Integrierte Überwachungsanwendung des Sichuan-Tibet-Verkehrskorridors mit Satelliten- und bodengestütztem InSAR

ZHANG Rui ,  

JIANG Hang ,  

YAN Chao ,  

LYU Jichao ,  

LIU Guoxiang ,  

摘要

Der geologische Hintergrund des Verkehrs- Korridors Sichuan-Tibet ist komplex, mit zahlreichen und weitverbreiteten Hangrutschstellen, was erhebliche Sicherheitsrisiken für den Bau und Betrieb von Straßen- und Eisenbahnprojekten darstellt. Um den vielfältigen Informationswahrnehmungsbedarf der Verkehrsinfrastruktur in den Phasen Erkundung, Bau und Betrieb zu erfüllen, schlägt dieser Artikel ein integriertes, dreidimensionales und dynamisches Beobachtungsschema vor, das Satelliten- und bodengestützte InSAR-Daten kombiniert, um eine präzise Analyse von Deformationsinformationen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen (Korridor – Abschnitt – Baustelle) und Zeitfrequenzen (Jahresinspektion – Quartalskontrolle – kontinuierliche Überwachung) zu ermöglichen. Es wurde ein dreidimensionaler Deformationslösungsrahmen entwickelt, der mehrspurige zeitliche InSAR-Daten integriert, sowie ein präzises Pendenz-Deformationsextraktionsmodell auf Basis eines unscented Kalman-Filters, mit dem Ziel, die breite Abdeckung der Satelliten mit der hohen Genauigkeit und hohen Abtastfrequenz von bodengestützten Radaren zu kombinieren, um die Informationsunterstützung und technische Absicherung für frühzeitige Schadensidentifikation und Risikokontrolle bei komplexen Bergbauprojekten zu verbessern. Zur Verifizierung der technischen Machbarkeit wurden verschiedene zeitliche InSAR-Methoden zur Überwachung der Bodendeformation sowie zur Interpretation und Identifikation potenzieller Hangschäden entlang der Nationalstraße 318 Sichuan-Tibet und der im Bau befindlichen großen Eisenbahnprojekte eingesetzt. Im Schwerpunkt wurde im Epizentrumsabschnitt des Luding-Erdbebens am 5.9 eine sekundäre Rutschungsinterpretation und zeitliche Überwachung durchgeführt. Im Hinblick auf die Bedürfnisse der Katastrophenprävention bei Schlüsselbrücken- und Tunnelprojekten wurden dreidimensionale zeitliche Deformationsinformationen für Hochrisikohänge in den Ober- und Unterstrombereichen der Jinsha-Flussbrücke extrahiert und in Zusammenarbeit mit bodengestütztem InSAR wurden mehrskalige Überwachungsanwendungen und Verifizierungsanalysen für Kriechen an wichtigen Tunnelhängen durchgeführt. Relevante Forschung und praktische Validierung zeigen, dass die Anwendung von Satelliten- und bodengestütztem InSAR für die Überwachung feiner Deformationen eine komplementäre Vorteilsverteilung hinsichtlich Zeit-Raum-Skalen und Beobachtungswinkeln bietet. Das vorgeschlagene integrierte Beobachtungsschema sowie die mehrskaligen Anwendungsergebnisse im Sichuan-Tibet-Verkehrskorridor können als Referenz für grundlegende geologische Untersuchungen und Katastrophenschutzforschung in schwierigen Bergregionen des Westens dienen.

关键词

Satelliten-InSAR;bodengestütztes InSAR;Sichuan-Tibet-Verkehrskorridor;integriertes Überwachungsschema;geologische Gefahren;3D-Deformation;Kalman-Filter

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