков, просуммированными за 1, 3, 5, 15 и 30 сут. Установлено, что до момента схода оползня в верхней части склона смещения наблюдались постоянно и достигали 200 мм в направлении на спутник, иногда чередуясь с относительно короткими периодами замедления. Также устойчиво смещались точки на западном склоне над посёлком. Всё это являлось признаком высокой оползневой опасности. Выявлено, что особую опасность представляют длительные периоды стабильности в низовых частях оползня в процессе аккумуляции осадков (при непрекращающихся дождях). Аномальное количество аккумулированных за весь 2021 г. осадков было существенно большим, чем в предыдущие годы, оно продолжало расти, начиная с июля 2021 г., и инициировало сход мощного оползня 5 октября 2021 г.
Ключевые слова: радары с синтезированной апертурой, спутниковая интерферометрия, спутниковый мониторинг, оползни, интерактивная карта, Sentinel 1А, Большой Сочи, с. Сергей-Поле
Полный текстСписок литературы:
- Бондур В. Г., Захарова Л. Н., Захаров А. И. и др. Долговременный мониторинг оползневого процесса на берегу реки Бурея по данным интерферометрической съёмки радаров L-диапазона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. C. 113–119. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-113-119.
- Вожик А. А., Шамурзаева Д. А. Оперативное региональное прогнозирование активности оползневого процесса на примере Сочинского полигона // Геоинформатика. 2018. № 4. С. 59–70.
- 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. C. 130–142.
- Захаров А. И., Захарова Л. Н., Красногорский М. Г. Мониторинг оползневой активности методами радарной интерферометрии с помощью трехгранных уголковых отражателей // Исслед. Земли из космоса. 2018. № 3. С. 80–92. DOI: 10.7868/S0205961418030065.
- Захарова Л. Н., Захаров А. И., Синило В. П. Исследование многолетней динамики Бурейского оползня методом космической радиолокационной интерферометрии // ГеоРиск. 2022. Т. 16. № 3. C. 20–34. https://doi.org/10.25296/1997-8669-2022-16-3-20-34.
- Михайлов В. О., Киселева Е. А., Смольянинова Е. И. и др. Некоторые проблемы мониторинга оползневых процессов с использованием спутниковых радарных снимков с различной длиной волны на примере двух оползневых склонов в районе Большого Сочи // Физика Земли. 2014. № 4. С. 120–130. DOI: 10.7868/S0002333714040103.
- 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. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-147-155.
- Смольянинова Е. И., Михайлов В. О., Дмитриев П. Н. Изучение и мониторинг зон проседания в Имеретинской низменности (район Большого Сочи) методом РСА-интерферометрии разночастотных спутниковых радарных снимков за период 2007–2019 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 5. C. 103–111. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-103-113.
- Смольянинова Е. И., Михайлов В. О., Дмитриев П. Н. Выявление и мониторинг областей активных деформаций в Адлерском районе Большого Сочи путём анализа серий разночастотных спутниковых радарных снимков за 2007–2020 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. C. 55–65. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-55-65.
- Смольянинова Е. И., Михайлов В. О., Дмитриев П. Н. Интерактивная карта активных оползневых участков и зон проседания грунтов для Центрального и Адлерского районов Большого Сочи по данным спутниковой радарной интерферометрии за 2015–2021 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. C. 141–149. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-141-149.
- 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. DOI: 10.1109/TGRS.2002.803792.
- Bondur V., Chimitdorzhiev T., Dmitriev A., Dagurov P. Fusion of SAR Interferometry and Polarimetry Methods for Landslide Reactivation Study, the Bureya River (Russia) Event Case Study // Remote Sensing. 2021. V. 13. No. 24. Article 5136. https://doi.org/10.3390/rs132 45136.
- Mondini A., Guzzetti F., Chang K.-T. et al. Landslide failures detection and mapping using Synthetic Aperture Radar: Past, present and future // Earth-Science Reviews. 2021. V. 216. Article 103574. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103574.
- Moretto S., Bozzano F., Mazzanti P. The Role of Satellite In-SAR for Landslide Forecasting: Limitations and Openings // Remote Sensing. 2021. V. 13. Article 3735. https://doi.org/10.3390/rs13183735.
- Notti D., Herrera G., Bianchini S. et al. A methodology for improving landslide PSI data analysis // Intern. J. Remote Sensing. 2014. V. 35. No. 6. P. 2186–2214. DOI: 10.1080/01431161.2014.889864.
- Solari L., Del Soldato M., Raspini F. et al. Review of Satellite Interferometry for Landslide Detection in Italy // Remote Sensing. 2020. V. 12. No. 8. Article 1351. 29 p. https://doi.org/10.3390/rs12081351.
- Zhang Y., Meng X. M., Dijkstra T. A. et al. Forecasting the magnitude of potential landslides based on InSAR techniques // Remote Sensing of Environment. 2020. V. 241. Article 111738. https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111738.