Powstał nowy system radarowych obserwacji, który wskaże osiadające tereny górnicze

Deformacje powierzchni Ziemi można monitorować poprzez radarowe obserwacje satelitarne, wspomagane naziemnymi stacjami GNSS (Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych) i reflektorami sygnałów satelitarnych. Taki właśnie system obserwacyjny powstał w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr).

Jak wyjaśniają naukowcy z UPWr w komunikacie przesłanym PAP, ekspansywne wydobycie węgla powoduje, że tereny na Górnym Śląsku mogą osiadać o ponad półtora metra rocznie. Powoduje to problemy w infrastrukturze sieci uzbrojenia terenu, transporcie i stwarza zagrożenie deformacji budynków i budowli.

Dotychczas wykonywano naziemne pomiary osiadania terenu. Było to jednak uciążliwe i czasochłonne. Nie można było obserwować całego obszaru objętego wydobyciem. Radarowe obserwacje satelitarne oraz satelitarno-naziemny system monitoringu procesów geodynamicznych opracowany przez pracowników IGiG UPWr pozwoli monitorować deformacje terenu w sposób całościowy. Będą do tego wykorzystywane m.in. satelity Sentinel-1 z konstelacji satelitów Programu Copernicus prowadzonego przez Europejską Agencję Kosmiczną.

W Zabytkowej Kopalni Ignacy w Rybniku został zainstalowany odbiornik satelitarny multi-GNSS. Wokół pobliskiej Hałdy Szarlota zostały założone punkty referencyjne GNSS oraz reflektory SAR do satelitarnej interferometrii radarowej. W Planetarium Śląskim w Chorzowie, Katowicach, Będzinie, Chełmie Śląskim został zainstalowany satelitarny system pomiarowy multi-GNSS, który prowadzi ciągłe pomiary, rejestrując 20 obserwacji na sekundę ze wszystkich widocznych satelitów GNSS. Dane ze stacji przesyłane są w strumieniach na serwery UPWr, a następnie analizowane co 15 minut.

Dzięki temu naukowcy mają ciągłe informacje o trójwymiarowych przemieszczeniach budynków i osiadaniu terenu, a także ewentualnych tąpnięciach.

Opracowany przez IGiG UPWr naziemno-satelitarny system monitorowania obiektów infrastruktury i procesów geodynamicznych pozwala chronić zabytki i obiekty m.in. w Będzinie i Rybniku, budynki, budowle oraz infrastrukturę naziemną na terenach objętych bieżącą oraz zakończoną eksploatacją górniczą w Katowicach, Chorzowie, Bytomiu, Zabrzu, Gliwicach i Rybniku.

System łączy dwie główne techniki monitorowania zmian powierzchni. Obydwie są stosowane w pomiarach radarowych wykonywanych przez satelitarne sensory teledetekcyjne. Klasyczne techniki różnicowe obrazów radarowych z syntetyczną aperturą (DInSAR) służą do wykrywania i pomiaru szybkich ruchów, a zaawansowane metody oparte o permanentne rozpraszacze (PS/SBAS), pozwalają precyzyjnie monitorować powolne ruchy w wybranym obszarze.

System był budowany wieloetapowo. UPWr jest liderem w polsko-włosko-austriacko-holenderskim konsorcjum w ramach projektu GATHERS programu Horyzont 2020. System Obserwacji Płyty Europejskiej w Polsce (EPOS-PL) został wpisany na ministerialną Polską Mapę Infrastruktury Badawczej jako jeden z 70 infrastruktur kluczowych dla rozwoju kraju. W ramach EPOS-PL+ naukowcy z UPWr zyskali możliwość budowy Centrum Infrastruktury Badawczej Danych Satelitarnych. Nowy projekt ma połączyć produkty InSAR z pomiarami przemieszczeń wykonanymi za pomocą systemów GNSS: GPS, GLONASS, Galileo i BeiDou oraz numerycznymi modelami utworzonymi z wykorzystaniem technologii skaningu laserowego (LiDAR) z pokładów dronów. Zobrazowania SAR są uzupełniane przez reflektory satelitarnych sygnałów mikrofalowych zainstalowane przez pracowników UPWr na Górnym Śląsku.