Towards Data Integration and Analysis in the Detection of Terrain Surface Deformation in the Case of the Inowrocław Salt Dome

• Autorzy: Zbigniew Szczerbowski , Anna Piątkowska

Warianty tytułu

Integracja danych oraz ich interpretacja w rozpoznaniu deformacji powierzchni terenu na przykładzie wysadu solnego w Inowrocławiu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Long-term geodetic observations of the terrain surface displacements show local trends in uplifts and subsidence as effects of mining and geological processes related to the salt structure of Inowrocław. Surveys have been carried out on a number of control points of the geodetic network, thus, observations provide detailed data, but limited to a small area. The application of the Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) data extending a spatial range of displacements depicted by levelling can provide a regional context of the process. The presented combination of the levelling and InSAR (Persistent Scatt erer Interferometry - PSI) data in modelling of displacements can be a good option on the condition that some of the peculiarities of the methods are considered.(original abstract)

Długookresowe obserwacje przemieszczeń powierzchni terenu pozwoliły na wyznaczenie lokalnego trendu zarówno w dźwiganiu, jak i osiadaniu terenu na skutek eksploatacji górniczej oraz geologicznych procesów związanych ze strukturą solną Inowrocławia. Pomiary geodezyjne objęły dużą liczbę punktów sieci geodezyjnej, co dostarczyło wprawdzie szczegółowych, lecz ograniczonych do niewielkiej powierzchni terenu informacji o przemieszczeniach pionowych. Zastosowanie satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR) pozwoliło na poszerzenie zakresu przestrzennego badanych przemieszczeń (wyznaczonych również z zastosowaniem precyzyjnej niwelacji geometrycznej), co umożliwiło wyznaczenie deformacji w wymiarze regionalnym. Zaprezentowano połączenie wyników wyznaczonych przy zastosowaniu niwelacji oraz techniki PS InSAR, które umożliwiły zamodelowanie badanych przemieszczeń. Ze względu na możliwości obu narzędzi pomiarowych podejście to okazało się właściwe.(abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Geodesy; Measurement; Mining exploitation

PL

Geodezja; Pomiary; Eksploatacja górnicza

• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2015
• Numer: nr 9/4
• Strony: 85--100

Twórcy

autor

Zbigniew Szczerbowski

• AGH University of Science and Technology Kraków, Poland

autor

Anna Piątkowska

• The Polish Geological Institute, Warsaw, Poland

Bibliografia

• Baraniecka D.M.: Geneza elementów wklęsłych powierzchni podłoża czwartorzędu na obszarze wału kujawskiego i niecki warszawskiej. Biuletyn Instytutu Geologicznego, nr 322, t. 24, 1980, pp. 31-64.
• Bovenga F., Nutricato R., Refi ce A., Guerriero L., Chiaradia M.T.: SPINUA: a flexible processing chain for ERS/ENVISAT long term interferometry. Proceedings of ESA-ENVISAT Symposium, Salzburg, Austria, 6-10 September 2004.
• Brzeziński M.: Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000. Arkusz Inowrocław. PIG-PIB, Warszawa 2009.
• Ferrett i A., Prati C., Rocca F.: Permanent Scatterers in SAR Interferometry. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 39 (1), 2001, pp. 8-20.
• Graniczny M. et. al (eds): Proceedings of the conference "Mass movement hazard in various environments": October 20-21, 2005, Kraków, Poland. Polish Geological Institute Special Papers 20, Polish Geological Institute, Warszawa 2005.
• Graniczny M., Bovenga F., Kowalski Z., Perski Z., Piątkowska A., Surała M., Uścinowicz S., Wasowski J., Zdanowski A.: Problematyka wykorzystania interferometrii satelitarnej w badaniach geologicznych. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, t. 446, nr 446/1, 2011, pp. 53-64.
• Hardy H.R. Jr., Langer M. (eds): The Mechanical behavior of salt: proceedings of the first conference held at the Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania, November 9-11, 1981. Gulf, 1984.
• Hooper A.: A multi-temporal InSAR method incorporating both persistent scatterer and small baseline approaches. Geophysical Research Lett ers, vol. 35, issue 16, 2008, DOI: 10.1029/2008GL034654.
• Jeziorski J.: Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000. Arkusz Gniewkowo. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1995.
• Krawczyk A., Perski Z., Hanssen R.: Application of ASAR interferometry for motorway deformation monitoring. ESA ENVISAT Symposium, Montreux, Switzerland, 23-27 April 2007.
• Kühn F.: Ground Motion Detection Using Persistent Scatter Interferometry - Berlin Case Study. Terrafirma User Workshop Essen March 22, 2011.
• Listkowska H.: Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000. Arkusz Pakość. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1991.
• Lu P., Casagli N., Catani F., Tofani V.: PSI-HSR: a new approach for representing Persistent Scatterer Interferometry (PSI) point targets using the hue and saturation scale. International Journal of Remote Sensing, vol. 31 (8), 2010, pp. 2189-2196.
• Lu P., Casagli N., Catani F., Tofani V.: Persistent Scatterers Interferometry Hotspot and Cluster Analysis (PSI-HCA) for detection of extremely slow-moving landslides. International Journal of Remote Sensing, vol. 33 (2), 2012, pp. 466-489.
• Perski Z.: Zakres interpretowalności osiadań terenu za pomocą satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR). Archiwum Fotogrametrii i Teledetekcji, vol. 9, 1999, pp. 191-201.
• Perski Z., Jura D.: ERS SAR Interferometry for the Land Subsidence Detection in Coal Mining Areas. Earth Observation Quartery, vol. 63, 1999, pp. 25-29.
• Perski Z., Mróz M.: Zastosowanie metod interferometrii radarowej InSAR do badania naturalnych ruchów powierzchni terenu w Polsce. Projekt Geo-In-SAR. Archiwum Fotogrametrii, Kartografi i i Teledetekcji, vol. 17b, 2007, pp. 613-624.
• Perski Z., Chybiorz R., Nita J.: Monitoring osiadań terenu pod wpływem eksploatacji gorniczej metodą satelitarnej interferometrii radarowej. Archiwum Fotogrametrii, Kartografi i i Teledetekcji, vol. 11, 2001, pp. 35-40.
• Perski Z., Ketelaar G., Mróz M.: Interpretacja danych Envisat/ASAR o przemiennej polaryzacji na obszarach zurbanizowanych w kontekście charakterystyki stabilnych rozpraszaczy (persistent scatterers). Archiwum Fotogrametrii, Kartografi i i Teledetekcji, vol. 16, 2007, pp. 467-482.
• Piątkowska A.: Cechsztyńsko-mezozoiczny kompleks strukturalny Kujaw w świetle cyfrowej analizy danych teledetekcyjnych. Instrukcje i Metody Badań Geologicznych 57, PIG, Warszawa 2003.
• Piątkowska A.: Remote Sensing methods for morphotectonic analysis of salt structures. Schriftenereihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenchaften, Heft 53, Geo-Pomerania Szczecin. Geology cross-bordering the Western and Eastern European Platform Joint Meeting DGG-PTG, 2007.
• Piątkowska A., Graniczny M.: Możliwości wykorzystania metod teledetekcyjnych dla identyfikacji mobilności mas solnych i związanych z nimi przemieszczeń powierzchni terenu. [in:] Pilecka E. (red.), Materiały Sympozjum Warsztaty Górnicze z cyklu "Zagrożenia naturalne w górnictwie, Kraków - Tomaszowice, 12-14 czerwca 2006, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2006.
• Piątkowska A., Graniczny M., Surała M., Perski Z.: Application of SAR interferometric methods to identify the mobility of the area above salt diapir in Inowrocław City, Kujawy region (Poland) Abstract. FRINGE 2011 Workshop 19-23 September 2011, ESA-ESRIN, Frascati (Rome).
• Piątkowska A., Surała M., Perski Z., Graniczny M.: Application of SAR interferometric methods to identify the mobility of the area above salt diapir in Inowrocław and the regional salt structures in central Poland. Geology, Geophysics and Environment, vol. 38, no. 2, 2012, pp. 209-220.
• Popiołek E., Hermanowski R., Krawczyk A., Perski Z.: Application of Satellite Radar Interferometry to the examination of the areas of mining exploitation. Surface Mining Braunkohle & Other Minerals, vol 54, no. 1, 2002, pp. 74-82.
• Refice A., Bovenga F., Pasquariello G., Denora D., Fidelibus, M. D., Spilotro G.: Bulging of the salt dome of Lesina Marina (Gargano, Southern Italy) revealed by DInSAR techniques. Geophysical Research Abstracts, vol. 13, EGU2011-7954, EGU General Assembly 2011.
• Seni S.J., Jackson M.P.A.: Evolution of salt structures, East Texas diapir province. Part 1: Sedimentary record of halokinesis. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, vol. 67, no. 8, 1983, pp. 1219-1244.
• Szczerbowski Z.: The evaluation of salt dome vertical movements in Inowrocław detected by classical precise levelling and GPS surveying techniques. Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 4, no. 4 (148), 2007, pp. 1-10.
• Szczerbowski Z.: Toward the reliability of geodetic surveys in study of geodynamics - a problem of influence of seasonal variations. Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 6, no. 3 (155), 2009, pp. 253-263.
• Szczerbowski Z.: The use of land information system in geomorphostructural analysis on the example of Inowrocław. Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 7, no. 2 (158), 2010, pp. 153-166.
• Szczerbowski Z.: Wpływ uwarunkowań geologicznych i górniczych na lokalne zmiany kierunku linii pionu. Wydawnictwa AGH, Kraków 2010 [with English abstract].
• Wrotek K.: Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000. Arkusz Złotniki Kujawskie. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1993.