Land Subsidence Detection in Tan My-Thuong Tan Open Pit Mine and Surrounding Areas by Time Series of Sentinel-1 Images

• Autorzy: Tran Van Anh , Bui Xuan‑Nam , Nguyen Quoc Long , Tran Tuan-Anh

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-02-22

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie osiadania powierzchni terenu górniczego w kopalni odkrywkowej Tan My-Thuong Tan i okolicach na podstawie wieloczasowych satelitarnych obrazów Sentinel-1

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Open-pit or underground mining both causes environmental impacts such as air, soil, water pollution, etc., especially causing land subsidence of mines and surrounding areas. Research on mining subsidence is often carried out by field survey, the advantage of this method is high accuracy, but it is usually applied in a small scale. Recently, with the development of radar technology, there have been many studies applying this Radar Interferometry technique to determine surface subsidence over a wide range with a few millimeters accuracy. In this paper, 24 Sentinel-1 images were used as input materials, using the Permanent Scatter Interferometry (PSInSAR) method to determine the land subsidence of the Tan My-Thuong Tan quarries and surrounding areas. The results were compared with the average annual subsidence of 20 surveying points using GNSS technology from 1/2018 to 3/2020. The correlation coefficient of annual average land subsidence of the two methods is 0.83, showing the feasibility of applying InSAR Sentinel-1 data processed by PSInSAR method for determining mine surface deformation and surrounding area.

PL

Zarówno górnictwo odkrywkowe, jak i podziemne powodują osiadanie powierzchni terenu górniczego i na otaczających obszarach. Badania osiadań górniczych są często prowadzone metodą monitorowania punktów stabilizowanych na liniach obserwacyjnych. Zaletą tej metody jest duża dokładność, ale najczęściej stosowana jest na niewielkim obszarze. Satelitarna interferometria radarowa InSAR jest teledetekcyjną techniką służącą do pozyskiwania danych osiadań powierzchni terenu w określonym przedziale czasu. Odpowiednie opracowanie dwóch radarogramów pozwala na uzyskanie izolinii okresowych niecek obniżeniowych na dużym obszarze. W artykule, przedstawiono wyniki zastosowania 24 obrazów satelitarnych Sentinel-1 wykorzystując metodę Permanent Scatter Interferometry (PSInSAR) do określenia osiadań powierzchni terenu górniczego kamieniołomu Tan My-Thuong Tan i okolic. Wyniki porównano ze średnimi rocznymi osiadaniami 20 punktów pomiarowych wykorzystujących technologię GNSS od 1/2018 do 3/2020. Współczynnik korelacji średnich rocznych osiadań gruntów obu metod wynosi 0,83, co wskazuje na możliwość wykorzystania danych InSAR Sentinel-1 przetworzonych metodą PSInSAR do wyznaczenia osiadań powierzchni terenu kopalni i otaczającego ją obszaru.

Słowa kluczowe

EN

open-pit mines; PSInSAR; land subsidence; Sentinel-1; Tan My-Thuong Tan

PL

kopalnia odkrywkowa; PSInSAR; osiadanie terenu; Sentinel-1; kamieniołom Tan My-Thuong Tan

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 2, vol. 1
• Strony: 171--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Tran Van Anh

• Department of Photogrammetry and Remote sensing, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Bui Xuan‑Nam

• Department of Surface Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Nguyen Quoc Long

• Department of Mine Surveying, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Tran Tuan-Anh

• Department of Photogrammetry and Remote sensing, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

Bibliografia

• 1. Akcin H, Kutoglu H, Deguchi T, Koksal E (2010) Monitoring subsidence effects in the urban area of Zonguldak Hardcoal Basin of Turkey by InSAR-GIS integration. Natural Hazards and Earth System Sciences 10 (9):1807
• 2. Anh TV, Cuong TQ, Anh ND, Dinh HTM, Anh TT, Hung NN, Linh LTT (2016) Application of PSInSAR method for determining of land subsidence in Hanoi city by Cosmo-Skymed imagery. GIS-IDEAS 2016. Proceedings of GIS IDEAS
• 3. Anh TV, Masumoto S, Raghavan V, Shiono K (2007) Spatial distribution of subsidence in Hanoi detected by JERS-1 SAR interferometry. Japan Society of Geoinformatics 18 (1):3-13
• 4. Aobpaet A, Cuenca MC, Hooper A, Trisirisatayawong I (2013) InSAR time-series analysis of land subsidence in Bangkok, Thailand. International Journal of Remote Sensing 34 (8):2969-2982
• 5. Baek J, Kim S-W, Park H-J, Jung H-S, Kim K-D, Kim JW (2008) Analysis of ground subsidence in coal mining area using SAR interferometry. Geosciences Journal 12 (3):277-284
• 6. Bawden GW, Johnson MR, Kasmarek MC, Brandt JT, Middleton CS (2012) Investigation of land subsidence in the Houston-Galveston region of Texas by using the global positioning system and interferometric synthetic aperture radar, 1993-2000. US Geological Survey,
• 7. Chaussard E, Wdowinski S, Cabral-Cano E, Amelung F (2014) Land subsidence in central Mexico detected by ALOS InSAR time-series. Remote sensing of environment 140:94-106
• 8. Chen Y, Zhang G, Ding X, Li Z (2000) Monitoring earth surface deformations with InSAR technology: principles and some critical issues. Journal of Geospatial Engineering 2 (1):3-22
• 9. Delgado Blasco JM, Foumelis M, Stewart C, Hooper A (2019) Measuring Urban Subsidence in the Rome Metropolitan Area (Italy) with Sentinel-1 SNAP-StaMPS Persistent Scatterer Interferometry. Remote Sensing 11 (2):129
• 10. Diao X, Wu K, Hu D, Li L, Zhou D (2016) Combining differential SAR interferometry and the probability integral method for three-dimensional deformation monitoring of mining areas. International Journal of Remote Sensing 37 (21):5196-5212
• 11. Ferretti A, Prati C, Rocca F (2001) Permanent scatterers in SAR interferometry. IEEE Transactions on geoscience and remote sensing 39 (1):8-20
• 12. Foumelis M, Blasco JMD, Desnos Y-L, Engdahl M, Fernández D, Veci L, Lu J, Wong C ESA SNAP-StaMPS Integrated Processing for Sentinel-1 Persistent Scatterer Interferometry. In: IGARSS 2018-2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2018. IEEE, pp 1364-1367
• 13. Graham LC (1974) Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proceedings of the IEEE 62 (6):763-768
• 14. He J, Liu G, Yue H Monitoring ground subsidence in mining area using spaceborne InSAR technology. In: 2009 Joint Urban Remote Sensing Event, 2009. IEEE, pp 1-6
• 15. Hirose K, Maruyama Y, Murdohardono D, Effendi A, Abidin HZ Land subsidence detection using JERS-1 SAR Interferometry. In: 22nd Asian Conference on Remote Sensing, 2001. pp 5-9
• 16. Hooper A, Spaans K, Bekaert D, Cuenca MC, Arıkan M, Oyen A (2010) StaMPS/MTI manual. Delft Institute of Earth Observation and Space Systems Delft University of Technology, Kluyverweg 1:2629
• 17. Jiang Y, Liao M, Wang H, Zhang L, Balz T (2016) Deformation monitoring and analysis of the geological environment of Pudong international airport with persistent scatterer SAR interferometry. Remote Sensing 8 (12):1021
• 18. Liu G, Luo X, Chen Q, Huang D, Ding X (2008) Detecting land subsidence in Shanghai by PS-networking SAR interferometry. Sensors 8 (8):4725-4741
• 19. López-Quiroz P, Doin M-P, Tupin F, Briole P, Nicolas J-M (2009) Time series analysis of Mexico City subsidence constrained by radar interferometry. Journal of Applied Geophysics 69 (1):1-15
• 20. Ma C, Cheng X, Yang Y, Zhang X, Guo Z, Zou Y (2016) Investigation on mining subsidence based on multi-temporal InSAR and time-series analysis of the small baseline subset—Case study of working faces 22201-1/2 in Bu’ertai mine, Shendong coalfield, China. Remote Sensing 8 (11):951
• 21. Ng AH-M, Ge L, Li X, Abidin HZ, Andreas H, Zhang K (2012) Mapping land subsidence in Jakarta, Indonesia using persistent scatterer interferometry (PSI) technique with ALOS PALSAR. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 18:232-242
• 22. Tizzani P, Berardino P, Casu F, Euillades P, Manzo M, Ricciardi G, Zeni G, Lanari R (2007) Surface deformation of Long Valley caldera and Mono Basin, California, investigated with the SBAS-InSAR approach. Remote Sensing of Environment 108 (3):277-289
• 23. Van Le T, Nguyen CT (2018) Assessment of capacity of using sentinel-1 images in monitoring land subsidence in Ho Chi Minh City. Science & Technology Development Journal-Science of The Earth & Environment 2 (2):19-25
• 24. Yang K, Yan L, Huang G, Chen C, Wu Z (2016) Monitoring building deformation with InSAR: Experiments and validation. Sensors 16 (12):2182

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).