بررسی عملکرد و دقت روش PSI در پردازش تصاویر راداری ماهواره Sentinel-1A به منظور پایش دیواره‌ معادن رو باز، مطالعه موردی، معدن روباز انگوران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته زمین شناسی مهندسی دانشکده علوم دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری استان تهران

چکیده

وقوع زمین لغزش درسراسر جهان هر ساله خسارات جانی و مالی فراوانی را به بار می-آورند. یکی از موارد ایجاد ناپایداری‌ها و احتمال وقوع لغزش، حفر معادن روباز درون زمین بوده_است. بهترین راه برای جلوگیری و کنترل خسارات حاصل از ناپایداری دامنه‌ای و لغزش‌ها، مطالعه آن‌ها به منظور شناسایی و پایش لغزش-ها می‌باشد. در بحث شناسایی و پایش لغزش‌ها، یکی از روش‌های موثر استفاده، روش‌های سنجش ازدور می‌باشد. به دلیل توانایی روش سنجش ازدور در شناسایی و پایش در وسعت زیاد و با هزینه پایین، این روش یکی ازپرکاربردترین روش-های شناسایی لغزش‌ها در جهان است که یکی ازانواع این روشها، استفاده از سنجنده‌های راداری، به ویژه رادار دریچه مصنوعی (SAR) می‌باشد. ازآنجایی که داده‌های سنجندهSentinel-1A،که توسط سازمان فضایی اروپا(ESA)ارائه می‌شوند، به رایگان دردسترس بوده و سایرداده‌ها هزینه‌های بسیار بالایی دارند، باانتخاب معدن روباز انگوران، به بررسی چالش‌ها و امکان استفاده ازاین داده‌هادر پایش و شناسایی لغزش‌ها پرداخته‌ایم. نتایج با داده‌های زمینی مقایسه گردیدند. پردازش تصاویر با استفاده از روش تداخل سنجی پراکننده ساز پایدار (PSI) که بر اساس روش تداخل سنجی تفاصلی رادار دریچه مصنوعی (DInSAR)، توسط نرم افزار SNAP و پکیج StaMPS صورت گرفته است. بطور کلی به نظر می‌رسد که علیرغم آنکه استفاده از داده‌های سنجنده Sentinel-1A در درازمدت قادر به تخمین مناسبی از مقدار جایجایی‌ها بر روی دیواره_های معدن می‌باشد، اما به دلیل عدم_توانایی در پایش تغییرات در مکان‌هایی که تغییرات توپوگرافی شدیدی حاکم است و یا جابجایی‌ها بسیار بزرگ هستند، استفاده از داده‌های این سنجنده کمک چندانی به بررسی و پایش لحظه‌ای ناپایداری‌ دیواره‌های معادن روبازنخواهدکرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Accuracy evaluation of PSI method using Sentinel-1A data to monitor open-pit mines instability, case study, Anguran open-pit mine

نویسندگان [English]

  • Afshin Shirvani 1
  • Gholamreza Shoaei 2
  • Ziauddin Shoaei 3
1 Graduated in Engineering Geology from Geology group, Tarbiat Modares University
2 Assistant Prof. of enginnering geology, Geology group, Tarbiat Modaress University
3 Associated Prof. of Soil Conservation and Watershed Management Research Institute
چکیده [English]

Landslides are one of the disasters and geohazards which cause economical losses and casualties annually worldwide. By the growth of population and urban development toward foothills, slope monitoring and landslide detection become essential. These actions could be done by advanced technologies such as satellites and processing of their products by related applications and packages. Also excavating large open-pit mines to extract metal and minerals, leads to instability of the terrains which makes risk of landslide an inevitable part of mining.
Studying the features of slope is one of the best techniques to avoid landslides and slope instability. First step of landslide is detection which remote sensing is one of the best ways to detect and monitor slops. Low cost and large area coverage makes this most efficient technique for monitoring and landslide detection. Synthetic Aperture Radar (SAR) is one of the sensors that is utilized to detect land movement by sending and receiving electromagnetic signals.
In this research to detect slope movements on Anguran lead open-pit mine walls, free Sentinel-1A SAR images provided by European Space Agency (ESA) were processed by open source software, SNAP and StaMPS. Displacements obtained from satellite data, were compared with displacements measured by survey, precipitation data and geological properties and features to figure out the major factors affecting the stability of slope. Generally, results demonstrate using of Sentinel-1A SARdata are acceptable for overall detections and displacements measuring, however for better results in active open-pit mines, sensitive radar sensors and commercial software are recommended

کلیدواژه‌ها [English]

  • Open-pit mine slop instability
  • Landslide detection
  • Synthetic Aperture Radar
  • Persistent Scatterer Interferometry
  • Sentinel-1A

مراجع

پارسایی، ل.، علیمحمدی، ص. 1391. زمین لغزش در ایران. انتشارات جهاد دانشگاهی.
برهانی تخته جان، ا. لشکری پور، غ. غفوری، م. 1394. بررسی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی شیست­های جنوب مشهد، دومین همایش ملی زمین شناسی و اکتشاف منابع، شیراز.
جعفری، ا. کشمیری، ب. و خدایاری، ع. ا. 1385. برآورد ذخیره معدن انگوران با استفاده از مدل سازی سه بعدی. نشریه بین­المللی علوم مهندسی، شماره3، جلد 17، صفحه 87-94.
سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور. 1371. نقشه زمین شناسی  ۱:۱۰۰۰۰۰ برگه تخت سلیمان.
شرکت معدن زمین. شهریور ۱۳۸۵. بررسی گستردگی ناپایداری ضلع شمال غرب معدن انگوران و شناخت عوامل محرک و ارائه راهکار‌ها. گزارش نهایی، جلد اول.
شرکت معدن زمین. 1396. نقشه زمین شناسی معدن انگوران.
شرکت معدن زمین. دی 1394.نقشه وضعیت معدن سرب و روی انگوران.
شرکت مهندسین مشاور همپا دانش شیدوش. اسفند 1394. بررسی علت حرکت جدید شیست­های سطحی در محدوده شمال غرب مجتمع سرب و روی انگوران.
Barra, A., Monserrat, O., Mazzanti, P., Esposito, C., Crosetto, M. & Mugnozza, G.S. 2016. First insights on the potential of Sentinel-1for landslides detection.Geomatics, Natural Hazards and Risk. Vol. 7, NO. 6: 1874_1883
Bovenga, F., Nutricato, R., Refice, A., Wasowski, J. 2006. Application of multi-temporal differential interferometry to slope instability detection in urban/peri-urban areas. Eng. Geol. 88 (3–4): 218–239.
Bovenga, F., Wasowski, J., Nitti, D.O., Nutricato, R., Chiaradia, M.T. 2012. Using Cosmo/
SkyMed X-band and ENVISAT C-band SAR interferometry for landslide analysis.
Remote Sens. Environ. 119, 272–285.
Carlà, T., Farina, P., Intrieri, E., Ketizmen, H. & Casagli, N. 2018. Integration of ground-based radar and satellite InSAR data for the analysis ofan unexpected slope failure in an open-pit mine. Engineering Geology 235: 39–52.
Colesanti, C. & Wasowski, J. 2006. Investigating landslides with space-borne Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry.Engineering Geology 88: 173–199.
Fiaschi, S., Mantovani, M., Frigerio, S., Pasuto, A.& Floris, M. 2017. Testing the potential of Sentinel-1A TOPS interferometryfor the detection and monitoring of landslides at local scale (Veneto Region, Italy). Environ Earth Sci: 76:492.
Google Earth V 6.2.2.6613. Digital Globe 2012. http://www.earth.google.com
Hanssen, R. 2001. Radar Interferometry: Data Interpretation and Error AnalysisKluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
Hanssen, R., 2005. Satellite radar interferometry for deformation monitoring: a priori
assessment of feasibility and accuracy. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinf. 6, 253–260.
Hartwig, M.E. 2016. Detection of mine slope motions in Brazil as revealed by satelliteradar interferograms.Bull Eng Geol Environ 75:605–621.
Hooper, A., Segall, P.,Zebker, H. 2007. Persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar for crustal deformation analysis, with application to Volca´n Alcedo, Gala´pagos.Journal of GeophySical Research, vol. 112: B07407.
Koehorst, B.A.N., Kjekstad, O., Patel, D., Lubkowski, Z., Knoeff, J.G. & Akkerman, G.J. 2005. Determaination of Socio-Economic Impact of Natural Disasters. Assessing socioeconomic Impact in Europe, Work Package 6.
Mahapatra, P., Samiei-Esfahany, S., Hansen, R., 2012. Towards repeatability, reliability and
robustness in time-series InSAR. Proceedings of Fringe 2011 Workshop, September
19–23, 2011, Frascati, Italy. ESA Special Publication, SP-697 (January 2012, CD. ISBN
978-92-9092-261-2, ISSN 1609-042X)
Mora, O., Álvarez, I. & Herrera, E.A. 2013. Slope Stability monitoring in Open Pit and Underground mine by means of Radar Interferometry. Proceeding of Slope Stablity Conference, Brisban, Australia.
Moreira, A., Prats-Iraola, P., Younis, M., Krieger, G., Hajnsek, I. & Papathanassiou, K. P. A, 2013. Tutorial on Synthetic Aperture Radar. IEEE Geoscience and remote sensing magazine.
Styles, T., McCormack, H., Holly, R. Thomas, A. Larkin, H. & Elmer, R. 2016. Using satellite InSAR to detect pit wall failure. 19th Extractive Industry Geology Conference, Brimingham.
Temporim, F.A., Gama, F. F., Mura, J.C., Paradella, W.R. & Silva, G.G. 2017. Application of persistent scatterersinterferometry for surfacedisplacements monitoring in N5E openpit iron mine, using TerraSAR-X data, in Carajás Province, Amazon region. Brazilian Journal of Geology 47(2): 225-235.
Wasowski, J., Singhroy, V. (Eds.), 2003. Remote Sensing and Monitoring of Landslides-Special Issue. Eng. Geol. 68(1–2).
Wasowski, J. & Bovenga, F. 2014. Investigating landslides and unstable slopes with satellite multi temporal interferometry: Current issues and future perspectives. Eng. Geol. 174: 103–138.
Yonezawa, C., Watanabe, M. & Saito, G. 2012. Polarimetric decomposition analysis of ALOS PALSAR observation data before and after a landslide event. Remote Sens. 4: 2314–2328.
نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران
دوره 15، شماره 2
شهریور 1401
صفحه 133-153

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 16 آذر 1399
  • تاریخ بازنگری: 13 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 23 اردیبهشت 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار