ПРИМЕНЕНИЕ ДАННЫХ ДЗЗ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА ОПАСНЫХ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА
ТРАССАХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Реферат 2
Введение 3
1. Методика картографирования геоморфологических процессов с
применением интерферометрической обработки радиолокационных
данных с космических аппаратов 7
1.1 Описание методики создания карт деформаций земной поверхности 7
1.2 Составление карты деформации земной
поверхности 20
2. Методика картографирования геоморфологических процессов с
применением х данных оптико-электронных датчиков 36
2.1 Описание методики создания моделей высот местности и
ортофотопланов 37
2.2 результаты создания модели высот местности и
ортофотопланов 44
Заключение 57
Список используемой литературы 59
Приложение 1 61
Актуальность работы связана с большим количеством аварийных ситуаций на линейной части магистральных газопроводов, обусловленной воздействием природных и техногенных факторов, в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, сложно дислоцированного рельефа и т.д.
На сегодняшний день обширное использование данных с космических аппаратов для картографирования геоморфологических процессов на трассах магистральных газопроводов развивается параллельно развитию космических систем, увеличивается количество режимов съемки величина пространственного разрешения и т.д. Помимо традиционных оптических систем, все больше применяются радиолокационные данные космических аппаратов. Появление в последние годы космических РСА нового поколения высокого (8-10 м) и сверхвысокого (1-3 м) разрешения, таких, как ALOS PALSAR, RADARSAT-2, TerraSAR-X, COSMO - SkyMed -1,2,3,4 открыли новые возможности для построения детальных цифровых моделей рельефа (ЦМР). Основные этапы и алгоритмы интерферометрической обработки реализованы в специализированном программном комплексе обработки данных ДЗЗ SAR Scape.
Объектом исследования данной работы является обработка снимков с РСА высокого разрешения и обработка данных оптико-электронных носителей. Предмет исследования - процедура вычисления смещений земной поверхности методами интерферометрии, а так же методы дешифрирования опасных геоморфологических процессов на оптических снимках.
Цель данной работы - является составление карты опасных геоморфологических процессов на трассах магистральных газопроводов на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока с применением данных радиолокационных датчиков космических аппаратов и данных оптико-электронных датчиков авиационных носителей и космических аппаратов.
Задачи работы:
1 Изучение методики картографирования геоморфологических
процессов с применением интерферометрической обработки
радиолокационных данных с космических аппаратов.
1.1 Описание методики создания карт деформаций земной поверхности.
1.2 Составление карты деформации земной поверхности.
2 Изучение методики картографирования геоморфологических процессов с применением данных оптико-электронных датчиков.
2.1 Описание методики создания моделей высот местности и ортофотопланов.
2.2 Результаты создания модели высот местности и ортофотопланов.
3 Составление карты опасных геоморфологических процессов.
Методология исследования. Результаты работы основаны на программной реализации процедуры обработки радиолокационных изображений с выбором оптимальных параметров для построения интерферограмм и процедуры обработки оптических изображений.
Научная новизна. В рамках данной работы были произведены расчёты на результатах эксперимента для определения целесообразности использования постоянных отражателей радиолокационного сигнала на трассах магистральных трубопроводов.
Положения, выносимые на защиту.
1) Описание методики создания карт деформаций земной поверхности.
2) Вычисление деформации земной поверхности методом площадной интерферометрии и использованием постоянных отражателей радиолокационного сигнала.
3) Составление карты опасных геоморфологических процессов.
Практическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы для мониторинга опасных геоморфологических процессов на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Работа состоит из титульного листа, реферата (аннотации) оглавления, введения, основной части, заключения и списка использованной литературы. Объем работы составляет 60 страниц, составленных в текстовом редакторе Microsoft Office 2010. Из них титульный лист - 1 с, реферат - 1 с., оглавление - 1 с., введение - 3 с., основная часть, в которой содержится 26 рисунков и 6 таблиц - 54 с., заключение - 2 с., список использованной литературы - 1 с.
В первом разделе показаны основные этапы обработки радиолокационных изображений. Он включает в себя два метода вычисления смещений земной поверхности. Первый метод площадной дифференциальной интерферометрии с получением геокодированной карты когерентности и интерпретации полученных данных. Второй метод интерферометрии с использованием постоянных отражателей радиолокационного сигнала. Получение значений и построение графиков смещений.
Во втором разделе содержится основные этапы создания модели высот местности и ортофотопланов, определение инженерно-геологических условий залегания магистрального газопровода на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. В частности была выполнена классификация основных видов нарушений и составлена карта опасных геоморфологических процессов.
В заключении описаны основные выводы из полученных результатов исследований и перспективы дальнейших исследований.
При решении задач дистанционного зондирования Земли на участках МГ Восточной Сибири и Дальнего Востока в работе были изучены данные с основных видов съёмочной аппаратуры установленной на космический аппарат. В частности были изучены основные аспекты в методики картографирования геоморфологических процессов с обработкой радиолокационных данных космических аппаратов. Для определения смещения земной поверхности методом площадной дифференциальной интерферометрии, были обработаны SLC-изображения спутника Sentinel-1. После анализа полученных результатов был сделан вывод о затруднительности использования данного метода на территории Восточной Сибири ввиду сложно дислоцированного рельефа и наличия густых крон южной тайги сквозь которые не проникает радиолокационный сигнал С - диапазона. Однако помимо метода площадной дифференциальной
интерферометрии был изучен метод постоянных отражателей радиолокационного сигнала. Для целесообразности использования данного метода были обработаны 24 SLC-изображения спутника COSMO-Skymed, полученные в рамках эксперимента по определению смещения уголковых отражателей на территории РПУ ОАО «Газпром космические системы» в районе города Переславль, Ярославской области. Полученные в результате обработки изображений, значения смещений УО в целом удовлетворительны (средняя ошибка измерения смещений УО около 2 мм). Следовательно, можно сделать вывод о целесообразности использования данного метода измерения смещений земной поверхности. В результате было составлено методическое пособие (приложение 1) по определению смещения УО с использованием данных спутника COSMO-Skymed.
Так же в работе описана методика картографирования геоморфологических процессов с использованием оптико-электронных датчиков. Выявлены основные классы и типы нарушений. Территория проектируемой трассы характеризуется неглубоким залеганием коренных пород карбонатной и терригенно-карбонатной формаций палеозоя и терригенной формации нижней юры; породы коренной основы сильно трещиноваты и нестойки к выветриванию, особенно в зонах тектонических нарушений, что определяет высокую водопроницаемость и снижение несущей способности грунтов оснований. Из современных экзогенных геологических процессов на территории распространены: выветривание, карст, суффозия, речная эрозия, заболачивание, обвалы и осыпи. Криогенные процессы приурочены к днищам долин и представлены солифлюкцией, термокарстом. По результатом геоморфологического исследования территорий Сибири и Дальнего Востока была составлена карта опасных геоморфологических процессов.
