Monitorowanie deformacji na terenach górniczych i pogórniczych z zastosowaniem technik satelitarnych i geomatycznych

• Autorzy: Apanowicz Bartosz , Gruchlik Piotr

Warianty tytułu

EN

Monitoring deformation in mining and post-mining areas using satellite and geomatics techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tereny górnicze i pogórnicze są narażone na poważne zagrożenia geodynamiczne i hydrogeologiczne, które mogą prowadzić do deformacji powierzchni, zniszczeń infrastruktury oraz zmian w stosunkach wodnych. Wczesna identyfikacja i monitorowanie tych procesów jest kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa ludzi oraz stabilności budowli i terenów zurbanizowanych. Zgodnie z rozporządzeniem Rady Ministrów z 2023 roku, Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy (GIG-PIB) realizuje kompleksowy monitoring tych zagrożeń na terenach górniczych i pogórniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Działania te obejmują sześć głównych zadań, spośród których trzecie dotyczy monitorowania deformacji powierzchni, a szóste obejmuje integrację wyników w formie zintegrowanych map zagrożeń geodynamicznych i hydrogeologicznych. W artykule omówiono metodykę realizacji tych dwóch zadań. Stosowane techniki obejmują technologie satelitarne i geomatyczne, w tym radarową interferometrię satelitarną (InSAR), systemy GNSS oraz autorską metodą zależności liniowych (LD), umożliwiającą detekcję szybko ujawniających się przemieszczeń powierzchni. Całość działań wspierana jest przez tworzony w GIG-PIB geoportal, który umożliwi analizę i wizualizację zagrożeń w czasie rzeczywistym. Kompleksowy charakter tych działań stanowi fundament skutecznego zarządzania ryzykiem na terenach objętych wpływami działalności górniczej.

EN

Mining and post-mining areas are exposed to significant geodynamic and hydrogeological hazards, which can result in surface deformations, infrastructure damage, and changes in water balance. Early identification and monitoring of these processes are essential for ensuring public safety and maintaining the stability of buildings and urbanized areas. In accordance with the 2023 regulation of the Council of Ministers, the Central Mining Institute – National Research Institute (GIG-PIB) conducts comprehensive hazard monitoring in the mining and post-mining areas of the Upper Silesian Coal Basin. These efforts include six key tasks. Third of which focus on monitoring surface deformations, while the sixth involves integrating the results into geodynamic and hydrogeological hazard maps. This article discusses the methodology for implementing these two critical tasks. The applied techniques include satellite and geomatic methods, such as Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), GNSS systems, and the proprietary Linear Dependence (LD) method, which enhances the detection of rapidly occurring displacements. These activities are supported by a dedicated geoportal, enabling real-time analysis and visualization of hazards. The comprehensive nature of these efforts forms the foundation for effective risk management in areas affected by mining activities.

Słowa kluczowe

PL

monitoring deformacji; techniki satelitarne; geomatyka; geoportal

EN

deformation monitoring; satellite techniques; geomatics; geoportal

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 82, nr 1-2
• Strony: 94--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il.

Twórcy

autor

Apanowicz Bartosz

• Główny Instytut Górnictwa - Państwowy Instytut Badawczy

autor

Gruchlik Piotr

• Główny Instytut Górnictwa - Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• APANOWICZ B. 2022 - Use of InSAR in linear discontinuous ground deformation generation analysis. Case study of a mine in Poland. Journal of Sustainable Mining 21, 4: 35–45.
• APANOWICZ B. 2023 - Analiza obniżeń powierzchni na terenach górniczych i pogórniczych w aspekcie zasięgu czasu z wykorzystaniem interferometrii satelitarnej. Praca doktorska. Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy.
• APANOWICZ B., MILCZAREK W., KOWALSKI A. 2004 - Novel method for determining the time coefficient in Knothe’s function and disappearance time of deformation increase using SAR data. Measurement 35: 1149-1158.
• CIGNA F., RAMIREZ R.E., TAPETE D. 2021 - Accuracy of Sentinel-1 PSI and SBAS InSAR Displacement Velocities against GNSS and Geodetic Leveling Monitoring Data. Remote Sensing, 13, 4800
• DECLERCQ P., DUSAR M., PIRARD E., VERBEURGT J., CHOOPANI A., DEVLEESCHOUWER X. 2023 - Post mining ground deformations transition related to coal mines closure in the Campine Coal Basin, Belgium, evidenced by three decades of MT-InSAR data. Remote Sensing, 15 (3).
• Prawo Geologiczne i Górnicze. Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. (Dz. U. 2011 Nr 163 poz. 981).
• Rozporządzenie RM z dnia 24 lipca 2023 r. w sprawie nadania Głównemu Instytutowi Górnictwa statusu państwowego instytutu badawczego (Dz. U. 2023 poz. 1579).
• FERRETTI A. 2014 - Satellite InSAR Data: Reservoir Monitoring from Space. EAGE, Houten, Holandia.
• HANSSEN R. 2001 - Satellite Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis. Rozprawa doktorska. Remote Sensing and Digital Image Processing, Springer, Holandia. https://dane.gov.pl/ (dostęp 28.02.2025 r.)
• KOWALSKI A. 2015 - Deformacje powierzchni w górnośląskim zagłębiu węglowym. Wydawnictwo Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy, Katowice.
• KOWALSKI A. (red.) 2000 - Eksploatacja górnicza a ochrona powierzchni. Doświadczenia z wałbrzyskich kopalń. Wydawnictwo Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy, Katowice.
• MASSONNET D., FEIGL K. 1998 - Radar interferometry and its application to changes in the earth’s surface. Reviews of Geophysics 36, 441–500.
• Raport kwartalny 1.3.4. za okres 01.10.2024 – 31.12.2024 z zadania 1.3. Monitorowanie deformacji terenu w obszarach górniczych i pogórniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.
• Raport roczny za okres 01.01.2024 – 31.12.2024 z zadania 1.3. Monitorowanie deformacji terenu w obszarach górniczych i pogórniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.
• Raport roczny za okres 01.01.2024 – 31.12.2024 z zadania 1.6. Opracowywanie zintegrowanych map zagrożeń geodynamicznych i hydrogeologicznych na terenach górniczych i pogórniczych.
• YU C., LI Z., PENNAN. 2020 - Triggered afterslip on the southern Hikurangi subduction interface following the 2016 Kaikoura earthquake from InSAR time series with atmospheric corrections. Remote Sensing of Environment 251, 112097.
• ZEBKER H., GOLDSTEIN R. 1986 - Topographic mapping from interferometric SAR observations. Journal of Geophysical Research 91, 4993–4999.