Дослідження вертикальних зміщень Керченського мосту за результатами даних космічної зйомки

«Дослідження вертикальних зміщень земної поверхні за результатами інтерферометричної зйомки Керченського мосту»

Вступ

У період з 01.07.2020 по 20.07.2021 року проведений моніторинг зони добудови Керченського мосту зі сторони Кримського півострова (включно з арками) та острову Тузла з використанням радіолокаційних космічних засобів (КА Sentinel-1a, Sentinel-1b) та інтерферометричної обробки даних методом PS (Persistent Scatterers).

У роботі представлені кінцеві інформаційні продукти – тематичні карти, які відображають середню швидкість вертикальних зміщень (мм/рік) у місцях радарних вимірювань.

Об`єктом дослідження є зона добудови Керченського мосту зі сторони Кримського півострова (включно з арками), яка складає 24,53 км2 та острів Тузла – 32,74 км2.

Метод дослідження заснований на використані супутникових радіолокаційних вимірювань з КА Sentinel-1(a,b) та інтерферометричної обробки даних методом PS (Persistent Scatterers). Точність оцінки середньої швидкості вертикальних зміщень складає 2 – 4 мм/рік.

Вхідними даними є 46 знімків з КА Sentinel-1(a,b), які отримані у період зйомки з 01.07.2020 по 20.07.2021 року з частотою зйомки 6 діб.

Результати роботи

Інтерферометрична обробка радарних даних реалізовувалася програмним комплексом SARscape. Засобами геоінформаційної системи (ArcGis) проведений тематичний аналіз вертикальних зміщень, які відбулися у зонах досліджень. За результатами роботи створені цифрові тематичні карти, де місця радарних вимірювань, оброблених за методом PS, позначено точками. Значення радарних вимірювань представлені з використанням кольорової шкали (зелено-бордові кольори визначають осідання об’єкту, сині підняття – Таблиця 1) з фіксованими інтервалами середньої швидкості вертикальних зміщень, яка створена авторами проекту.

Таблиця 1 Шкала інтервалів середньої швидкості вертикальних зміщень

Побудовані графіки, які відображають динаміку зміщень (підняття та осідання) у місцях радарних вимірювань, які визначені як найбільш небезпечні. Наведена коротка аналітична довідка по кожній зоні інтересу.

Аналітична довідка

На графіках у картах представлена динаміка середньої швидкості вертикальних зміщень в окремих точках у міліметрах (окремих радарних вимірюваннях). На горизонтальній осі представлені дати супутникової радіолокаційної зйомки з періодом зйомки в 6 діб, на вертикальній осі представлені вертикальні зміщення точки у міліметрах. Перша дата супутникової зйомки (01.07.2020 р.) є точкою відліку вимірів.

Карта «Krym_2021.jpg». На тематичній карті відмічено чотири зони інтересу (червоним, синім, зеленим та помаранчевим кольорами).

Синім кольором позначена територія мосту з насипом (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Результат дослідження території мосту з насипом.

Червоним кольором позначена частина Керченського мосту, яка включає в себе арки (автомобільну та залізничну) (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Результат дослідження частини Керченського мосту, яка включає в себе арки (автомобільну та залізничну)

Зеленим кольором позначена зона складових мосту північніше арки (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Результат дослідження частини мосту північніше арки

Помаранчевим кольором позначена зона складових мосту південніше арки (Рисунок 4).

Рисунок 4 – Результат дослідження частини мосту південніше арки

За результатами інтерферометричних вимірювань за період досліджень в порівнянні з результатами роботи 2020 року (03.03.2020 – 04.11.2020 рр.) визначено:

  • на території мосту з насипом виявлені вертикальні зміщення об’єктів (від -63 мм/рік до 48 мм/рік), близькі до попередніх досліджень з середньою швидкістю вертикальних зміщень об’єктів (від -48 мм/рік до 40 мм/рік);
  • на залізничній арці відмічені декілька точок, де наявні підняття з середньою швидкістю вертикальних зміщень до 42 мм/рік. В порівнянні з попередніми вимірами 2020 року, де зафіксоване підняття із середньою швидкістю вертикальних зміщень до 24 мм/рік, кількість точок зменшилась, проте збільшилась інтенсивність підняття.
  • автомобільна арка в цілому є стабільною за винятком одного виміру (підняття із середньою швидкістю вертикальних зміщень до 34 мм/рік). Арки, в цілому, є стабільними (Рисунок 5);

Рисунок 5 – Порівняння результатів дослідження (частина Керченського мосту, яка включає в себе арки)

  • автомобільна дорога мосту є стабільною; За результатами роботи 2020 року мали зміщення дороги – кілька вимірів з середньою швидкістю підняття до 18 мм/рік (Рисунок 6);

Рисунок 6 – Порівняння результатів дослідження (автомобільна дорога мосту)

В деяких місцях по залізничній дорозі спостерігаються підняття та осідання з середньою швидкістю вертикальних зміщень від -37 мм/рік до 43 мм/рік. За результатами 2020 року майже по всій залізничній дорозі спостерігалися підняття поверхні з середньою швидкістю вертикальних зміщень від 10 мм/рік до 29 мм/рік. (Рисунок 7).

Рисунок 7 – Порівняння результатів дослідження (залізнична дорога)

Карта «Tyzla_2021.jpg». На тематичній карті відмічено дві зони (червоним та синім кольорами). Червоним кольором позначена територія центральної частини острову Тузла, де спостерігаються зміщення земної поверхні з середньою швидкістю від -46 мм/рік до 47 мм/рік (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Територія центральної частини острову Тузла

Синім кольором на карті позначена територія верхньої частини острову Тузла з середньою швидкістю вертикальних зміщень від -50 мм/рік до 41 мм/рік (Рисунок 9). Фіолетовим кольором позначена зона добудови у північній частині острову Тузла (добудова у 2015 році).

Рисунок 9 – Територія верхньої частини острову Тузла

В порівнянні з результатами роботи 2020 року (03.03.2020 – 04.11.2020 рр.), в цілому, по всій території верхньої частини острову Тузла інтенсивність осідання зменшилась кількісно, при тому максимальні значення, в цілому, залишились аналогічними – від -51 мм/рік до 27 мм/рік (Рисунок 10).

Рисунок 10 – Порівняння результатів дослідження (територія верхньої частини острову Тузла)

На території центральної частини острову Тузла (зона відмічена червоним кольором на карті) зміщення земної поверхні складають від -46 мм/рік до 47 мм/рік. У порівнянні з дослідженнями 2020 року (від -59 мм/рік до 46 мм/рік), кількість вимірів зменшилась кількісно (Рисунок 11).

Рисунок 11 – Порівняння результатів дослідження (територія центральної частини острову Тузла)

ВИСНОВОК

Дослідження вертикальних зміщень земної поверхні за результатами обробки інтерферометричних даних космічної зйомки Керченського мосту показали:

  • на території мосту з насипом спостерігаються вертикальні зміщення (від -63 мм/рік до 48 мм/рік);
  • автомобільна дорога мосту є стабільною (від -10 мм/рік до 10 мм/рік).;
  • в деяких місцях по залізничній дорозі спостерігаються підняття та осідання (від -37 мм/рік до 43 мм/рік);
  • на   території   острову   Тузла   спостерігаються   зміщення   земної поверхні (від -59 мм/рік до 46 мм/рік).

Проведено порівняння отриманих результатів за два періоди: 03.03.2020 – 04.11.2020 рр. та 01.07.2020 – 20.07.2021 рр.

Поділитися на facebook
Facebook
Поділитися на twitter
Twitter

Тематичні матеріали

Грудень 2021
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Нд
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Відділ регіонального розвитку НЦУВКЗ (м.Одеса)