InSAR zur Überwachung von Verformungen in Verkehrsinfrastrukturen: technologische Fortschritte und praktische Anwendungen

LEI Baocheng ,  

ZHANG Lei ,  

REN Weijia ,  

NIJIATI Muhetaer ,  

LIANG Hongyu ,  

SONG Xinyou ,  

CHEN Hailu ,  

YIN Hui ,  

摘要

Die Interferometrie mit synthetischer Apertur (InSAR) ist eine wichtige Erdbeobachtungstechnologie mit Vorteilen wie großer Abdeckung, Millimeterpräzision und Langzeitüberwachung. Sie wird breit angewendet in der Überwachung von Bodenabsenkungen in Städten, Bergbaugebieten und geologischen Katastrophen sowie zunehmend in der Überwachung von Verkehrsinfrastrukturen. Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Flughäfen zeichnen sich durch weite Verbreitung, lineare, schlanke Formen, hohe Dynamik und komplexe Betriebsumgebungen aus, was höhere Anforderungen an traditionelle Überwachungsmethoden stellt, während InSAR neue Lösungswege bietet. Diese Arbeit fokussiert sich auf die Anwendung von InSAR in der Überwachung von Verkehrsinfrastrukturen und gibt einen systematischen Überblick über Forschungsfortschritte und Entwicklungslinien. Zunächst werden basierend auf bestehenden Forschungsergebnissen typische Anwendungen von InSAR in der Überwachung verschiedener Verkehrsinfrastrukturtypen wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Flughäfen vorgestellt, mit Nachweisen des Potenzials bei der Überwachung von Bodenabsenkungen, Deformationserkennung und Bewertung der strukturellen Sicherheit. Weiterhin werden unter Berücksichtigung der Besonderheiten von Verkehrsinfrastrukturszenarien die Hauptprobleme der aktuellen InSAR-Anwendung zusammengefasst, darunter unzureichende Kohärenz durch schwache Streuziele, Phasenentschlüsselungsfehler verursacht durch räumlich diskontinuierliche Deformationen etwa an Brücken sowie starke Störungen durch atmosphärische Turbulenzen, die die millimetergenaue Überwachung beeinträchtigen. Zur Lösung dieser Probleme wurden verschiedene Verbesserungsansätze vorgeschlagen, wie Phasenoptimierung, Kombination von lokalen Berechnungen mit externen Beschränkungen, Modellierung atmosphärischer Verzögerungen und Fusion multiquelliger Hilfsdaten, welche die Zuverlässigkeit und Anwendbarkeit der Überwachungsergebnisse teilweise erhöhten. Abschließend zeigt die Arbeit anhand typischer Anwendungsbeispiele des Autorenteams in verschiedenen Verkehrsinfrastrukturen das Potenzial der zeitlichen InSAR-Technik und erörtert zukünftige Entwicklungsperspektiven. Insgesamt zeigt die InSAR-Technologie ein großes Potenzial in der Überwachung von Verkehrsinfrastrukturen, bedarf jedoch weiterer Verbesserungen in Methoden und Anwendungen zur besseren Unterstützung von Verkehrssicherheitsmanagement und Risikoprävention.

关键词

InSAR;Verkehrsinfrastruktur;Verformungsüberwachung;Straßenabsenkung;Brückenüberwachung;Flughafenabsenkung

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