Surveillance par SAR multi-bandes en orbite de l'affaissement soudain de Balitai à Tianjin et analyse des caractéristiques spatio-temporelles de son évolution

YAN Shiyong ,  

GUO Bingyan ,  

LIU Bin ,  

QIAO Xin ,  

ZHANG Li ,  

摘要

Le 31 mai 2023, un affaissement soudain à Balitai, Tianjin, a causé des dégâts importants aux bâtiments et aux infrastructures environnants. La mise en place d'une surveillance précise et à long terme de la déformation de surface dans la zone concernée est d'une grande importance pour révéler les mécanismes d'initiation et de propagation, ainsi que pour la prévention des catastrophes associées. L'affaissement de Balitai à Tianjin se caractérise par un volume de déformation important, une longue durée continue et des caractéristiques non linéaires marquées. Pour faire face aux problèmes de décohérence de gradient et de faible résolution spatio-temporelle lors de la surveillance des déformations InSAR à partir de données SAR à source unique, cet article propose une technologie complexe d'extraction des déformations combinant un suivi pixel multi-temporal à fenêtres variables pondérées en plusieurs niveaux et la méthode DS-InSAR, basée sur les avantages des données SAR multibandes avec une intensité à haute résolution et une information de phase de haute précision. En utilisant 57 images Sentinel-1 en bande C et 19 images LuTan-1 en bande L entre janvier 2022 et décembre 2024, les informations de déformation des zones d'affaissement soudain ont été obtenues et analysées pour les périodes avant, au début et après l'événement. Les résultats montrent : (1) l'événement d'affaissement de Balitai présente un caractère soudain et par étapes, la zone correspondante est restée globalement stable avant l'événement (01-01-2022 à 31-05-2023) avec des déformations de surface comprises entre -3 et 3 mm/an, la déformation maximale a dépassé -4,5 m au début de l'événement (31-05-2023 à 07-06-2023), le taux de déformation a rapidement diminué et s'est stabilisé après (07-06-2023 à 28-12-2024), avec une forte cohérence avec les résultats de surveillance de deux stations GNSS durant la même période (coef. de détermination R² de 0,98 et 0,97, RMSE de 3,31 mm et 5,85 mm respectivement) ; (2) la corrélation spatiale entre le centre de l'affaissement et le site de forage géothermique, ainsi que l'évolution des déformations cumulées temporelles, confirment davantage que des structures géologiques spéciales rencontrées lors de l'exploitation des ressources géothermiques sont probablement la principale cause de cet affaissement soudain. Cette étude pose une base technique et de données pour l'analyse de la genèse et du mécanisme dynamique de l'affaissement de Balitai, favorisant l'optimisation des technologies d'exploitation des ressources géothermiques et contribuant à la sécurité et au développement durable urbain.

关键词

affaissement soudain de Balitai;Sentinel-1;LuTan-1;suivi pixel;DS-InSAR;évolution spatio-temporelle

阅读全文