Нашими специалистами осуществляется обработка спутниковых данных дистанционного зондирования поверхности Земли по интерферометрической методике (метод интерферометрии с использованием радаров с синтетической апертурой (РСА)).

Sentinel-1_sm

Спутник Европейского космического агентства (European Space Agency ESA)

В ходе интерпретации непрерывно поступающих в центр обработки фотоизображений земной поверхности высокого разрешения, полученных со спутника, нами осуществляется построение цифровых моделей исследуемого участка и выполняется интерактивный мониторинг динамики деформирования интересующих объектов, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

Используя метод РСА интерферометрии, мы можем регистрировать смещения любых объектов на территории нашей планеты вне зависимости от погоды и времени суток с точностью до 1 мм.

Для выполнения этого типа работ необходимо получение снимков высокого разрешения со спутников международных космических агентств. Основными спутниками, предоставляющими данными для метода РСА интерферометрии являются спутники европейского космического агентства European Space Agency ESA (спутники Sentinel), спутники германского аэрокосмического центра DLR (спутники TerraSAR), спутники канадского космического агентства Canadian Space Agency, CSA (спутники RADARSAT), спутники Итальянского космического агентства Agenzia Spaziale Italiana, ASI (спутники Cosmo-SkyMed), спутники японского аэрокосмического агентства Japan Aerospace eXploration Agency, JAXA (ALOS), а также американские и российские спутники.

18643019526_3cd10c2e5e_o

Изображение Земли со спутника Европейского космического агентства

Часть спутниковых снимков земной поверхности выкладывается в Интернет бесплатно и обработка по ним ведется в он-лайн режиме. Но всё же большая часть спутниковых фотоизображений Земли являются платными, их стоимость зависит от участка и может достигать нескольких тысяч евро за один снимок.

Нашими специалистами ведется обработка различных вариантов спутниковых съемок – по однопроходной и двупроходной схеме. При однопроходной схеме осуществляется получение изображений поверхности Земли при однократном пролете спутника над изучаемой областью. При двупроходной съемке изображения земной поверхности получаются только при многократном пролете спутника над интересующей областью, и в ходе обработки этих изображений можно оценивать динамику деформирования исследуемого природного или техногенного объекта.

Основными объектами исследований методами РСА интерферометрии являются объекты лесного хозяйства и землепользования, геологические, археологические объекты, ледники, ледниковые и снежные покровы, природные и техногенные объекты в зонах повышенной сейсмичности и оползневых процессов, объекты нефтегазовой отрасли, а также инженерные конструкции и сооружения (жилые дома, промышленные сооружения, мостовые переходы и другие объекты, подверженные интенсивным деформациям различной природы).

Спутниковый мониторинг зданий и сооружений

Спутниковый мониторинг отдельных зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки. По изображениям со спутника можно определить смещения отдельных частей зданий в горизонтальном и вертикальном направлении с точностью до 1 мм

Стоимость проведения работ по спутниковой интерферометрии будет складываться из стоимости снимков и стоимости обработки этих снимков. Первая составляющая зависит полностью от района и объекта исследований, вторая составляющая фиксированная и зависит только от объема и частоты обработки.

В качестве примера можно привести выполненные нами расчеты по снимкам центральной части Санкт-Петербурга с немецкого  коротковолнового спутника TerraSAR-X. Нами была получена серия из 16 снимков за февраль-ноябрь 2012 года. Этот спутник продолжает съемку Санкт-Петербурга с того же трека и в настоящее время.

На интересующих зданиях в Санкт-Петербурге было определено достаточное количество отражателей (необходимых спутнику для повторных съемок и определения динамики). На период февраль-ноябрь 2012 года (период, на который у нас были снимки) опасной динамики по смещениям не зафиксировано (см. рисунки).

29

Результаты обработки спутниковых изображений методом РСА интерферометрии

31

Результаты обработки спутниковых изображений методом РСА интерферометрии

36

Результаты обработки спутниковых изображений методом РСА интерферометрии

Помимо мониторинговых исследований смещений природных и техногенных объектов спутниковые данные, обработанные по методикам РСА интерферометрии, используются нами в качестве средства для сокращения объема наземных геодезических измерений. Полностью заменить прямую наземную геодезическую съемку все же не получится, но дополнить ее высокоточными спутниковыми данными вполне возможно.

При проведении площадной съемки, профиля измерений делаются реже, а между профилями данные о высотно-плановых отметках дополняются информацией по спутниковым снимкам, после чего спутниковые данные в точках профиля увязываются с наземной геодезией.

Точность метода интерферометрии с использованием радаров с синтетической апертурой (РСА) такая же, как при работе с современными наземными геодезическими приборами, поэтому увязка между двумя этими методами не составляет большого труда, а только облегчает работу геодезистам.

Для решения задач мониторинга природных и техногенных объектов спутниковый мониторинг ведется в непрерывном режиме, а при изменении характера временных серий, проводится дополнительный этап наземной геодезии, чтобы удостовериться, что изменение характера временной серии действительно связано с деформациями. Если же изменения характера временной серии нет, то и наземную геодезию можно проводить гораздо реже.