Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of InSAR in Linear Discontinuous Ground Deformation Generation analysis: case study of a mine in Poland

Apanowicz Bartosz

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 1

45--53

EN

Linear Discontinuous Ground Deformations are defined as fissures and steps, as well as structural forms composed of them. They occur on the surface as a result of underground mining. Knowledge of LDGDs has been acquired through field observations which are subsequently described in the scientific publication. Records of LDGDs are made by using the classic surveying method. The paper reviews the created LDGDs in the years 2015-2019 in one of the mines of the USCB. The analysis covers the velocity of subsidence as a result of underground mining and the values of horizontal strains determined according to the Knothe-Budryk theory. The InSAR satellite technique was used to measure the subsidence. The subsidence was determined using the small baseline method - SBAS. The combination of the theoretical Knothe-Budryk model with the large-scale capabilities of InSAR may provide valuable material for a better understanding of the genesis of LDGD creation and their prediction.

2

Wykorzystanie satelitarnej interferometrii radarowej w badaniach deformacji powierzchni w górnictwie odkrywkowym węgla brunatnego

Górnictwo Odkrywkowe

|

2017

|

R. 58, nr 1

22--27

PL

W artykule, na przykładzie Kopalni Węgla Brunatnego „Turów”, zademonstrowano możliwości wykorzystania satelitarnej interferometrii radarowej w badaniach deformacji powierzchni w odkrywkowym górnictwie węgla brunatnego. Przedstawiono metodykę opracowania danych SAR (ang. Synthetic Aperture Radar) pochodzących z satelity Sentinel-1 Europejskiej Agencji Kosmicznej technikami małych baz (SBAS) oraz interferometrii różnicowej (DInSAR). Na podstawie ich wyników określono stan geometryczny powierzchni terenu górniczego w dłuższym – rok (22.11.2015 – 11.04.2016) oraz w krótszym okresie – dwa tygodnie (22.11.2015 – 4.12.2015). Wyznaczone przemieszczenia w linii obserwacji satelity (ang. Line of Sight, LOS) przedstawiono w sposób graficzny na mapach i wykresach. Przedyskutowano przydatność interferometrii satelitarnej w badaniach deformacji powierzchni otoczenia odkrywkowych kopalni węgla brunatnego jako obserwacji komplementarnych dla pomiarów geodezyjnych realizowanych przez służby miernicze zakładu górniczego.

EN

In the article, application of satellite radar interferometry in studies of ground surface deformation in open pit brown coal mining have been demonstrated on the case study of KWB “Turów” mine. Methodology of Synthetic Aperture Radar (SAR) Sentinel-1 ESA satellite mission data processing with small base (SBAS) and differential (DInSAR) interferometric techniques from has been presented. Based on these results geometrical condition of mining ground surface has been determined for a longer, one year (22.11.2015 – 11.04.2016) and shorter, two week (22.11.2015 – 4.12.2015) periods. The displacements calculated in the satellite’s Line of Sight (LOS) have been presented graphically on maps and graphs. Application of satellite interferometry in studies of ground surface deformations in areas of open pit brown coal mining as a data source complementary and augmenting geodetic measurements conducted by mine surveyors has been discussed.

3

Nowoczesne techniki satelitarne w badaniach deformacji powierzchni terenu

Szczerbowski Z., Walicki M.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 8

177--182

PL

Wraz z postępem techniki wdrażane są nowe metody w ocenie deformacji powierzchni terenu. W pracy zaprezentowano nowe możliwości jakie dają techniki satelitarne. Przykładem jest zastosowanie techniki PS InSAR jako narzędzia do opisu przemieszczeń pionowych powierzchni terenu. Satelitarna interferometria radarowa w pewnych sytuacjach może uzupełniać pomiary niwelacyjne. Kolejny przykład to możliwości interpretacyjne przemieszczeń rejestrowanych na stacjach ASG-EUPOS. Ostatnia opisana technika pomiarowa ma na razie charakter przyszłościowy i dotyczy zmian w polu siły ciężkości, jako efektu w rozkładzie mas mierzonego w ramach misji satelitarnych. Poszukiwanie coraz to nowych rozwiązań w ocenie deformacji górotworu i powierzchni terenu daje nadzieję na ich pełniejszy opis, w tym wielkopowierzchniowych zmian fizycznych zachodzących w naruszonym eksploatacją górotworze.

EN

Along with the technological progress various methods applied in the estimation of terrain surface deformation. The paper presents new possibilities available by satellite techniques. For instance the PS InSAR technique is a tool for the determination of vertical displacements of the terrain surface. Satellite interferometry in certain situations can complete the leveling measurements. Another example refers to the possibilities in the interpretation of displacements that are determined in the stations of ASG-EUPOS. And finally, there is a technique, still a futuristic one – it deals with satellite observations of gravity changes as the effect of mass distribution. Finding new solutions for estimation of rock mass deformation and terrain surface gives expectation of more comprehensive description, including large area physical changes in rock mass affected by mining.

4

Obserwacja przemieszczeń pionowych powierzchni terenu wywołanych eksploatacją węgla kamiennego za pomocą zobrazowań interferometrii satelitarnej (pasma C i L) na przykładzie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

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

Przegląd Geologiczny

|

2014

|

Vol. 62, nr 10/2

573--578

EN

The mining exploitation of hard coal in Upper Silesia has been conducted since XIX century and continues to the present days. Different methods of monitoring subsidence of the earth surface were applied in this area, startingfrom analysis of topographic maps compiled in different period of time, precise levelling and GPS measurements. Nowadays satellite interferometry seems to be use- ful and effective tool for these purposes. PS data from ERS and ENVISAT satellites very well illustrate subsidence occurring in the active mining areas where subsidence does not exceed- 40 mm /yr. These data correspond very well with subsidencepredictive models prepared by mining companies. However, the Upper Silesian Coal Basin (USCB) mining area subsides even up to 600 mm/yr (locally even more). Therefore, it is necessary to apply a different methodology. One of the solutions to this problem could be differential interferograms obtainedfrom L-band SAR images. Combination of C-Band (ERS, Envisat) andL-band (ALOS) shows excellent results. C-band SAR satellites are useful for detecting smaller displacements; in contrary L-band satellites are able to monitor surface defor- mations in range of several decimetres, being possible to detect progress of mining front.

5

Zastosowanie satelitarnej interferometrii radarowej do identyfikacji mobilności form solnych centralnej Polski na przykładzie wysadu solnego Inowrocław

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

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 452

237--244

PL

Wysad solny Inowrocław jest typową formą geologiczną dla regionu Wysoczyzny Kujawskiej, znajdującej się w centralnej Polsce. W ujęciu regionalnym obszar wysadu solnego Inowrocławia jest genetycznie związany z tektoniką blokową podłoża kompleksu permskiego, która była jednym z ważniejszych czynników inicjujących i warunkujących dźwiganie się antyklin solnych ku górze. Strefy tektoniczne, zakorzenione w głębokim podłożu, kontynuują się ku warstwom przypowierzchniowym, wykazując do dziś aktywność tektoniczną. Aktywność ta wpływa na zachowanie się terenu bezpośrednio w otoczeniu wysadu solnego Inowrocław. W zaprezentowanych badaniach wykorzystano dane pozyskane w technice persistent scatterer interferometry (PSI), w celu zbadania zależności pomiędzy pionowymi ruchami terenu a wykształceniem strukturalno-geologicznym wysadu solnego oraz wykształceniem powierzchni morfologicznej podłoża osadów czwartorzędu. Badania były prowadzone w wymiarze lokalnym (wysad solny Inowrocław) oraz regionalnym (fragmenty antyklin solnych Inowrocławia, Gopła, Barcina i Góry). Stwierdzono proste zależności pomiędzy ukształtowaniem powierzchni terenu i podłoża czwartorzędu a mapą przedstawiającą rozkład wartości ruchów pionowych. Przypuszcza się, iż mechanizm mobilności terenu nad wysadem solnym Inowrocław związany jest ze współczesną aktywnością halotektoniczną, a za wypiętrzanie lub osiadanie terenu odpowiedzialnych jest wiele różnych czynników. Są to między innymi: litologia (np. reakcja czapy gipsowej z wodami podziemnymi różnych poziomów, powodująca zwiększenie objętości skały lub, przez utratę wilgoci, osiadanie kompleksu gipsowego), tektonika (uskoki, tektonika solna), wpływ eksploatacji górniczej oraz zmiany poziomu wód gruntowych. Przybliżone wartości przemieszczeń terenu w rejonie wysadu solnego i w rejonie pobliskich struktur solnych określają wyniki badań interferometrii satelitarnej PSI. Wyznaczenie stref aktywnych tektonicznie dzięki przeprowadzonej szczegółowej analizie geologiczno-strukturalnej pozwoliło określić charakter stwierdzonych ruchów. W procesie podnoszenia i osiadania terenu dopatrzono się również związków z naturalnymi, współczesnymi procesami halotektoniki. Zaprezentowane wyniki badań pokazują wagę i potencjał wykorzystania metody PSI oraz technik satelitarnej interferometrii radarowej do badania ruchów masowych w rejonie struktur solnych.

EN

The presence of salt structures in the Inowrocław area of the Kujawy region constitutes the geological setting, which is typical for lowlands of Central Poland. In the regional aspect salt structure in the Inowrocław area is genetically connected with block tectonic of the subsurface of Permian complex. It was one of the most important factor initiating uplift of the salt anticlines. Tectonic zones, rooted in the deep substratum show activity till the present times. This activity influences at the configuration of the terrain surface in the vicinity of the Inowrocaw salt diapir. Persistent scatterer interferometry (PSI) method was applied for studying relationships between vertical movements of the earth surface and structural – geological development of the Inowrocław diapir as well as morphological surface of Quaternary substratum. These investigations were carried out in the local scale (around Inowrocław salt diapir) and regional (fragments of the salt anticlines of Inowrocław, Gopło, Barcin and Góra). Simple relationships were confirmed between shape of the terrain relief and Quaternary substratum and map of the distribution of the vertical movements. It is assumed that mechanism of the terrain mobility above Inowrocław salt diapir is connected with contemporary halotectonic activity. However, for the uplift and subsidence of this area are responsible many other factors. There are as follow: lithology (reactions between gypsum cap and groundwater of different horizons, leading to increase of rock volume or lose of moisture content of the gypsum complex, and finally – subsidence), tectonics (faults and halotectonic phenomena), impact of mining exploitation and changes of groundwater levels. Results of analysis of PSI data show approximate values of ground movements in this area. Active tectonic zones determined during detailed geological – structural analysis enabled to better understanding of the character of ground movements. The relationship between ground movements and contemporary halotectonic phenomena was observed, too. Presented data show big potential of the PSI radar satellite methodology for investigation and analysis of ground movements at the areas of salt structures.

6

Dynamika wybranych obszarów Polski w świetle danych satelitarnej interferometrii radarowej

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

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 452

67--77

PL

Jako obszary testowe wybrano trzy lokalizacje na terenie Polski charakteryzujące się odmiennym typem krajobrazu, różną budową geologiczną oraz użytkowaniem terenu. Są to: południowe wybrzeże Bałtyku w rejonie Zatoki Gdańskiej, fragment Niziny Mazowieckiej w obrębie aglomeracji warszawskiej oraz wybrane części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Do analizy przemieszczeń wykorzystano dwie metody: PSI (satelity ERS-1, ERS-2 i Envisat) oraz DifSAR (japoński satelita ALOS). Przedstawione przykłady wskazują dużą użyteczność analiz interferometrycznych dla monitorowania ciągłych, powolnych przemieszczeń na powierzchni terenu. Metoda ta powinna być również z powodzeniem wykorzystywana do oceny geozagrożeń związanych z osiadaniami, ruchami masowymi i niestabilnym podłożem.

EN

Three areas on the territory of Poland were selected as the test sites. They were characterized by different landscape, geological setting and land use. They cover southern coasts of the Baltic Sea around Gdańsk Bay, fragment of the Mazowian Lowland, including Warsaw agglomeration and selected parts of the Upper Silesian Coal Basin. Two methods were used for ground motion analysis: PSI (ERS-1, ERS-2 and Envisat satellites) and DifSAR (ALOS satellite). Examples presented show big potential of the interferometric analysis for monitoring of continuous, slow movements of the ground. This method should be widely used for evaluation of geohazards connected with subsidence, mass movements and unstable subsurface.

7

Problematyka wykorzystania interferometrii satelitarnej w badaniach geologicznych

Graniczny M., Bovenga F., Kowalski Z., Perski Z., Piątkowska A., Surała M., Uścinowicz S., Wasowski J., Zdanowski A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (1)

53--64

PL

Przedstawiono problematykę wykorzystania interferometrii radarowej do badania geodynamiki i ruchów powierzchni terenu wybranych obszarów Polski. Zinterpretowano wyniki tej metody dla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) oraz południowego wybrzeża Bałtyku w rejonie Zatoki Gdańskiej. Omówiono możliwości i ograniczenia satelitarnej techniki radarowej do badania analizy przemieszczeń powierzchni terenu. Dla obszaru GZW zastosowano dwie metody: PSI (satelity ERS-1 i ERS-2) oraz DifSAR (japoński satelita ALOS), które wykazały dużą użyteczność w badaniach osiadań terenu na obszarach górniczych i pogórniczych. Do analizy geodynamiki południowego wybrzeża Bałtyku w rejonie Zatoki Gdańskiej zastosowano metodę PSI. Zaobserwowano, że przeważająca część aglomeracji Gdańska, Gdyni i Sopotu jest stabilna lub prawie stabilna. Jednym z wyjątków jest obszar rafinerii gdańskiej, gdzie odnotowano osiadania sięgające –12 mm/rok. Stwierdzono, że interferometria radarowa jest bardzo przydatna do oceny ruchów powierzchni terenu – zagadnienia często rozpatrywanego w praktyce geologiczno-inżynierskiej.

EN

The questions of the satellite interferometry method application for research studies of the geodynamics and ground movements in selected areas of Poland have been presented in this paper. The results of interferometric analysis from Upper Silesian Coal Basin (USCB) and Southern Baltic Coasts in the region of Gdańsk Bay were revealed. The advantages and limitations of the satellite interferometry for the ground movements studies have been also discussed. In the USCB area two interferometric methods were applied: PSI (based on the analysis of the data from satellites ERS-1 and ERS-2) and DifSAR (based on the analysis of the data from the Japanese satellite – ALOS). The results of interpretation have shown big utility for investigations of subsidence at the mining and post mining areas. On the basis of the PSI analysis of Southern Baltic Coasts several interesting phenomena have been observed. It was confi rmed that predominant part of Gdańsk-Gdynia-Sopot agglomeration is stable or nearly stable. One exception has been observed in the region of the Gdańsk Refinery, where the subsidence rate of 12 mm/year was confi rmed. On the basis of the presented examples it could be concluded that the satellite interferometry is extremely useful for ground movement studies in the engineering-geological practice.

8

Metoda punktowej, długookresowej satelitarnej interferometrii radarowej (PSInSARTM) w rozpoznaniu geodynamiki NE części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

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

Przegląd Geologiczny

|

2008

|

Vol. 56, nr 9

826-835

EN

Polish Geological Institute as a member of TerraFirma Consortium obtained PSInSAR dataset for the Sosnowiec area (Upper Silesian Coal Basin - USCB) in mid-March 2004 and in spring 2006. The area of dataset covers northeastern part of the Upper Silesian Coal Basin. Processing of the data has covered scenes both ERS-1, ERS-2 registered between 1992 and 2006. The PSInSAR data were processed by TeleRilevamento Europa. Interpretation of the Sosnowiec scene has covered analysis of the multi-thematic data, including geostatistics, land use, mining, geology and seismicity. The most interesting results obtained in the Sosnowiec area are as follows: the indicated subsidence values in the period from 1992 to 2003 vary between-39.63 mm to +25.12 mm. These values show tendencies of the slow ground motion with a very high accuracy. Preliminary interpretation of the PSInSAR data of the Upper Silesian Coal Basin indicated strong correlation between the recorded PS negative values and structural pattern of the Carboniferous strata. Clearly visible concentration of negative values is also noted at footwalls and hanging walls of the Będzin and Kłodnica regional faults. Undoubtedly, the two mentioned faults of the Variscan origin were rejuvenated during the Alpine Orogeny (Triassic deposits were found in the hanging walls of the faults). The presence of the ground motion along its strike, can suggest neotectonic character of these faults. Linear anomalies oriented WNW-ESE were formed by changing values of the ground motions which are also parallel to the productive Carboniferous deposits forming the coal basin such as the Mudstone Series, Paralic Series and Upper Silesian Sandstone Series. The explanation of these phenomena (genesis and mechanisms) needs further studies. There is an evident correlation between linear negative anomalies and induced seismicity, mainly in the vicinity of the Kłodnica fault. Interpretation of slow ground motions registered by PSInSAR method from the USCB indicates also probably prolongation of the Będzin fault in northwest direction and subsidence of the Upper Silesian Sandstone Series compared to the Mudstone Series and Paralic Series.

9

Okiem radaru

Krawczyk A., Perski Z.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2000

|

nr 10

50--54