Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Landslide Monitoring in the Jebha Region by Radar Permanent Scattered Remote Sensing Technique

Azizi Bouchra, Hakdaoui Mustapha, Raji Mohammed, Taazzouzte Mariam

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 1

125--135

EN

The city of Eljebha, Morocco, and its surroundings have always been affected by instability and slope failure, both natural and man-made. The Neogene conglomeratic clay formations, which form most of the city of Constantine, are extremely sensitive to the presence of water, which makes them susceptible to landslides. Therefore, to preserve the environment and endangered species, remote sensing has been designed to facilitate the monitoring and supervision of natural hazards and threats. The present paper deals with the detection of stable points by the new technique of permanent dispersers PSInSAR, as well as the subsidence rate with an accuracy in mm/year in the area of El Jebha in Morocco from 2016 to 2018 using Sentinel 1 complex SLC data in IW mode.

2

Mining-induced Land Subsidence Detected by Sentinel-1 SAR Images:An Example from the Historical Tadeusz Kościuszko Salt Mine at Wapno, Greater Poland Voivodeship, Poland

Kim Thi Thu Huong, Tran Hong Ha, Bui Khac Luyen, Lipecki Tomasz

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 2

41--52

EN

There are many mines in Poland that have been in operation for over 100 years, with the Tadeusz Kościuszko mine being a large salt mine in Wapno, northern Poland. The mine was closed in 1977 due to the greatest catastrophe in the history of Polish mining, but in the first days of 2021, a very large hole has been created in this area due to land subsidence. This article uses InSAR technology with Sentinel-1 images to determine settlement and ongoing deformation in this mine. The study results are useful for policymakers, managers, and authorities because land subsidence has caused serious and dangerous effects on people living in the area. The results processed by the Persistent Scatterer InSAR (PSInSAR) method with the Sentinel Application Platform and the Stanford Method for Persistent Scatterers software packages show that deformation in the Wapno village area has been detected in both residential and non-residential areas, with maximum subsidence of up to −19 mm/yr. The subsidence in the mine reaches −12 mm/yr, and that at surrounding area range from 0 to −18.8 mm/yr.

3

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

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

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 2, vol. 1

171--180

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.

4

The pattern of surface deformations in the Dąbrowa Basin (Poland) based on PSInSAR analysis

Leśniak Andrzej, Porzycka-Strzelczyk Stanisława

Geological Quarterly

|

2020

|

Vol. 64, No. 2

304--318

EN

Slow, long-term ground deformations in the Dąbrowa Basin (southern Poland) were identified based on ERS-1, ERS-2 and ENVISAT Synthetic Aperture Radar (SAR) images that were processed by means of Permanent Scatterer SAR Interferometry (PSInSAR). The Dąbrowa Basin is a region where two major factors can affect surface stability: intensive coal exploitation and neotectonic processes. In this study, in order to clarify the origin of surface deformations, the authors propose applying a newly developed algorithm of spatio-temporal PSInSAR data analysis. This analysis revealed that subsidence is a characteristic feature of the Dąbrowa Basin. A significant correlation exists between slow, long-term ground deformations and the location of the main tectonic structure of this region. The proposed spatiotemporal analysis of the PSInSAR data additionally showed some degree of correlation between mining activity and the studied deformations. This interconnection is a significant achievement of this study since the deformation values determined by means of PSInSAR were identified in earlier works solely on the basis of Dąbrowa Basin neotectonics.

5

Wykorzystanie danych SAR do obserwacji deformacji terenu spowodowanych działalnością górniczą w rejonie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego : wyniki projektu DORIS (EC-FP7)

Graniczny M., Kowalski Z., Przyłucka M., Zdanowski A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 12

11--19

PL

W artykule zaprezentowano wykorzystanie metod interferometrii satelitarnej (PSInSAR i DInSAR) dla obserwacji deformacji powierzchni terenu na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). Prezentowane wyniki zostały pozyskane w trakcie realizacji projektu DORIS (ECFP 7, Grant Agreement n. 242212, www.doris-project.eu). Większość satelitarnych danych interferometrycznych przetworzono w wyspecjalizowanej firmie Tele – Rilevamento Europa – T. R. E, we Włoszech. Dane te pochodziły z różnych satelitów, takich jak: ERS 1 i 2, ENVISAT, ALOS- PALSAR oraz TerraSAR-X i objęły trzy pasma zakresu widma mikrofal (SAR): L, C oraz X. Archiwalne dane pasma C z satelitów Europejskiej Agencji Kosmicznej objęły obserwację przemieszczeń powierzchni terenu w okresie od 1992 do 2010, w dwóch oddzielnych pakietach danych z przedziałów czasowych 1992÷2000 oraz 2003÷2010. Jako obszary testowe dla obserwacji przemieszczeń na terenach zamkniętych kopalń wybrano Kopalnie Węgla Kamiennego „Sosnowiec” i „Saturn”, które zakończyły działalność w 1995 i 1997 r. Pomimo bieżącego wypompowywania wód z zamkniętych kopalni ich poziom podniósł się o kilkadziesiąt metrów. W związku z powyższym, wskutek zmian ciśnienia piezometrycznego i jego oddziaływania na górotwór zaobserwowano podnoszenie powierzchni terenu. Analiza danych z pasm L i X pozwoliła z kolei na śledzenie w ciągu kilku miesięcy przebiegu zmian podziemnego frontu robót, który odzwierciedlał się na powierzchni terenu, na przetworzonych zobrazowaniach radarowych. Analizę taką przeprowadzono w rejonie KWK „Halemba-Wirek”. Najbardziej efektywne w tym zakresie okazały się wysoko rozdzielcze dane TerraSAR-X, przetwarzane przy pomocy algorytmu SqueeSAR. Serie czasowe PS pasma X pomogły zidentyfikować bardzo niewielkie przemieszczenia, natomiast uzupełniające dane na temat większych przemieszczeń (w zakresie kilkudziesięciu centymetrów) można było uzyskać dzięki analizie prążków interferometrycznych. Uzyskane rezultaty dowiodły, że przemieszczenia powierzchni terenu w rejonie zamkniętych kopalń zachodzą bardzo długo i znacznie przekraczają okres 5 lat, który oficjalnie uznawany jest za granicę bezpieczeństwa i dopuszczają dowolne zagospodarowanie tych obszarów.

EN

The application of satellite interferometric methods (PSInSAR and DInSAR) for observations of ground deformations in the Upper Silesian Coal Basin (Southern Poland) is the subject of this paper. The presented results were obtained during implementation of the DORIS project (EC FP7, Grant Agreement n. 242212, www.doris-project.eu). Several InSAR datasets were analysed in this area. Most of them were processed by Tele-Rilevamento Europe - T.R.E. s.r.l. Italy. The sets of data came from different SAR satellites: ERS 1 and 2, ENVISAT, ALOS- PALSAR and TerraSAR-X and cover three different SAR bands (L, C and X). Archival data from C-band European Space Agency satellites ERS and ENVISAT, allowed to obtain information on ground movement from 1992 to 2010 in two separate datasets (1992-2000 and 2003-2010). As an example of ground motion upon inactive mining areas, two coal mines were selected: Sosnowiec and Saturn where exploitation of coal mine stopped in 1995 and 1997, respectively. Despite of well pumping after the closure of the mines, underground waters returned to the natural horizon, raising up several dozen meters; the high permeability of hydrogeological subregion and an insufficient water withdrawal from the abandoned mines. The analysis of interferometric L and X-band data in the Upper Silesia has enabled observation and monitoring of the underground mining front in a period of several months. It was indicated at the example from Halemba-Wirek coal mine. The analysis of the TerraSAR X dataset, processed by SqueeSAR algorithms proved to be the most effective for this purpose. X-band PSI time series can help to identify small, seemingly, negligible movements and are successfully supplemented by fringes when a displacement becomes significant. The obtained results on ground deformation proved that ground motion above the abandoned mines continues long after their closure. Therefore, the existing regulations stating that abandoned mines are considered as fully safe, in five years after mine closure, should be changed. Moreover, it should be emphasized that constructions in these area should be avoided as potential risk exists.

6

Związek występowania sejsmiczności indukowanej z osiadaniem powierzchni terenu określonym techniką PSInSAR

Mirek K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 6

44--50

PL

Intensywna eksploatacja prowadzi do deformacji górotworu, a następnie powierzchni terenu, powoduje wzrost naprężeń, a w efekcie może prowadzić do wystąpienia wstrząsu. Na powierzchni terenu mogą się pojawić niecki osiadania, zapadliska czy osuwiska. Zaletą nowych metod, które pozwalają na badanie powierzchni terenu, a ich zasadniczą jest możliwość objęcia badaniami znacznego obszaru. Jedną z metod jest technika PSInSAR, która ułatwia wykrywanie wyróżniających się obiektów, tzw. punktów PS (Permanent Scatteres) i minimalizuje niekorzystny wpływ warunków atmosferycznych podczas wykonywania zdjęć. W pracy wykorzystano dane uzyskane techniką PSInSAR obejmujące obszar północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Celem pracy było określenie regionalnych trendów osiadania powierzchni terenu wywołanego eksploatacją górniczą oraz określenie, w jaki sposób rozkładają się epicentra wstrząsów górniczych na badanym obszarze, uwzględniając zmienność w czasie obu zjawisk. Uzyskane metodą PSInSAR mapy prędkości osiadania wskazują na rozwój dwóch większych obniżeń, które swoim charakterem przypominają niecki osiadania. Analiza wstrząsów górniczych wskazuje, że największe skupienia epicentrów wstrząsów górniczych rozkładają się na krawędziach zaobserwowanych niecek. Taką sytuację można wytłumaczyć występowaniem w zewnętrznych strefach brzeżnych niecek sił rozciągających, które tym samym narażone są na największe zniszczenia.

EN

Intensified exploitation leads to the deformation of rock mass and, consequently, the land surface which is the cause of stress decrease and tremor occurrence. Therefore on the land surface subsiding troughs, sinks and landslides may occur. The advantage of the new method of land surface testing is the possibility of covering a relatively significant area for study. One of the methods is the PSInSAR technique which facilitates the detection of distinguished objects, so-called PS points (Permanent Scatteres), and minimize the adverse effect of atmospheric conditions during photographing. This paper includes data from the north-eastern part of Upper Silesian Coal Basin, obtained by the use of this technique. The purpose was to determine the regional tendencies of land surface subsidence induced by exploitation and the scheme of mining tremor epicenters distribution in the tested area taking into account the variation over time of these phenomena. The land-subsidence velocity maps obtained by use of the PSInSAR method, indicate the development of two larger subsidence which resemble the subsiding troughs. The tremor analysis shows that the largest epicenter concentration of mining tremors are distributed on the edges of the observed troughs. This is because of the occurrence of tensile forces in marginal zones of troughs exposed to serious damage.

7

Application of the SAR interferometric methods to identify the mobility of the area above the salt diapir in Inowrocław and the regional salt structures in central Poland

Piątkowska A., Surała M., Perski Z., Graniczny M.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

209-220

EN

Remote sensing interpretation presents the linear structural elements correspond to the tectonic-structural pattern and suggest a block-type character of the pre-Permian basement. They may also indicate the existence of active movements of salt bodies and point at tectonic zones being active during almost recent past. The research on terrain mobility in the Inowrocław salt dome area and regional salt structures was conducted with the use of SAR interferometry techniques: PSI and InSAR. All archival scenes (both descending and ascending) available from satellites ERS-1/2 and ENVISAT were used in order to determine the nature of displacement during the last 15 years. To identify the mobility of the pilot study, locally and regionally, the results from SAR interferometry techniques were analysed together with all types of collected data: tectonics, geophysical, geological, geodetic, and structural data. That gave indications about the uplift and subsidence in the salt dome area, as well as information about the types and causes (natural and induced) of mass movements.

PL

W ujęciu regionalnym tektonika blokowa w podłożu kompleksu permskiego była jednym z ważniejszych czynników inicjujących i warunkujących dźwiganie się antyklin solnych ku górze. W wypadku wysadu solnego Inowrocławia występował naturalny proces dźwigania kopuły wysadu o różnym stopniu nasilenia, a jego skutkiem jest powolna aktywność stref tektonicznych. Przybliżone wartości przemieszczeń terenu lokalnie w rejonie wysadu i regionalnie w rejonie struktur solnych zostały określone na podstawie wyników badań interferometrii satelitarnej SAR metodami PSInSAR i DInSAR. Do wyznaczenia wartości przemieszczeń powierzchni terenu w ostatnich 15 latach zostały wykorzystane wszystkie dostępne sceny archiwalne (zarówno descending, jak i ascending) satelitów ERS-1/2 oraz ENVISAT. W celu wyznaczenia stref aktywnych tektonicznie wyniki interferometrii radarowej zostały zanalizowane przy użyciu wszystkich zgromadzonych typów danych: tektonicznych, teledetekcyjnych, geofizycznych, geologicznych, geodezyjnych oraz danych strukturalnych. Pozwoliło to na scharakteryzowanie procesu podnoszenia i osiadania terenu w wymiarze lokalnym oraz regionalnym oraz wykazanie wyraźnych związków z naturalnym procesem halotektoniki.

8

Ewolucja technik interferometrii radarowej-przegląd metod na przykładzie opracowania danych ERS-1/2 SAR

Mleczko M., Mróz M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

221--229

PL

Ostatnie lata odznaczają się intensywnym rozwojem technik interferometrii radarowej - sposobu badania ukształtowania powierzchni Ziemi i zachodzących na niej procesów fizycznych. W porównaniu do obrazowania w zakresie „optycznym” (VNIR) rejestracja w pasmie mikrofalowym daje większe możliwości uzyskania informacji bez względu na panujące zachmurzenie. W pracy przedstawiono ewolucję technik interferometrii radarowej, od analizy pojedynczego interferogramu (InSAR), przez analizę pary interferogramów, czyli tzw. interferometrię różnicową (DInSAR) do analizy zbioru interferogramów (Stacking Interferometry). Analiza zbioru interferogramów jest najbardziej zaawansowanym typem różnicowej interferometrii radarowej. Technika ta umożliwia wykrywanie milimetrowych przemieszczeń gruntu oraz obiektów budowlanych. Możemy do niej zaliczyć podejście Permanent Scatterer zaproponowane przez Ferretti i współautorów (Ferretti et al. 2001) oraz podejście Small Baseline Subset (SBAS) opisane przez Berardino (Berardino et al. 2002), Lanari (Lanari et al. 2004) oraz Pepe (Pepe et al. 2005). Do analiz w niniejszej pracy wykorzystano zbiór danych ERS-1/2 (pasmo C) z lat 1992-2000. Obszar testowy obejmował rejon Gdańska. Autorzy wybierając obszar badań kierowali się występującymi w latach 1996-1997 ruchami sejsmicznymi w Zatoce Gdańskiej (Wiejacz 2001) oraz zjawiskiem osiadania terenu, szczególnie na terenie gdańskiej starówki.

EN

The last years are characterized by intensive development of radar interferometry techniques - way to survey the Earth’s surface. Radar imaging is more or less dependent on weather condition, so it gives more possibilities to acquire images than optical imaging. This paper presents the evolution of radar interferometry techniques from analysis of single interferogram, then analysis of pair of interferograms- differential interferometry (DInSAR) and finally to analysis of interferogram stacking (Stacking Iterferometry). Analysis of stacking interferogram is the most advanced type of differential radar interferometry. This technique enables the detection of millimeter displacement of land and buildings. We can distinguish Permanent Scatterer approach proposed by Ferretti et al (Ferretti et al. 2001) and Small Baseline Subset approach (SBAS) described by Berardino (Berardino et al. 2002), Lanari (Lanari et al. 2004) and Pepe (Pepe et al. 2005). The paper focuses on the use of ERS-1/2 images acquired over the Gdansk (Poland). The authors have chosen this area of interest due to seismic events in the Gulf of Gdansk in 1996-1997 (Wiejacz 2001).

9

Doświadczenia wykorzystania technologii Permanent Scatters InSAR (PSI) do monitoringu deformacji terenów górniczych

Krawczyk A., Perski Z.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 10

150-155

PL

W artykule przestawiono wyniki pierwszego w Polsce eksperymentu z zastosowaniem technologii Permanent Scatters Syntetic Apreture Radar Interferometry (PSI) na terenach wpływów eksploatacji górniczej. Istniejąca baza radarogramów ASAR (16 sztuk) wykonanych dla terenu LGOM pozwoliła autorom przystąpić do eksperymentu polegającego na wykorzystaniu metody PSI do pomiarów deformacji terenu poddanego wpływom eksploatacji górniczej. W ramach badań wykonano przetworzenie radarogramów do interferogramów, a następnie przeprowadzono analizę szeregu czasowego dla każdego piksela interferogramu w celu wyszukania obszarów cechujących się stałością odbicia sygnału w czasie - tzw "rozpraszacza stabilnego". Na bazie zidentyfikowanych rozpraszaczy stabilnych przeanalizowano zmiany wysokościowe punktu w czasie. Otrzymane wyniki pozwoliły na wstępną ocenę metody oraz określenie uwarunkowań jej zastosowania w warunkach krajowego przemysłu górniczego.

EN

The results of the first in Poland experiment with application of technology Permanent Scatters Synthetic Apreture Radar Interferometry (PSInSAR)on the terrains under influence of mining exploitation, are presented. Existing base of radar-grams ASAR (16 pieces) executed for the LGOM (copper region) enabled the Authors to start the experiment of using PSInSAR for the measuring of terrain deformations under mining exploitation influence. Within confines of research processing of radar-grams was made to interferograms and next the analysis of the time series for each pixel of interferograme in order to find areas being characterised by signal reflection stability in time - so called - "permanent scatter". On the basis of identified permanent scatters the point height changes in time were analysed. The obtained results enabled the preliminary evaluation of the method as well as determination of its application in domestic mining industry conditions.

10

Analiza czasowa powolnych deformacji terenu na obszarze Zagłębia Dąbrowskiego

Porzycka S., Leśniak A.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 6

70-75

PL

W pracy wykonana została analiza czasowa powolnych deformacji terenu występujących na obszarze Zagłębia Dąbrowskiego. Celem pracy było zbadanie zmian trendu deformacji tego obszaru w okresie od 1993 r. do 2000 r. Do analizy wykorzystane zostały dane satelitarnej interferometrii radarowej PSInSAR. Dane te dostarczają informacje o niewielkich, długookresowych przemieszczeniach terenu w tzw. punktach PS, będących stabilnymi rozpraszaczami radarowymi. Przeprowadzone badania wykazały, że dla 41 % wszystkich punktów PS występuje zmiana trendu wartości deformacji. Najwięcej zmian stwierdzono w okresach od października 1993 roku do grudnia 1994 roku oraz od marca 1999 r. do kwietnia 2000 r. Dla pierwszego wymienionego przedziału czasu charakterystyczne było zwiększenie szybkości osiadania terenu, natomiast dla drugiego przedziału najwięcej wykrytych zmian świadczy o zmniejszeniu szybkości osiadania terenu. Należy zaznaczyć, iż w rejonie badań, w analizowanym okresie, zakończyły działalność dwie kopalnie węgla kamiennego "Paryż" (1995 r.) oraz "Sosnowiec" (1997 r.). Stwierdzone zmniejszenie szybkości powolnych deformacji terenu może mieć związek z zaprzestaniem eksploatacji węgla. W celu wykazania tej zależności konieczne jest dokładne przeanalizowanie otrzymanych wyników razem z danymi górniczymi dotyczącymi lokalizacji, w poszczególnych okresach czasu, pól eksploatacyjnych.

EN

In this work the temporal analysis of slow deformations in the area of Dąbrowski Basin was performed. The aim of this work was to study the trend changes in this area between years 1993 and 2000. In order to perform this task the PSInSAR data were used. These data derive information about slow deformation for PS points that are stable radar targets. In the first step the algorithm which detects at most one or none change of trend for each of PS points was developed. In this work the detected trend changes were divided into four categories: increase and decrease of subsidence and increase and decrease of the lift of terrain. In this work the temporal and spatial analysis of detected trend changes was performed. The density maps of the PS points with detected trend changes were generated. In maps the categories of trend changes were also pictured. Performed analysis showed that the trend changes occurred for 41% of PS points. The highest numbers of trend changes were detected in two periods of time: X.1993-XII.1995 and III.1999-IV.2000. For first period of time the increase subsidence value were characteristic while for second period of time the decrease of these values were the most common. It is very important that in studied period of time two coals mines were abandoned: "Paryż" (1995) and "Sosonowiec" (1997). The detected decreases of values of subsidence can be connected with this discontinuation of coal exploitation. In order to show this relation it is necessary to analyze obtained results with the mining data concerning localization of exploitation fields.

11

Adwent metod teledetekcji aktywnej do monitorowania zjawisk przyrodniczych

Bęcek K.

Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum

|

2010

|

Vol. 9, nr 2

3-19

PL

Ostatnie dwudziestolecie rozwoju technologii pozyskiwania danych o zjawiskach przyrodniczych można uznać za adwent metod teledetekcji aktywnej. Niezwykle spektakularnym wytworem tego okresu jest globalny numeryczny model pokrycia obszarów lądowych naszej planety, znany pod angielskim skrótem SRTM. SRTM powstał przy wykorzystaniu instrumentu zainstalowanego na pokładzie amerykańskiego wahadłowca Endeavour i z wykorzystaniem metody interferometrii radarowej. Metoda ta jest jedną z metod teledetekcji aktywnej, która bazuje na wykorzystaniu promieniowania mikrofalowego emitowanego i odbieranego przez satelitę. Pomiary mogą być dokonywane w każdych warunkach meteorologicznych i niezależnie od oświetlenia słonecznego. Powodzenie programu SRTM oraz unikalny charakter dostarczanych danych stały się poważnym czynnkiem stymulującym rozwój systemów teledetekcji aktywnej w krajach takich jak Japonia, Kanada, Niemcy, USA i Włochy. Mimo że w wielu sytuacjach metody teledetekcji aktywnej są nadal na etapie eksperymentów, już teraz można z całą pewnością stwierdzić, że obecnie orbitujące satelity takie jak ALOS PALSAR, TerraSAR-X, TanDEM-X, RADARSAT, ERS, ENVISAT-ASAR oraz szereg planowanych misji dostarczają i będą dostarczały cennych danych, pozwalających na uzupełniające, a czasami i nowe spojrzenie na zjawiska przyrodnicze. Ważąc powyższe, wydaje się pożytecznym dokonanie przeglądu najważniejszych zagadnień i metod teledetekcji aktywnej. Jest to celem niniejszego opracowania.

EN

The last thirty years of environment monitoring witnessed a rapid development of the active remote sensing technology. Therefore, it is appropriate to consider this period as an advent of the active remote sensing. This paper offers a quick outline of the basics terms, approaches and typical applications of the technology which includes radar, synthetic aperture radar, synthetic aperture radar interferometry and methods which are derived from the synthetic aperture radar interferometry including the differential synthetic aperture radar interferometry and permanent scatterers. The polarimetric synthetic aperture radar interferometry and LiDAR were omitted from this review.

12

Impact of tectonics on ground deformations caused by mining activity in the north-eastern part of the Upper Silesian Coal Basin

Leśniak A., Porzycka S.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2009

|

T. 25, z. 3

227-238

EN

The aim of the presented research was to analyze the dependencies between slow surface deformations and faults distribution. The area of the research included seven mines of the Dabrowskie Coal Basin. Coal exploitation has been conducted in this region for over 200 years. The region faces a problem of vertical ground deformations. The PSInSAR technique was used in this area to measure small, long-period ground displacements. The PSInSAR method exploits a set of a few dozen satellite radar images of the same area performed at different times. The velocities of deformations are measured only in points called 'persistent scatterers - PS'. The PS points are good radar wave reflectors located on the Earth's surface, e.g. buildings, bridges, rock outcrops. The important feature of the Dabrowskie Coal Basin is a dense fault system with throws, which range from several meters to over three hundred meters. The main dislocation in the discussed region is the Bedzinski fault with NW-SE direction. It is crossed by smaller faults with S-N orientation. Only large faults with throws over fifty meters were used in described analysis. In the first part of this work, the analysis of ground deformations values was made. It was performed separately for downthrown and upthrown blocks. The one-way analysis of variance was made to examine the statistical significance of the difference between average velocities of subsidence in those two blocks. The analysis was performed separately for the Bedzinski fault and for faults with S-N directions. In the second part of the work, an analysis of spatial dependence between fault location and velocities of deformations was performed. The directional semivariograms were calculated in downthrown and upthrown blocks of the Bedzinski fault. The semivariograms in N, NE, E and SE directions were analyzed. Results of analysis show that despite the fact that all faults have similar values of vertical displacements, only the Bedzinski fault divides the study area into two regions with significant difference of average values of ground deformations. It has been found that the downthrown and upthrown blocks of the Bedzinski fault have different variations of ground deformations in space. The performed analysis shows also that there is no linear correlation between values of ground displacements measured in PS points and their distances to lines of faults.

PL

Celem pracy była zbadanie wpływu tektoniki na deformacje terenu wywołane działalnością górniczą. Obszar badań opisany w artykule obejmuje tereny górnicze wybranych kopalń Zagłębia Dąbrowskiego. Ze względu na prowadzoną w tym rejonie od lat eksploatację węgla kamiennego oraz skomplikowaną budowę tektoniczną rejon ten zagrożony jest występowaniem pionowych przemieszczeń terenu. Na obszarze badań pomierzone zostały niewielkie, długookresowe deformacje terenu, dzięki wykorzystaniu techniki PSInSAR. Technika ta polega na przetwarzaniu zestawu satelitarnych obrazów radarowych i dostarcza informacje o przemieszczeniach terenu w punktach PS. Punkty PS to stabilne reflektory odbijające promieniowanie mikrofalowe, odpowiadające takim obiektom terenu jak budynki, mosty, wiadukty, wychodnie skał itp. Szczegółowo zbadane zostały wartości przemieszczeń terenu w punktach PS w zależności od ich położenia względem głównych jednostek tektonicznych. Zagłębie Dąbrowskie charakteryzuje się występowaniem gęstej sieci uskoków. Główną dyslokacją tego terenu jest uskok będziński o rozciągłości NW-SE. Uskok ten przecięty jest licznymi uskokami o rozciągłości południkowej. Do analizy wybrane zostały jedynie największe uskoki, których wartości zrzutów przekraczają 50 m. Analiza danych PSInSAR obejmowała trzy etapy. Pierwszy z nich polegał na interpolacji średnich szybkości terenu w punktach nie objętych techniką PSInSAR. Zadanie to zostało wykonane z zastosowaniem metody odwrotnych odległości. Zbadane zostały wartości deformacji terenu w kierunku prostopadłym do linii uskoku będzińskiego. Następnie wykonana została analiza trendu, dla wszystkich wykorzystanych w pracy, danych PSInSAR. W drugim etapie badań wykonana została jednoczynnikowa analiza wariancji mająca na celu sprawdzenie, czy różnica pomiędzy średnią wartością deformacji terenu dla skrzydła zrzuconego i wiszącego jest statystycznie istotna. Analiza wariancji została wykonana osobno dla uskoku będzińskiego i uskoków o przebiegu południkowym. W trzecim etapie analizy zbadana została struktura zmienności średnich szybkości deformacji terenu względem uskoku będzińskiego. Zadanie zrealizowano poprzez obliczenie i analizę semiwariogramów kierunkowych. Badanie struktury zmienności parametru zostało przeprowadzone dla uskoku będzińskiego osobno dla skrzydła zrzuconego i wiszącego. Empiryczne semiwariogramy w obu przypadkach zostały obliczone, dla kierunków: N, NE, E, SE, tak aby zbadać wzajemną korelację deformacji terenu osobno w kierunku prostopadłym i równoległym do linii uskoku. Wykonana w pracy mapa deformacji terenu pozwoliła na wstępną ocenę wartości przemieszczeń terenu względem głównych uskoków rejonu badań. Analiza deformacji terenu w kierunku prostopadłym do linii uskoku będzińskiego wykazała różnicę w wartościach przemieszczeń terenu w skrzydle wiszącym i zrzuconym tego uskoku. Stwierdzono występowanie trendu średnich szybkości deformacji terenu w kierunku SW-NE. W wyniku przeprowadzonej analizy wykazano, iż pomimo faktu, że wszystkie uskoki uwzględnione w pracy charakteryzują się podobnymi wartościami zrzutów to jedynie dla uskoku będzińskiego stwierdzona została statystycznie istotna różnica między średnimi deformacjami terenu w skrzydle wiszącym i zrzuconym. W odniesieniu do tego uskoku stwierdzono również różnicę w strukturze zmienności analizowanego parametru dla obu jego skrzydeł. Ponadto wykazano brak korelacji pomiędzy wartościami deformacji terenu a odległością punktów pomiarowych od linii uskoku.

13

Detekcja długookresowych, pionowych przemieszczeń gruntu na terenach górniczych kopalń Zagłębia Dąbrowskiego z zastosowaniem technologii PSInSAR

Leśniak A., Porzycka S., Graniczny M.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2007

|

nr 6

30-32

PL

W artykule przedstawiono analizę danych satelitarnyct interferometrii radarowej (PSInSAR). Dane dotyczą rejom wschodniej części Górnego Śląska (Zagłębie Dąbrowskie, i niosą informacje o występujących tam powolnych pionowych przemieszczeniach terenu. W pracy zawartt są informacje dotyczące techniki przetwarzania obrazów radarowych (PSInSAR). Podjęta została próba zbadanie korelacji między wartościami przemieszczeń tereni a rozmieszczeniem uskoków i obszarów górniczych.

EN

This arcticle has undertaken the attempt of analysing satellite data of radar interferometry (PSInSAR). Presented figures concern eastern part of Upper Silesia (Dąbrowskie coal basin), and they supply information about slow, vertical ground movements. Paper provides information connected with technique of the radar scenes processing (PSInSAR). The analysis of correlation between values of the velocity of groud movements, faults and mining boundaries locations has been undertaken.

14

Przetwarzanie obrazów radarowych techniką PSInSAR

Porzycka S., Leśniak A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17b

661--669

PL

W artykule opisano wdrażana obecnie na świecie technikę przetwarzania obrazów radarowych: PSInSAR. Polega ona na wykorzystaniu dużej liczby zobrazowań typu SAR w celu detekcji powolnych przemieszczeń punktów PS. Punkty te to tzw. stabilne rozpraszacze, odpowiadające takim obiektom terenu jak budynki, mosty, wiadukty, wychodnie skał itp.. Przetwarzanie długich serii obserwacyjnych umożliwiło eliminacje niektórych ograniczeń klasycznej interferometrii radarowej InSAR. W artykule przedstawiono główne etapy standardowej analizy SPSA oraz założenia analizy zaawansowanej APSA. W pracy poruszony został temat wzbogacenia zbioru punktów PS o punkty, które zachowują się jak stabilne rozpraszacze tylko na ograniczonej liczbie obrazów radarowych, czyli tzw. punkty SPS i TPS. W artykule wymieniono i opisano zarówno zalety jak i ograniczenia techniki PSInSAR.

EN

In this paper the PSInSAR technique has been described. PSInSAR is a new method for radar image processing. It exploits large sets of radar images in order to detect small ground displacements of PS points. PS points are time-coherent radar targets. They correspond to structures such as buildings, bridges, viaducts, outcrops etc. PSInSAR overcomes some limitations of repeat pass InSAR. In this article, the main stages of the SPSA have been presented along with the general principles of APSA. This paper also covers similar information about the SPS and TPS points acting as coherent points only on limited number of radar images. The advantages and disadvantages of the PSInSAR technique have been specified and described.

15

Detekcja pionowych przemieszczeń terenu na obszarach górniczych z wykorzystaniem satelitarnej interferometrii radarowej typu PSInSAR

Leśniak A., Porzycka S.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17b

451--461

PL

Tematem badan przedstawionych w artykule jest detekcja pionowych przemieszczeń terenu w północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego z wykorzystaniem danych satelitarnej interferometrii radarowej w odmianie PSInSAR. Wykorzystano w tym celu wszystkie satelitarne obrazy radarowe zarejestrowane na tym obszarze z pokładów satelitów ESA w latach 1992-2003. Technika PSInSAR pozwala na wykrywanie małych pionowych przemieszczeń pojedynczych punktów odbijających. Technika ta umożliwia rejestracje przemieszczeń rzędu 0.5 mm/rok obiektów o małych wymiarach przestrzennych takich jak dachy budynków, rurociągi, mosty. Tak małe ruchy mogą być wynikiem regionalnych tektonicznych ruchów izostatycznych lub mogą być spowodowane prowadzona na tym terenie działalności górnicza. Analiza osiadań na terenie Zagłębia Dąbrowskiego została wykonana z zastosowaniem metod geostatystycznych. Metody te wykorzystują semiwariogram, który opisuje zróżnicowanie danych w zależności od ich wzajemnej odległości i wzajemnej orientacji przestrzennej. Wynik analizy geostatystycznej danych PSInSAR nie potwierdził zależności pomiędzy tempem osiadań gruntu a prowadzonymi pracami górniczymi. Analiza ta wykazała jednak związek pomiędzy osiadaniami a rozmieszczeniem uskoków na tym obszarze. Największe osiadania zostały wykryte w skrzydłach zrzuconych uskoków i blisko stref przeciec linii uskokowych.

EN

Detection of the vertical ground displacements in mining areas using PSInSAR (Permanent Scatterer Synthetic Aperture Radar Interferometry) data in a northern-eastern part of Upper Silesia Coal Basin is presented in the paper. PSInSAR technique improves the ability to determine small-scale displacements of individual features (scatterers) on the surface. It uses radar images collected over the target area by a SAR satellite between 1992 and 2003. Using the PSInSAR method, we can resolve surface motions at a level of 0.5 mm/year, and resolve very small-scale features, including motions of individual targets such as roofs, pipelines, bridges. These small movements might result from regional isostatic movements of Upper Silesia region and/or the subsiding caused by mining activity. Analysis of subsiding values in Dabrowskie Coal Basin mining area has been performed using geostatistic methods. These methods use the semivariogram function, which describes dissimilarity between the parameter values, depending on the distance between places, where it was measured and the mutual orientation. Results obtained from geostatistical analysis of PSInSAR data do not indicate the dependency between values of ground motion and mining areas locations. In contrary, the subsiding revealed by PSInSAR technique distinctly indicates a correlation with faults system. It was shown that the greatest values of ground settlements occur in the downthrown blocks and near zones, at the crossing point of the faults lines.

16

Terrafirma project - monitoring of subsidence of northeastern part of the Upper Silesian coal basin

Graniczny M., Kowalski Z., Jureczka J., Czarnogórska M.

Polish Geological Institute Special Papers

|

2005

|

Vol. 20

59--63

EN

During the last years, new ways of the satellite radar images processing have been invented and developed. It has allowed ground movements to be mapped and monitored with an accuracy better than 1 mm per year. This method is called Permanent Scatterer Synthetic Aperture Radar Interferometry (PSInSAR).The technique depends on the existence of radar scatterers which consistently reflect signals from successive satellite passes. The Polish Geological Institute obtained PSInSAR processing results for the Sosnowiec area in mid-March 2004. Processing has covered 54 scenes both ERS-1 and ERS-2, registered between 1992 and 2003. Presently, the results of Sosnowiec PSInSAR are the subject of interpretation. Initial results indicated interesting relations between the elongated subsidence anomalies and geological boundaries - Będzin and Kłodnica faults.

PL

Ostatnie lata przyniosły szybki rozwój interferometrii radarowej. Nowa metoda interferometrycznego przetwarzania zobrazowań radarowych (PSinSAR) zastosowana w projekcie pozwala na określenie przemieszczeń z dokładnością do 1 milimetra. Technika PSinSAR polega na analizie przemieszczeń punktów kontrolnych, będących dobrymi reflektorami dla zakresu mikrofalowego. Państwowy Instytut Geologiczny otrzymał przetworzone dane PSinSAR dla rejonu Sosnowca w połowie marca 2004. Proces przetwarzania obejmował 54 zobrazowania radarowe ERS-1 i ERS-2, z lat 1992-2003. Wstępna interpretacja danych wskazała na interesujące związki pomiędzy wydłużonymi anomaliami osiadania a granicami geologicznymi - uskokami będzińskim i kłodnickim. W artykule przedstawiono wstępną interpretację danych.