Оседание земной поверхности в результате интенсивной добычи полезных ископаемых на основе показателей космического радиолокационного зондирования Земли с использованием данных двух спутников впервые рассчитали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Яковлевского горно-обогатительного комбината, 4 августа сообщает пресс-служба ПНИПУ.

Интенсивная добыча полезных ископаемых вызывает значительные деформации горных пород. Во избежание техногенных аварийных ситуаций деформации поверхности на территориях горных разработок нуждаются в постоянном контроле.

Такой мониторинг территории месторождений удобно проводить методом радарной интерферометрии, который позволяет определять смещения земной поверхности с помощью данных, полученных с космических спутников.

Технология определения оседаний земной поверхности при помощи радарной космической интерферометрии в настоящее время стала общепризнанной практикой как при разработке месторождений полезных ископаемых, так и при мониторинге таких природных явлений, как оползни, вулканы, землетрясения.

Однако используемые обычно данные с одного космического аппарата не дают возможности выполнить точные измерения сдвижений точек земной поверхности. Это связно с тем, что зондирование со спутника производится под наклоном к земной поверхности и выявленные деформации могут интерпретироваться неправильно.

Ученые ПНИПУ и Яковлевского ГОКа выполнили космический радарный мониторинг оседаний земной поверхности с двух спутников с разнонаправленными орбитами на территории Яковлевского ГОКа за период с 2019 по 2021 год. Этот метод обеспечил достоверность оценки оседания земной поверхности.

Результаты исследования были представлены в статье «Определение оседаний земной поверхности по результатам совместной интерферометрической обработки данных космического радиолокационного зондирования Земли со спутников Sentinel-1a и Sentinel-1b», опубликованной в журнале «Маркшейдерия и Недропользование, № 2, 2023.

Инженер кафедры «Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы» ПНИПУ Виктория Тютюкова, принимавшая участие в мониторинге, пояснила:

«Орбиты у рассматриваемых спутников разнонаправленные, один производит съемку в восточном направлении, двигаясь на север, другой — в западном, двигаясь на юг. Если обрабатывать данные с космических аппаратов раздельно, по одному, то значения оседаний получаются заниженными и смещенными относительно их истинного положения. Разница между центрами мульды оседаний при раздельной обработке данных составляет 288 метров».

В результате проведенных расчетов исследователи составили схему профилей определяемых оседаний, используя как отдельные данные с двух спутников, рассчитав также и суммарный профиль оседаний, вычисленный геометрическим сложением векторов сдвижений.

Итогом такой совместной обработки данных с двух космических аппаратов стала точная карта смещений земной поверхности за три рассматриваемых года.

Объективная оценка полученных результатов была получена сравнением результатов предложенного метода и метода нивелирования, который устанавливает оседание земли по высоте с помощью непосредственного определения разности точек на местности.

Полученная разность показаний в результате сравнения оказалась незначительной — 3 мм и 60 мм для двух контрольных точек, что подтвердило высокую эффективность предложенного подхода.

Метод радарной интерферометрии с двух спутников, предложенный пермскими учеными, позволяет получать достоверные значения оседаний и деформаций земной поверхности, что поможет избежать опасных аварийных ситуаций из-за проведения горных работ.