Airbus Defence and Space

Radarsatelliten helfen Bodenbewegungen zu überwachen

Daher stellen Bauprojekte die Behörden und Baufirmen besonders in stark besiedelten Stadtgebieten heute vor große Herausforderungen. Diese Fallstudie zeigt wie satellitendatenbasierte Überwachungsdienste hier einen wichtigen Beitrag leisten und damit:

  • Personen/Behörden unterstützen, die für die sichere Durchführung der Bauprojekte verantwortlich sind,
  • Zuverlässigen Informationen zur Vermeidung von Schäden an Infrastruktur und Menschenleben bereitstellen, und
  • Eine wertvolle Ergänzung etablierter Überwachungsmethoden darstellen.

Das Metro Projekt

© DBR Metro Project Directorate

In der ungarischen Hauptstadt Budapest befindet sich derzeit eine neue U-Bahnlinie im Bau, die bei ihrer Fertigstellung im Jahr 2013 fast die ganze Stadt durchqueren wird. Auf einer Strecke von 12,7 km entstehen 16 Stationen, die den südwestlichen Teil der Stadt mit dem Nordwesten verbinden werden.

Die Bauweise

Die Tunnel der neuen Linie werden mit Hilfe von unterirdischen Tunnelvortriebsmaschinen gebaut, während die Stationen mit einer Top-Down-Bauweise konstruiert werden

Die zuständigen lokalen Behörden haben ein umfangreiches terrestrisches Vermessungsprogramm etabliert, das die durch den Bau verursachten Bodenbewegungen überwachen soll.

Copyright Airbus Defence and SpaceSatellitenbasiertes Bodenbewegungsmonitoring

Zusätzlich zum terrestrischen Vermessungsprogramm führten die Experten von Airbus Defence and Space GEO-Information Services ein Überwachungsprojekt mit Hilfe von 43 TerraSAR-X StripMap Szenen durch, die im Zeitraum zwischen Oktober 2008 und April 2010 aufgenommen wurden.

Das Projekt soll die Eignung von satellitenbasierten Erdbeobachtungsdaten für die Überwachung von Bodenbewegungen in urbanen Gebieten demonstrieren. Gleichzeitig soll ein Vergleich der Ergebnisse mit den terrestrischen Messwerten zeigen, dass die satellitengestützte Methode eine wertvolle Ergänzung zu etablierten Überwachungsverfahren darstellt.

Genauigkeit im Millimeter-Bereich

Copyright SpotimageDie TerraSAR-X Daten wurden mit der Persistent Scatterer Interferometrie (PSI) und der Small Baseline Subset Interferometrie (SBAS) Technik analysiert. Mit diesen Methoden können durch die Analyse der Veränderung der interferometrischen Phase Oberflächenbewegungen mit einer Genauigkeit im Millimeter-Bereich erfasst werden.

Diese interferometrische Techniken nutzten dazu die Eigenschaft des Radarsignales aus, das die Phase des Signals, das vom Sensor ausgesendet und von der Erde reflektiert wird, proportional zur Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Punkt auf der Erdoberfläche ist, von dem das Signal reflektiert wird. Somit ist die Veränderung der Phase des reflektierten Signals proportional zu potentiellen Hebungen oder Senkungen der Oberfläche zu diesem Zeitpunkt.

Oberflächenbewegungen von bis zu 10mm pro Jahr

In der Übersichtskarte wird die Senkung der Erdoberfläche in der roten Farbskala sichtbar gemacht, während die blaue Farbskala für eine Hebung der Oberfläche steht. Es ist deutlich zu erkennen, dass signifikante Bodenbewegungen entlang einer von Nordost nach Südwest verlaufenden Linie aufgetreten sind, die genau der Route der neuen U-Bahnstrecke entspricht. Bodenbewegungen von bis zu 10mm pro Jahr konnten besonders in der Nähe der neuen U-Bahnstationen nachgewiesen werden.

Copyright Airbus Defence and SpaceZuverlässige Überwachung von Bodenbewegungen

Der TerraSAR-X basierte Bodenbewegungsmonitoring Service umfasst:

  • Detaillierte Analyse der Bodenbewegungssituation,
  • Kundenspezifisches Projektdesign,
  • Datenakquisition und -prozessierung,
  • Integration und Interpretation der Ergebnisse nach Kundenwünschen.

Neben der Überwachung von Bauprojekten werden diese Bodenbewegungsmonitoring Dienste auch in der Öl-, Gas- und Mineralien-Industrie sowie von öffentlichen Behörden weltweit genutzt.

 

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Airbus Defence and Space Geo-Information Service

 

 

TerraSAR-XTanDEM-X