Труды российских конференций

При строительстве автомобильных дорог и аэродромов возникают проблемы с выявлением опасных геологических явлений (ОГЯ) и анализом их развития с течением времени. Одним из общих проявлений ОГЯ является вызванное соответствующим процессом изменение поверхности Земли (рельефа). Для контроля ОГЯ применяется фиксация изменения рельефа (вертикальные и горизонтальные смещения) и анализ его состояния (крутизна, устойчивость и т.д.). Прогнозирование и изучение опасных геологических и техногенных процессов традиционными методами предполагает установку станций наблюдения, организацию экспедиционных партий, камеральных работ с использованием дорогостоящего оборудования. Проведение таких работ очень затруднительно в труднодоступных местностях (горы, плавни, болота).

Традиционные методы наблюдений имеют локальный и точечный характер и не позволяют получить общую картину геологических процессов. Технологии InSAR (Interferometer Synthetic Aperture Radar) лишены этих недостатков. Точность исследования динамики геологической среды (ГС) при помощи InSAR выше, чем другими методами. В процессе радарной интерферометрии решаются две задачи: на начальном этапе строительства объектов выявить существование опасных геологических процессов в зонах интереса; а на втором этапе выявить непосредственно смещения поверхности Земли во временном интервале развития ОГЯ.

По технологии INSAR мы уточняем цифровую модель рельефа местности (ЦМР) и по полученной ЦМР выявляем зоны повышенной опасности исследуемого региона.

Для картирования зон с возможностью возникновения оползней используется SINMAP (Stability INdex MAPping, в виде модуля расширения ГИС ArcView). В результате расчета Индекса стабильности по цифровым моделям рельефа выявляются крутизна склонов, на которых возможны возникновения оползней. Один из таких склонов находится вдоль дороги Туапсе-Майкоп (Рис.1), что неоднократно приводило к сходу грунта на проезжую часть и требует строительства защитных сооружений.

Рис. 1 Карта Индекса стабильности Туапсинского района

Используя технологию DInSAR (Differential InSAR) получаем вертикальные смещения поверхости Земли в зонах интереса. Наиболее ярким примером является зона строительства взлетной полосы аэропорта в г. Геленджике. Здесь в период между двуммя пролетами производились работы связанные с перемещением больших объемов грунта. Вследствии чего произошел развал фазы в районе строительства, по причине среза грунта больше длины волны (5,6 см.) радарных сигналов спутника ENVISAT (Рис.2). Это дает возможность контролировать строительство взлетной полосы.

Рис.2 Развертка фазы в районе строительства Геленджикского аэропорта

Новое поколение спутников, таких как, RADARSAT-2; ENVISAT ASAR; ALOS PALSAR; TerraSAR-X; COSMO-SkyMed позволяет создать ЦМР с точностью до 1 м. по высоте и выявить смещения рельефа Земли с точностью первых миллиметров.

В ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» ведется разработка технологии дифференциальной интерферометрии при мониторинге опасных геологических процессов (на примере опорных участков Южного Федерального округа). Построены ЦМР и смещения рельефа по радарным данным для исследуемых регионов.