Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Qualitative relationship of seismic activity with vertical displacements of terrain after mine closure with the use of DInSAR technology

Sopata Paweł, Sokoła-Szewioła Violetta

Geoinformatica Polonica

|

2022

|

T. 21

83--93

EN

The liquidation process of mines is very complex and long. It relates to various hazards, including post-mining seismicity and deformations of ground surface. The above issues are the subject of the research project under which the monitoring of ground surface movements is carried out in the area of the closed coal mine “Kazimierz-Juliusz”, which is currently being flooded. The monitoring is carried out using the GNSS technique and satellite radar interferometry (InSAR). The project makes use of radar data from the Copernicus project, which is being implemented by the European Commission in cooperation with the European Space Agency (ESA). InSAR monitoring started in December 2020. Additionally, we analyzed the impact on ground surface of 5 rock tremors of the energy not exceeding 6.5E + 05 J (tremor magnitude Mw = 2.1), which were reported in the investigated area in 2018–2020. The article presents the results of qualitative analysis involving the relationship between seismic activity and vertical movements of ground surface. To investigate potential changes in altitude, DInSAR technology was applied. On the basis of interferometric images generated from radarograms in the periods before and after the tremor, in January 2019, it was found that vertical movements of ground surface were possible to occur. Altitude changes can be characterized with the values in the range of single millimeters, which are only slightly beyond the accuracy range of the InSAR method. The analysis of interferograms, comprising wider time databases, indicated that the impact of the tremor on the deformations of ground surface is incidental.

PL

Proces likwidacji kopalń jest bardzo złożony i długotrwały. Towarzyszą mu różne zagrożenia, wśród których można wymienić sejsmiczność pogórniczą oraz deformacje powierzchni terenu. Problematyka ta jest przedmiotem projektu badawczego, w ramach którego wykonywany jest monitoring ruchów powierzchni na terenie nieczynnej już kopalni „Kazimierz-Juliusz”, która jest obecnie zatapiania. Monitoring realizowany jest z wykorzystaniem techniki GNSS oraz satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR). W projekcie wykorzystywane są dane radarowe z projektu Copernicus, który realizowany jest przez Komisję Europejską we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA – European Space Agence). Monitoring techniką InSAR rozpoczęto w grudniu 2020 roku. Dodatkowo przeanalizowano powierzchniowe skutki pięciu wstrząsów górotworu o energii nieprzekraczającej wartości 6,5E+05 J (magnituda wstrząsu Mw = 2,1), które zarejestrowano w rejonie badań w latach 2018–2020. W artykule przedstawiono wyniki analizy jakościowej związków aktywności sejsmicznej z ruchami pionowymi powierzchni terenu. W celu zbadania potencjalnych zmian wysokościowych wykorzystano technologię DInSAR. Na podstawie obrazów interferometrycznych wygenerowanych z radarogramów w okresach przed i po wstrząsie, w styczniu 2019 roku, stwierdzono możliwość wystąpienia pionowych ruchów powierzchni terenu. Zmiany wysokościowe scharakteryzować można wartościami w zakresie pojedynczych milimetrów, wykraczających tylko nieznacznie poza zakres dokładności metody InSAR. Analiza interferogramów, obejmujących szersze bazy czasowe, wskazała na incydentalny wpływ wstrząsu na deformacje powierzchni terenu.

2

Assessing the application of GACOS atmospheric correction for DInSAR-based mining deformation monitoring by using Sentinel-1 data in Upper Silesian Coal Basin in Poland

Pawłuszek-Filipiak Kamila, Wielgocka Natalia, Lewandowski Tymon, Tondaś Damian

Geodesy and Cartography

|

2021

|

Vol. 70, no. 2

art. no. e10

EN

One of the most critical factors which determine the accuracy of deformation maps provided by Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry (DInSAR) are atmospheric artefacts. Nowadays, one of the most popular approaches to minimize atmospheric artefacts is Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR (GACOS). Nevertheless, in the literature, the authors reported various effects of GACOS correction on the deformation estimates in different study areas Therefore, this paper aims to assess the effect of GACOS correction on the accuracy of DInSAR-based deformation monitoring in USCB by using Sentinel-1 data. For the accuracy evaluation, eight Global Navigation Satellite Systems (GNSS) permanent stations, as well as five low-cost GNSS receivers were utilized. GACOS-based DInSAR products were evaluated for: (1) single interferograms in different geometries; (2) cumulative deformation maps in various geometries and (3) decomposed results delivered from GACOS-based DInSAR measurements. Generally, based on the achieved results, GACOS correction had a positive effect on the accuracy of the deformation estimates in USCB by using DInSAR approach and Sentinel-1 data in each before mentioned aspect. When considering (1), it was possible to achieve Root Mean Square Error (RMSE) below 1 cm for a single interferogram for only 20% and 26% of the ascending and descending investigated interferograms, respectively when compared with GNSS measurements. The RMSE below 2 cm was achieved by 47% and 66% of the descending and ascending interferograms, respectively.

3

Analiza interferometryczna zmian powierzchni terenu, wywołanych silnym wstrząsem górotworu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w dniu 13.01.2020 o magnitudzie ML=4.0

Kura Karol

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 5

19--27

PL

Przedstawiono zastosowanie techniki satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) do monitorowania zmian powierzchni terenu, jakie wystąpiły w wyniku wstrząsu górniczego o energii sejsmicznej E= 3∙109J (magnituda ML=4.0), który miał miejsce 13.01.2020 r. w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, w południowej części kopalni Budryk. Dla określenia wielkości zmian powierzchni terenu, które miały miejsce przed i po wystąpieniu wstrząsu, zastosowano zobrazowania SAR wykonane przez satelity Sentinel-1. Został przeprowadzony cały proces analizy interferometrycznej, to jest sprawdzono koherencję poszczególnych zobrazowań, wygenerowano 7 interferogramów oraz wyznaczono przemieszczenia powierzchni terenu. Na interferogramie obejmującym czas bezpośrednio po wystąpieniu wstrząsu uwidacznia się bardzo wyraźna niecka obniżeniowa. Maksymalne obniżenie powierzchni wyniosło w tym czasie 35 mm. Kilkanaście dni przed powyższym wstrząsem górotworu obserwowane były również wyniesienia powierzchni terenu na obszarze większym niż sama niecka obniżeniowa. Opracowane wyniki pozwoliły na potwierdzenie możliwości wykorzystania metody satelitarnej interferometrii radarowej, jako narzędzia do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania wielkości i zasięgu zmian na powierzchni terenu, powstałych wskutek wystąpienia silnego wstrząsu górniczego.

EN

The application of the satellite differential interferometry (DInSAR) technique to monitor changes in the terrain surface as a result of mining tremor, with seismic energy E = 3∙109J (local magnitude ML=4.0) has been presented. Above mentioned tremor took place on January 13, 2020 in the Upper Silesian Coal Basin in southern part of Budryk mine. To estimate the magnitude of the terrain surface changes that occurred before and after this tremor, SAR images from Sentinel-1 satellites were used. The whole process of interferometric analysis was carried out - the coherence of individual images was checked, 7 interferograms were generated and the surface displacements were determined. A very clear subsidence trough is visible on the interferogram imediately after the occurrence of analyzed mining tremor. The maximum subsidence of the surface, at that time reached 35 mm. A dozen or so days before the mining tremors, elevations of the land surface were also observed in an area larger than the subsidence basin itself. The developed results allowed to confirm the method of satellite radar interferometry as a tool for quick and precise determination of the size and extent of changes on the surface of the terrain where strong mining tremor occurred.

4

Sposób na zapadliska

Hejmanowski Ryszard

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2020

|

nr 5

34--35

5

Badania przemieszczeń powierzchni spowodowanych wstrząsami górniczymi z zastosowaniem satelitarnej interferometrii radarowej na przykładzie LGOM

Owczarz Katarzyna, Blachowski Jan

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 1

53--61

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń metodą satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) wykonanych dla trzech wstrząsów indukowanych, które wystąpiły na terenach górniczych LGOM. Wybrane do analiz zdarzenia miały magnitudy: 4.8, 4.5 oraz 3.9 i wystąpiły odpowiednio: 26.12.2017 r., 20.07.2018 r. oraz 12.08.2018 r. Do określania potencjalnych zmian na powierzchni w wyniku tych wstrząsów wykorzystano zobrazowania SAR zarejestrowane przez satelity Sentinel-1A i Sentinel-1B bezpośrednio przed i po wystąpieniu wstrząsów. Wyznaczono koherencję, opracowano interferogramy, a następnie wyznaczono przemieszczenia powierzchni w linii widoczności satelity (LOS). Dla wstrząsu o magnitudzie 4.8 obniżenia pionowe (LOS) wyniosły ponad 8 cm, a dla wstrząsu o magnitudzie 4.5 około 7 cm. Dla wstrząsu o najmniejszej magnitudzie nie zidentyfikowano wyraźnego obrazu deformacji na powierzchni. Wyniki posłużyły do analizy wielkości i zasięgu zmian na powierzchni powstałych w wyniku tych zdarzeń, a także do dyskusji na temat przydatności satelitarnej interferometrii radarowej do pozyskiwania wiarygodnych danych o deformacjach powierzchni powodowanych sejsmiką indukowaną działalnością górniczą.

EN

This paper presents the results of calculations using the differential satellite radar interferometry (DInSAR) method made for three induced shocks that occurred in the LGOM mining areas. The events selected for the analysis had the magnitudes of 4.8, 4.5 and 3.9 and occurred on the 26.12.2017, 20.07.2018 and 12.08.2018 respectively. To identify potential changes on the surface as a result of these shocks, SAR imagery recorded by Sentinel -1A and Sentinel-1B satellites immediately before and after these events was used. In the calculation process: coherence was determined, interferograms were developed, and then surface displacements in the line of the sight (LOS) were determined. For the magnitude 4.8 the vertical movements (LOS) reached - 8 cm, and for a magnitude 4.5 event approx. - 7 cm. For the seismic event with the smallest magnitude deformation, the image could not be identified on the surface. The results were used to analyze the size and extent of changes on the surface resulting from these events, as well as to discuss the usefulness of the satellite radar interferometry method to obtain reliable data on deformations caused by mining induced seismicity.

6

Kompleksowe wykorzystanie przetworzeń DInSAR i PSInSAR w badaniu pionowych przemieszczeń terenu w wybranych rejonach GOP

Przyłucka M., Graniczny M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 3

80--88

PL

W artykule przedstawiono analizę danych pozyskanych z różnych przetworzeń technikami satelitarnej interferometerii radarowej w celu uzyskania mapy pionowych przemieszczeń terenu zaistniałych w ciągu jednego roku na dwóch obszarach badawczych, Bytomia i Katowic. Przedstawiona metodyka łączenia różnych typów danych (DInSAR i PSInSAR), pochodzących z obrazów pozyskanych w różnych pasmach radarowych (C, L oraz X), pozwoliła na zbadanie zarówno małych, milimetrowych ruchów powierzchni terenu jak i bardzo szybkich obniżeń, dochodzących do 58 centymetrów na rok. Wyniki przedstawiono w formie mapy wartości pionowych przemieszczeń na obszarze Katowic dla okresu od 22 lutego 2007 r. do 27 maja 2008 r. oraz na obszarze Bytomia dla okresu od 5 lipca 2011 r. do 21 czerwca 2012 r. Mapy te uzyskano poprzez interpolację złożonego zestawu punktów metodą Simple Kriging oraz warunkowych Symulacji Gaussa. Dodatkowo otrzymano mapy prawdopodobieństwa przekroczenia zadanej wartości progowej, pozwalające określić granice obszaru znajdującego się pod wpływem ciągłych obniżeń powierzchni terenu. Wyniki analiz pozwalają stwierdzić, iż satelitarna interferometria radarowa może w znaczący sposób wspomagać klasyczne metody monitoringu deformacji powierzchni terenów aktywnych górniczo, gdyż umożliwia detekcję powolnych, pozornie nieszkodliwych przemieszczeń, jak i bardzo szybkich obniżeń towarzyszących procesowi powstawania poszczególnych niecek obniżeniowych.

EN

This paper presents an analysis of the dataset obtained from various satellite radar interferometry processing techniques in order to create maps of one-year vertical ground displacements which occurred in two areas of the research - Bytom and Katowice. The presented methodology of combining different types of data (DInSAR and PSInSAR), derived from images acquired at different radar bands (C, L, and X), enabled the identification of small, millimeter-ground surface movements and very fast subsidence, of up to 58 centimeters per year. The results are presented in the form of vertical displacements maps of Katowice area (for the period of 22 February 2007 - 27 May 2008) and of Bytom area (for the period of 5 July 2011 - 21 June 2012). These maps were obtained by Simple Kriging and Conditional Gaussian Simulation interpolation of a complex set of points. In addition, the probability maps were used for determining the boundaries of the area under the influence of continuous ground surface subsidence. The results of analyses allow us to conclude that satellite radar interferometry can significantly support the classic methods of surface deformation monitoring over active mining areas, as it enables the detection of slow, seemingly negligible movements, as well as very fast subsidence associated with the process of formation of individual subsidence troughs.

7

Ocena możliwości wykorzystania InSAR do monitoringu deformacji wywołanych eksploatacją ściany 335 pokładu 209 kopalni ZG „Sobieski”

Krawczyk A., Sopata P., Stoch T.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 8

204--208

PL

W artykule przestawiono wyniki pomiarów intetrferometrycznych na terenie wpływów eksploatacji górniczej ZG „Sobieski”. W ramach realizacji grantu badawczego zakupiono 4 radarogramy, wykonano przetworzenie radarogramów na interferogramy. Na bazie zidentyfikowanej niecki obniżeniowej uwidocznionej na interferogramie w postaci prążków interferometrycznych przeanalizowano przyrosty obniżeń terenu. W trakcie eksploatacji ściany 335 pokładu 209 prowadzone były obserwacje geodezyjne, które pozwoliły na częściową weryfikację wyników obniżeń zaobserwowanych za pomocą InSAR. Otrzymane rezultaty pozwoliły na wstępną ocenę możliwości zastosowania InSAR do obserwacji wybranych rejonów eksploatacji oraz określenie uwarunkowań jej zastosowania w warunkach krajowego przemysłu górniczego.

EN

The article presents the results of InSAR measurements in the area of impact of mining exploitation realized by the “Sobieski” mine. In the framework of a research grant 4 radarograms were purchased, processing of radarograms into interferograms was carried out. On the basis of identified subsidence trough shown on the interferogram in the form of interferometric lines the increments of ground subsidences were analysed. During the operation of longwall 335 of the seam 209 geodetic observations were conducted, which allowed the partial verification of subsidence results observed by help of InSAR. The obtained results allowed the initial assessment of the applicability of InSAR to observe selected regions of exploitation and to determine the conditionings of its application in conditions of the national mining industry.

8

Detection of land subsidence due to mining activities in northern Morawia region using satellite radar interferometry

Lazecky M.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2009

|

z. 287

135-140

EN

The progression of landscape character of Northern Moravia, Czech republic, is strongly affected by the black coal mining since the 18th century. The land around mining locations is subsiding especially in the Karvina region where the subsidence velocity is more than one meter per year. Subsidence is monitored geodetically, but this solution is not very effective - quite a new method of radar interferometry can help. It uses satellite radar images for detection of topography changes in time. The VSB-TU University in Ostrava got, within an ESA project, more than 100 radar images of ERS and Envisat satellites that describe the regional progression since 1995. These images were processed by basic and advanced radar interferometry methods and compared with land measurements.

PL

Charakter rzeźby terenu północnych Moraw jest silnie uwarunkowany wpływami górnictwa węgla kamiennego, którego początki datują się na tym terenie na XVIII wiek. Wpływy te widoczne są zwłaszcza w rejonie karwińskim, gdzie obniżenia sięgają ponad 1 m/rok. Technika interferometrii radarowej oparta jest na wykorzystaniu zdjęć ladarowych, dokumentujących zmiany powierzchni w czasie. W ramach projektu ESA Uczelnia VSB-TU w Ostrawie zakupiła ponad 100 zdjęć radarowych ERS i Envista, dokumentujących zmiany topografii począwszy od 1995 roku. Zdjęcia te przeanalizowano za pomocą podstawowych i zaawansowanych metod interpretacji interferometrii radarowej, a rezultaty porównano z wynikami pomiarów geodezyjnych.

9

Możliwości zastosowania satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR) w badaniach deformacji powierzchni dawnych terenów górniczych Wałbrzyskiego Zagłębia Węglowego (WZW).

Blachowski J., Milczarek W.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2007

|

Vol. 120, nr 49

59-70

PL

Rozwój i upowszechnienie, w okresie ostatnich kilkunastu lat, satelitarnych technik teledetekcyjnych obrazowania powierzchni Ziemi stwarza nowe możliwości badań deformacji powierzchni górotworu. Artykuł zawiera zwięzły opis pozyskiwania danych z zastosowaniem satelitarnej interferometrii radarowej SAR (ang. Synthetic Aperture Radar) i ich wykorzystania w obserwacjach deformacji powierzchni górotworu. Przedstawiono wybrane, z krajowej i światowej literatury, przykłady zastosowania interferometrii radarowej i jej odmian w monitorowaniu terenów górniczych. Poddano dyskusji przydatność wykorzystania tej technologii w badaniach stanu powierzchni dla obszaru byłego Wałbrzyskiego Zagłębia Węglowego w schyłkowym okresie podziemnej eksploatacji węgla kamiennego i po jej zakończeniu.

EN

Development and popularization, in the past decade, of space remote sensing techniques for Earth surface imagining creates new possibilities for ground surface deformation studies. The paper includes concise description of data acquisition using satellite radar interferometry SAR (Synthetic Aperture Radar) and its applications for ground surface deformation monitoring. Examples of radar interferometry and its various types use for mining grounds monitoring, selected from literature of the subject, have been presented. Potential application of this technology for studies of surface deformations of the former Walbrzych Coal Basin in the last stages of underground coal mining and after its closure has been discussed.

10

Możliwości wykorzystania satelitarnej interferometrii radarowej InSAR w monitorowaniu zagrożeń górniczych

Popiołek E., Marcak H., Krawczyk A.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2006

|

nr 6

16-18

PL

W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania satelitarnego radarowego skanowania terenu metodą InSAR do ciągłego monitorowania zmian terenu wywołanych podziemną eksploatacją górniczą złóż. Wykazano, że możliwe jest m. in. Wyznaczanie okresowych obniżeń terenu, rejonów aktualnego zagrożenia budowli, a także weryfikowanie prognoz deformacji powierzchni terenu. Podkreślono możliwość monitoringu obniżeń powierzchni terenu bez konieczności zakładania sieci geodezyjnej. Wykazano istnienie korelacji pomiędzy położeniem epicentrum wstrząsów górniczych, a zmianami w strukturze obniżeń terenu.

EN

This paper presents the possibilities to monitor subsidence trough caused by underground exploitation of the seam deposit with the application of a satellite method InSAR. This method allow us to making determination of periodical increases in the area of subsidence and making comparisons between measured values and evaluated before exploitation. It was proved that the InSAR method allows the assessment of current threat to the mining area and objects by defining the areas of intensive subsidence as well as the estimation of maximal values of deformation indexes. Emphases possibilities using InSAR method instead of traditional survey measurements. The correlation between tremor localization and changes in the deformation structure was shown.