Detekcja pionowych przemieszczeń terenu na obszarach górniczych z wykorzystaniem satelitarnej interferometrii radarowej typu PSInSAR

Tematem badan przedstawionych w artykule jest detekcja pionowych przemieszczeń terenu w północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego z wykorzystaniem danych satelitarnej interferometrii radarowej w odmianie PSInSAR. Wykorzystano w tym celu wszystkie satelitarne obrazy radarowe zarejestrowane na tym obszarze z pokładów satelitów ESA w latach 1992-2003. Technika PSInSAR pozwala na wykrywanie małych pionowych przemieszczeń pojedynczych punktów odbijających. Technika ta umożliwia rejestracje przemieszczeń rzędu 0.5 mm/rok obiektów o małych wymiarach przestrzennych takich jak dachy budynków, rurociągi, mosty. Tak małe ruchy mogą być wynikiem regionalnych tektonicznych ruchów izostatycznych lub mogą być spowodowane prowadzona na tym terenie działalności górnicza. Analiza osiadań na terenie Zagłębia Dąbrowskiego została wykonana z zastosowaniem metod geostatystycznych. Metody te wykorzystują semiwariogram, który opisuje zróżnicowanie danych w zależności od ich wzajemnej odległości i wzajemnej orientacji przestrzennej. Wynik analizy geostatystycznej danych PSInSAR nie potwierdził zależności pomiędzy tempem osiadań gruntu a prowadzonymi pracami górniczymi. Analiza ta wykazała jednak związek pomiędzy osiadaniami a rozmieszczeniem uskoków na tym obszarze. Największe osiadania zostały wykryte w skrzydłach zrzuconych uskoków i blisko stref przeciec linii uskokowych.

Detection of the vertical ground displacements in mining areas using PSInSAR (Permanent Scatterer Synthetic Aperture Radar Interferometry) data in a northern-eastern part of Upper Silesia Coal Basin is presented in the paper. PSInSAR technique improves the ability to determine small-scale displacements of individual features (scatterers) on the surface. It uses radar images collected over the target area by a SAR satellite between 1992 and 2003. Using the PSInSAR method, we can resolve surface motions at a level of 0.5 mm/year, and resolve very small-scale features, including motions of individual targets such as roofs, pipelines, bridges. These small movements might result from regional isostatic movements of Upper Silesia region and/or the subsiding caused by mining activity. Analysis of subsiding values in Dabrowskie Coal Basin mining area has been performed using geostatistic methods. These methods use the semivariogram function, which describes dissimilarity between the parameter values, depending on the distance between places, where it was measured and the mutual orientation. Results obtained from geostatistical analysis of PSInSAR data do not indicate the dependency between values of ground motion and mining areas locations. In contrary, the subsiding revealed by PSInSAR technique distinctly indicates a correlation with faults system. It was shown that the greatest values of ground settlements occur in the downthrown blocks and near zones, at the crossing point of the faults lines.