System radarowy na Zabytkowej Kopalni „Ignacy” i hałdzie „Szarlota” powie, jak zmienia się teren Górnego Śląska
Od ubiegłego roku trwają badania naukowców z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu nad zmianami w ukształtowaniu terenu. W tym celu wykorzystują satelity do monitorowania wstrząsów sejsmicznych i tąpnięć górniczych. Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu uruchomił sieć stacji permanentnych Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych (GNSS) w ramach projektu EPOS-PL – System Obserwacji Płyty Europejskiej.
Specjalny system monitorowania deformacji powierzchni Ziemi opracowali geodeci z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Dzięki uzyskanym informacjom łatwiej będzie chronić zabytki, budynki i budowle na obszarach górniczych i pogórniczych na Górnym Śląsku – twierdzą wynalazcy.
W systemie wykorzystuje się radarowe obserwacje satelitarne wspomagane naziemnymi stacjami GNSS (Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych) i reflektorami sygnałów satelitarnych – poinformował Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu. Jak podkreślono w informacji prasowej, system wdrożono
z myślą o ciągłym monitoringu obszarów górniczych i pogórniczych na Górnym Śląsku celem ochrony budynków, infrastruktury oraz środowiska przyrodniczego.
Odbiorniki GNSS umożliwiają wyznaczenie pozycji stacji na podstawie sygnałów satelitarnych z dokładnością kilku milimetrów oraz mogą posłużyć do badań nad pomiarami drgań skorupy ziemskiej w trakcie wstrząsów sejsmicznych i tąpnięć górniczych.
Na obszarach Górnego Śląska – w regionie silnie dotkniętym ekstensywnym wydobyciem węgla – roczne osiadania powierzchni terenu spowodowane wydobyciem węgla mogą przekroczyć 1,5 m. Tak duże wartości osiadań powodują problemy w infrastrukturze sieci uzbrojenia terenu, transporcie, czy też stanowią zagrożenie deformacji budynków i budowli. Dotychczas do monitorowania osiadań terenów wykorzystywano pomiary naziemne, takie jak niwelacja, co – zdaniem geodetów z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (IGiG UPWr) – było niezwykle uciążliwe i czasochłonne. Nie pozwalało też na pokrycie całego obszaru objętego wydobyciem.
Radarowe obserwacje satelitarne oraz nowo opracowany, satelitarno-naziemny system monitoringu procesów geodynamicznych ma pomóc w określaniu deformacji terenu.
System wykorzystuje m.in. satelity Sentinel-1 z konstelacji satelitów Programu Copernicus prowadzonego przez Europejską Agencję Kosmiczną. Jak podano w komunikacie,
fundament systemu monitoringu satelitarnego opiera się na integracji dwóch głównych technik monitorowania zmian powierzchni za pomocą pomiarów radarowych wykonywanych przez satelitarne sensory teledetekcyjne. Wykorzystane zostały klasyczne techniki różnicowe obrazów radarowych z syntetyczną aperturą (DInSAR) do wykrywania i pomiaru szybkich ruchów oraz zaawansowane metody oparte o permanentne rozpraszacze (PS/SBAS), aby precyzyjnie monitorować powolne ruchy w obszarze zainteresowania
Odbiornik satelitarny multi-GNSS został zainstalowany w Zabytkowej Kopalni Ignacy w Rybniku, a 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 czemu uzyskuje się ciągłe informacje o trójwymiarowych przemieszczeniach budynków i osiadaniach terenu, a także ewentualnych tąpnięciach, które mogą być analizowane z wykorzystaniem wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS
– czytamy w komunikacie. Jak podkreślono,
naziemno-satelitarny system monitorowania obiektów infrastruktury i procesów geodynamicznych pozwala chronić zabytki i obiekty polskiego dziedzictwa kulturowego i przemysłowego (Będzin, Rybnik), budynki, budowle oraz infrastrukturę naziemną na terenach objętych bieżącą oraz zakończoną eksploatacją górniczą (Katowice, Chorzów, Bytom, Zabrze, Gliwice, Rybnik).
System był budowany wieloetapowo w ramach projektów EPOS-PL, EPOS-PL+ oraz projektu H2020 GATHERS.
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. Po pomyślnym zakończeniu pierwszego etapu projektu EPOS-PL, naukowcy z UPWr zyskali możliwość budowy Centrum Infrastruktury Badawczej Danych Satelitarnych w ramach nowego projektu EPOS-PL+.
EPOS PL+ to projekt, który jest częścią największego europejskiego programu rozwoju infrastruktury badawczej w naukach o Ziemi o nazwie EPOS (European Plate Observing System), pozwalającego lepiej zrozumieć trzęsienia ziemi, erupcję wulkanów i inne geozagrożenia, również te związane z eksploatacją złóż.
Dalsze prace UPWr nad doskonaleniem metod monitorowania naziemnego i satelitarnego deformacji terenów i budynków oraz zapobiegania katastrofom o charakterze naturalnym i antropogenicznym spowodowanych przede wszystkim działalnością górniczą, będą prowadzone dzięki środkom przyznanym w projekcie GATHERS w ramach Horyzontu 2020 przez polsko-włosko-austriacko-holenderskie konsorcjum.
PAP – Nauka w Polsce
Czytaj także:
