Surveillance des affaissements de surface dans la zone minière de Datong, Shanxi, par le satellite SAR Fucheng n°1 et comparaison des performances

TANG Guangmin ,  

SHI Xianlin ,  

DAI Keren ,  

WANG Hao ,  

DONG Ping ,  

WANG Qixiang ,  

CHEN Lifu ,  

REN Weijia ,  

RAN Weijie ,  

YIN Hui ,  

摘要

Fucheng n°1 est le premier satellite SAR commercial chinois à haute résolution en bande C doté de capacités d'interférométrie, mais ses performances dans la surveillance de l’enfoncement des zones minières manquent encore d’évaluations comparatives systématiques. Cette étude prend comme zone d'étude le bassin houiller de Datong dans le Shanxi, utilisant la technique SBAS-InSAR (small baseline subset interferometric synthetic aperture radar) pour un traitement temporel de 11 scènes de Fucheng n°1, en comparaison avec les données des satellites Sentinel-1 et Lutian n°1. Les résultats montrent que dans la mesure temporelle InSAR, Fucheng n°1 a identifié 57 zones d’affaissement, permettant de révéler pleinement la distribution des affaissements dans la zone minière ; pour la reconnaissance des petites zones déformées (<0,1 km²), Fucheng n°1 a détecté 8 zones là où Sentinel-1 n’en a pas identifié, démontrant ainsi l’avantage de sa résolution élevée pour détecter les affaissements de petite échelle. De plus, en comparaison des vitesses de déformation, pour les zones à faible vitesse, les deux types de données concordent bien ; pour les zones à vitesse élevée, Fucheng n°1, grâce à sa résolution plus élevée et à sa capacité à détecter des gradients de déformation plus importants, capte des signaux de déformation plus précis, notamment pour les déformations rapides de petite échelle, avec une meilleure précision de mesure. Les résultats comparatifs des analyses différentielles InSAR multisatellites indiquent que les valeurs de déformation détectées par Fucheng n°1 sont toujours plus grandes que celles de Sentinel-1, et dans une zone de petite déformation, il a capturé environ 23 mm de plus que Lutian n°1, indiquant une meilleure détection des déformations plus importantes par rapport au Sentinel-1 à résolution plus faible, et une sensibilité accrue aux petites déformations par rapport à Lutian n°1 en bande L. Concernant la cohérence, la proportion des pixels à cohérence entre 0,6 et 1,0 de Fucheng n°1 est de 12,53 %, supérieure à 7,19 % pour Sentinel-1 dans la même bande, mais inférieure à 22,43 % pour Lutian n°1 en bande L plus longue. En résumé, Fucheng n°1 présente un avantage sensible pour la détection des déformations de petite échelle dans la surveillance des affaissements miniers, alliant surveillance des grandes déformations et réponse aux petites déformations. Cette étude peut servir de référence pour les applications commerciales futures des satellites SAR chinois dans la surveillance des affaissements miniers.

关键词

Fucheng n°1; satellite SAR commercial haute résolution; InSAR différentiel; InSAR temporel; évaluation des performances de surveillance; surveillance des affaissements miniers

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