Monitoramento SAR multibanda por satélite do afundamento repentino em Balitai, Tianjin, e análise das características evolucionárias espaço-temporais

YAN Shiyong ,  

GUO Bingyan ,  

LIU Bin ,  

QIAO Xin ,  

ZHANG Li ,  

摘要

Em 31 de maio de 2023, um afundamento repentino em Balitai, Tianjin, causou sérios danos às edificações e infraestruturas circundantes. A realização de um monitoramento preciso e de longo prazo das deformações superficiais na área correspondente possui grande importância para revelar os mecanismos de indução e geração do evento, bem como para a prevenção de desastres relacionados. O afundamento repentino em Balitai, Tianjin, apresenta grande magnitude de deformação, longo ciclo contínuo e características não lineares significativas. Para enfrentar os problemas de perda de coerência de gradiente e baixa resolução espaço-temporal na monitoração de deformações InSAR a partir de dados SAR de fonte única, este trabalho combina as vantagens dos dados SAR multibandas e propõe uma técnica complexa de extração de deformação baseada em rastreamento de pixels ponderado multitemporal com janela variável em múltiplos níveis junto com DS-InSAR, utilizando a alta resolução da intensidade e as informações de fase de alta precisão. Utilizando 57 cenas de dados do Sentinel-1 em banda C e 19 cenas do LuTan-1 em banda L de janeiro de 2022 a dezembro de 2024, foram obtidas e analisadas informações de deformação na área de afundamento repentino durante os períodos pré-evento, inicial e posterior. Os resultados indicam que: (1) o evento de afundamento em Balitai apresenta notável caráter súbito e por fases, a área correspondente manteve-se basicamente estável antes do evento (01-01-2022 a 31-05-2023), com deformações superficiais localizadas entre -3 e 3 mm/ano, com deformação máxima superior a -4,5 m no início do evento (31-05-2023 a 07-06-2023), a taxa de deformação diminuiu rapidamente e estabilizou-se na fase posterior (07-06-2023 a 28-12-2024), demonstrando significativa coerência com os resultados de monitoramento de duas estações GNSS no mesmo período (coeficiente de determinação R² de 0,98 e 0,97 respectivamente, RMSE de 3,31 mm e 5,85 mm); (2) a correlação espacial entre o centro do afundamento e a localização do poço geotérmico, bem como o modo evolutivo da deformação acumulada temporalmente, confirmam que a presença de estruturas geológicas especiais durante a operação de extração de recursos geotermais provavelmente seja a principal causa desse afundamento repentino. Este estudo fornece a base técnica e de dados para a análise da gênese e do mecanismo dinâmico do afundamento de Balitai, contribuindo para a otimização das tecnologias de desenvolvimento dos recursos geotermais e para a segurança urbana e o desenvolvimento sustentável.

关键词

afundamento repentino em Balitai;Sentinel-1;LuTan-1;rastreamento de pixels;DS-InSAR;evolução espaço-temporal

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