新利体育竞技英国地质调查局地球观测科学家有着悠久的历史(大约20年)的干涉合成孔径雷达(InSAR)数据。的一个关键的角色欧洲太空总署的开创性Terrafirma项目,通过其周边产品(PanGeo;SubCoast),早期的努力是在标准化地质输出,一直到今天,InSAR经常被用来描述英国页岩气网站,我们一直在使用它的前沿。
最近招聘不仅使得团队开发的理解和解释数据,也帮助开发算法,自动处理大量的卫星雷达数据可以从这个令人振奋的数据和学习世界各地。补充我们的内部专业知识,现在我们配合专家彗星开车InSAR技术的发展有关地震和火山。
我们的研究领域
英国地质调查局的变形监测是一个关键的活动表面运动可以许多自然和人为的过程的一个重要指标,可以对生新利体育竞技活和生计产生重大影响。
团队一直致力于描述矿井水在南威尔士反弹过程,诺森伯兰郡,诺丁汉郡煤田。我们也使用InSAR的基线监控潜在的页岩气网站在英国评估水力压裂的影响(“水力压裂”)在地面稳定性。
除了在英国工作我们的许多国际项目也使用InSAR地质灾害研究和监测。
监控的页岩气开发网站
2015 - 2019 Fylde InSAR平均速度凸显了普雷斯顿新公路站点位置。[一]RapidSAR Sentinel-1提升高分辨率结果;[b] Sentinel-1国际海底管理局Sentinel-1下降的结果。国际海底管理局数据©Geomatic企业有限公司2019。
国际海底管理局时间序列的计量点在普雷斯顿新道路的网站。pre-fracturing基线的时间序列(蓝线)和延续的兴趣(橙色线)所示。黑色的趋势线显示了平均运动而绿线标记偏离平均值的最大值和最小值;紫色的线表示一个标准差的平均趋势线。水力压裂后的地面运动观察不不同的运动模式在基线期。来源:英国地质调新利体育竞技查局©UKRI
页岩气操作是有争议的,不确定性程度的影响,他们对环境可能有也可能没有。辩论的一个领域是操作可能导致地面运动的表面。本研究监测地面运动之前操作和比较基线情况期间和之后的页岩气操作。
测试网站皮克林(北约克郡)和淡水河谷(Vale) Fylde(兰开夏郡)在英国。水力压裂在兰开夏郡只有发生,因为它是唯一的网站也得到其水力压裂计划获得批准。我们有不同的(InSAR)技术应用于流程归档和当前卫星图像来检测相对地面运动与农村和半城市landcover毫米的精度。
小企业管理局、国际海底管理局和RapidSAR处理时期从1992年到2019年(延长水力压裂前24年)识别广泛的地区很少或没有表面运动,随着离散区域上升或下沉。平均速度和时间序列数据的分析显示,运动发生,相关因素包括可压缩地面、地下水抽象和地下煤矿。本研究得出的结论是,在兰开夏郡的页岩气业务并没有改变基线地面运动动力学迄今为止,InSAR探测到。
InSAR的成功应用检测和监测地面运动在农村landcover页岩气网站在英国,雷达相干历来是一个重大的挑战,为其他地区作为一个先例基线监测是必需的。
调查我的水反弹
图1:InSAR-ISBAS平均垂直速度所需的时间不同:区域沉降时期活跃的采矿和抽水1995 - 2000。
(a)的领域提升煤矿关闭,泵停止和我的水流回开采地区2002 - 2008年:从环境卫星。
(b)的领域提升煤矿关闭,泵停止和我的水流回开采地区2015 - 2016年:从Sentinel-1卫星。
图1 b: InSAR-ISBAS平均垂直速度所需的时间不同:区域沉降时期活跃的采矿和抽水1995 - 2000。
(c)煤层轮廓。
(d)地形。
图从哎呀et al。(2017);InSAR数据©Geomatic企业有限公司2016。
煤炭开采及其遗留最突出的原因之一,在英国地面运动。同样重要的是要探测、监控和理解运动。我们已经处理诺丁汉大学和煤炭管理局理解这个问题通过InSAR数据的解释。
很明显,积极挖掘导致沉降和地方煤矿最近关闭进行隆起(见图1 a和1 b)。这些运动通常在回答我和地下水水位变化作为活跃的水抽出我的然后流回一个封闭我的一次泵关闭。我们已经构建了模型预测的运动(上升或下沉)对于一个给定的地质演替和泵的历史。
如果我们转化这些模型我们可以使用InSAR隆起信号了解矿井水位的变化。这有重要意义的水位监测矿山,以确保它不会到达地表,造成污染。
地下水抽象利率
地面沉降在印尼万隆,使用InSAR测量。最大沉降速率超过20厘米每年在一些地区!来源:英国地质调新利体育竞技查局©UKRI
许多中低收入国家的蓬勃发展的经济,加上越来越密度的人生活和工作在城市地区,是城市的给自然资源带来巨大压力。密集的地下水农业活动、行业和提供人们需要的是消耗地下水储量和导致戏剧性的沉降在许多城市水平。
我们测量地面沉降在印尼使用InSAR(万隆)和越南(河内),加上创新的造型,我们试图量化地下水开采率。这将有助于我们更好地理解这些城市地下水含水层的长期可持续性。
自动InSAR加工和检测重要的运动
合成的异常变化检测InSAR-derived时序信息。一旦检测到这种变化,我们的系统将会提高各级警告和警报。来源:英国地质调新利体育竞技查局©UKRI
我们正在开发一个InSAR处理器Sentinel-1雷达卫星星座,能够自动下载,过程和更新所有数据从这个卫星在指定的区域。作为这个项目的一部分,我们正在开发自动方法InSAR时间序列分类到不同的运动模式和异常时自动识别动作发生在实时。这些工具使InSAR更加大众化,数据集内的信息锁定更多的可用的。
改善InSAR信号
安装一个被动雷达反射器在Hollin山,约克郡。来源:英国地质调新利体育竞技查局©UKRI
作为我们的努力提供尖端研究的一部分,我们部署被动和主动雷达反射器支持SAR数据处理植被地区的稳定,否则不显示足够的时间阶段。这些雷达目标已经安装或将很快在安装英国Geoenergy天文台网站和在英国地质调查局Hollin新利体育竞技希尔和Herstmonceux等研究机构。
InSAR数据转化为用户相关的信息
我们增加价值InSAR数据通过集成与相关数据集生成新的英国地质调查局信息产品。新利体育竞技
的潜在的沉降率数据集英国构建在英国地质调查局地质1:50 000 -规模数新利体育竞技据提供运动的最大速度(毫米/年),一个地质沉积可以接受,在理想的条件下,由于自然过程。这是工程地质学家之间共同工作的结果和地球观测地质学家不仅率受岩性是如何运动,还确定运动的速度从InSAR数据集的地质解释。
该产品最初开发沿海低地地区帮助理解沉降和海平面上升之间的联系,但它也用于房地产和建筑行业。
欧洲地面运动服务
一个新的哥白尼土地监控服务正在生产欧洲地面运动服务。这个雄心勃勃的服务,由欧洲环境局将流程InSAR数据为整个欧洲产生并且免费,协调地面运动地图。
这样的一个产品需要仔细规划,所以在第一阶段一个团队正在做详细的规范。英国地质新利体育竞技调查局已被邀请在地面运动顾问委员会(GMAB),这意味着我们是欧洲的一部分,团队负责审查规范和生产计划之前他们去投标。
一旦处理正在GMAB还将负责审查的产品,其生产现状和未来的计划。这是英国地质调查局的声望地位,成为可能通过15年的欧盟和欧洲航天局工作。新利体育竞技
脚注
1。(2017)
哎呀,D。贝特森,L。Sowter,。、Grebby年代。他,。信诺,F。沼泽,S。Banton c,怀亚特,L。,2017年。地面运动废弃矿业领域:应用间歇sba(国际海底管理局)的诺森伯兰郡杜伦煤田,英国。p.85 7(3)地球科学。https://doi.org/10.3390/geosciences7030085