Космический мониторинг

ТОО «Жанажол Мунай Сервис» проводит космический мониторинг Земли — выполняет полный цикл обработки радарных космических снимков с использованием современных программных продуктов. Практика комплексного подхода к обработке данных наряду с профессионализмом сотрудников дает свои результаты — мы можем предложить различные варианты решения задач в области использования материалов космической съемки, а именно:

построение цифровых моделей рельефа (ЦМР);
мониторинг минимальных смещений поверхности Земли — точность до нескольких миллиметров.

Радарная космическая съемка осуществляется в ультракоротковолновой (сверхвысокочастотной) области радиоволн. Они подразделяются на X-, C- и L-диапазоны. Снимки выполняются через спутник Земли, а точнее — бортовые оборудования спутника (радиолокаторы).

Спектр задач, решаемых радиолокационной съемкой

Создание цифровых моделей рельефа и местности (ЦМР)

Выполняется это посредством интерферометрической обработки фаз сигналов съемки. Такая информация может быть использована в различных направлениях жизнедеятельности общества. Применяя методы радиолокационной съемки и возможности работы без привязки к погодным условиям, можно картографировать труднодоступные районы планеты. При этом процесс проходит в высоком пространственном разрешении — появилась возможность создавать и обновлять карты до масштаба 1:50 000.

1512

Получение информации о смещениях земной поверхности

Оценивая разновременные радиолокационные снимки, можно обнаружить:

понижения на объектах разработки месторождений полезных ископаемых;
отклонения объектов инфраструктуры от нормального положения с последующим отслеживанием оползневых процессов.

P1hrTDIVfx6UvrHG5GMC2fb6kbI

луч радиолокатора с электромагнитными импульсами направляется на объект;
объект отражает часть импульсов;
датчик измеряет полученные характеристики отраженного сигнала, измеряет расстояние до объекта.

*Более подробно процесс описывается в статье ниже.

В радарной космической съемке Земли используются радиолокаторы с синтезированной апертурой (SAR) или InSAR (от Interferometric Synthetic Aperture Radar). Они используют данные дистанционного зондирования Земли из космоса, что полезно и информативно при:

изучении разработки нефтяных и газовых месторождений;
контроле или изучении просадок над шахтами, тоннелями;
мониторинге стабильности мостов и эстакад.

Проблема значительных просадок в последствиях — приводят к деформациям зданий, сооружений и объектов инфраструктуры месторождений. По этой причине важно мониторить ситуацию, что позволит:

обеспечить безопасность жизнедеятельности;
снизить риски повреждений или даже утраты объектов инфраструктуры;
поддержать экологическую и промышленную безопасность;
обеспечить охрану недр на объектах нефтегазового сектора.

В настоящее время на орбите находится значительная группировка радарных спутников зондирования Земли, данные с которых не зависят от облачности и освещенности. В связи с этим они нашли широкое применение в решении задач оперативного мониторинга проседаний Земли, вызванных добычей полезных ископаемых, нефти, газа и воды, мониторинга ледовой обстановки, нефтяных пятен. Данные получаются с гарантированной периодичностью.

Принцип работы Interferometric Synthetic Aperture Radar — просто о сложном

Радиолокационный прибор излучает электромагнитные импульсы в радио- и микроволновом режиме и обнаруживает отражения этих импульсов от объектов, находящихся в зоне прямой видимости. Излучение, передаваемое радаром, достигает рассеивателей на земле, а затем возвращается в радар, чтобы сформировать изображение радара с синтезированной апертурой (SAR) (двустороннее движение).

После точной оценки временной задержки между переданным и полученным эхом может определить наклонную дальность — расстояние между положением датчика по его направлению полета (азимуту) и освещенными целями на земле.
Измерения вариаций траектории движения в зависимости от положения спутника и времени захвата позволяют создавать цифровые модели рельефа (ЦМР) и измерять миллиметровые деформации поверхности местности.

Радар оказался ценным из-за его способности работать днем и ночью, а также проникать сквозь облака и дождь, поскольку использует микроволны.

Спутниковая радарная интерферометрия использует пару космических снимков одного участка земной поверхности, сделанных с двух близких, локально параллельных орбит. При этом оба изображения снимаются одним и тем же спутником или его тандемной парой.

По двум снимкам можно вычислить комплексную интерферограмму. Это — двухмерная матрица, каждый элемент которой равен произведению сигнала первого изображения и комплексно сопряженного сигнала второго. Таким образом, фаза каждого элемента комплексной интерферограммы равна разности фаз двух снимков.

Что такое интерферограмма

Это контурная карта изменения расстояния между поверхностью Земли и радиолокационным прибором. Эти карты:

обеспечивают непревзойденную пространственную плотность выборки, конкурентоспособную точность и полезную частоту наблюдений;
фиксируют движения земной коры и изменения рельефа местности.

Космическая радарная съемка проводится в X-, C-, S-, L- и P-диапазонах, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Для мониторинга в зависимости от конкретной территории и находящихся на поверхности зданий или сооружений подбирается один или несколько диапазонов. На выбор влияет тип рельефа и растительного покрытия, а также ожидаемые величины смещений и другие факторы.

Таблица 1. Диапазоны радиоволновой области электромагнитного спектра

Диапазон	Частоты, ГГц	Длины волн, см	Спутниковые системы
X	5.20 – 10.90	2.75 – 5.77 (2.4 – 3.8)	USGSSLAR, TerraSAR-X, TanDEM-X, Cosmo-SkyMed 1-4, Kompsat-5
C	3.9 – 6.2	3.8 – 7.6	ERS-1,2; ENVISAT-ASAR; RADARSAT-1,2, RISAT, Sentinel-1A/1B
S	2 – 4	7.5 – 15	Алмаз, Кондор-Э
L	0.39 – 1.55	19.3 – 76.9 (15 – 30)	SIR-A-B, JERS, ALOS PALSAR, ALOS-2
P	0.225 – 0.391	40.0 – 76.9 (30 – 100)	AIRSAR, BIOMASS

Входные данные, используемые для обработки специализированными программами, — это радарные изображения (интерферометрическая пара или многопроходная серия снимков, сделанных в идентичной геометрии съемки).

Обработка — достаточно сложный процесс, требующий использования специализированных программных продуктов и применения алгоритмов. Специалист обязан быть опытным и квалифицированным, чтобы создавать вторичные продукты радиолокационной космической съемки. Именно такие специалисты работают в ТОО «Жанажол Мунай Сервис».

Немного из истории

Принцип действия радара с синтезированной апертурой был открыт в начале 1950-х годов. С тех пор произошло быстрое развитие во всем мире и сегодня в эксплуатации находятся несколько бортовых и космических систем. Прогресс в технологиях и цифровой обработке сигналов привел к созданию очень гибких систем, полезных для военных и гражданских приложений.

По сравнению с традиционными геодезическими методами интерферометрия предоставляет одну возможность, которая долгое время оставалась недоступной для геодезистов – это относительно быстрый и дешевый способ мониторинга смещений земной поверхности больших площадей.

Контакты:

+7 (713) 294-75-39

+7 (713) 251-46-80

Фактический адрес:
Республика Казахстан, г. Актобе, пр. Тауелсиздик, д. 5 к. 1, оф. 45
Юридический адрес:
Республика Казахстан, г. Актобе, пр. Санкибай батыра, д. 197

info@zmservice.kz

Создание сайтов в Казахстане megagroup.kz