۱۳۹۵/۰۹/۲۱ ۰۳:۰۱ ۷۸۷
طبقه بندی: پایش ماهواره ای زمین
چچ
پایش ماهواره ای فرونشست زمین (Land Subsidence)

پایش ماهواره ای فرونشست زمین (Land Subsidence)

پایش ماهواره ای فرونشست زمین_Land Subsidence

AWT IMAGE


پایش ماهواره ای فرونشست در دشت های کشور
مقدمه
فرونشست زمین در واقع حرکت رو به پایین سطح زمین می باشد که در صورت گسترش، احتمال آسیب جدی به زیرساختارها، خطوط انتقال و سازه های دست ساز بشر وجود دارد. در دهه های اخیر با افزایش شهر نشینی و صنعتی شدن، میزان پمپاژ بی رویه از آب های زیرزمینی جهت مصارف انسانی و کشاورزی افزایش یافته است که این موضوع دلیلی بر تشدید این پدیده است. با توجه به این که فرونشست زمین در محدوده بزرگی صورت می پذیرد، مقابله با آن مشکل می باشد و آگاهی از وضعیت این نواحی به منظور حفاظت، امنیت و مقابله با خسارات احتمالی بسیار ضروری است.
به طور کلی فرونشست ناشی از دلایل عمده ای هم چون انحلال تشکیلات زیرسطحی، تراکم رسوبات در اثر استخراج سیالات و ذخایر زیرزمینی، بارگذاری، زهکشی، ارتعاش، تراکم هیدرولیکی، فرسایش مکانیکی زیرسطحی، جریان جانبی، ناپایداری خاک ها در سطوح شیب دار، انقباض خاک های رسی، ذوب یخ لایه های منجمد در اعماق زمین و فرونشینی زمین ساختی می باشد.

ضرورت و اهمیت پایش
افزایش جمعیت، توسعه کشاورزی و کمبود آب های سطحی جهت استفاده در کشاورزی، سبب حفر چاه های متعدد برای استخراج آب در سطح کشور شده است. طی چند سال اخیر گزارشات متعددی در خصوص فرو نشست همراه با افت سطح آب‎های زیرزمینی در بسیاری از دشت های ایران ارایه شده است که از جمله ی آن ها می‎توان نشست دشت تهران، دشت هشتگرد، دشت کاشمر، دشت رفسنجان، دشت مشهد، دشت کبودرآهنگ و ... را نام برد. مطالعات نشان می دهد عامل اصلی فرونشست موجود در دشت های ایران، برداشت بی رویه و بیش از حد آب از منابع زیرزمینی و کاهش ذخیره سفره های آب زیرزمینی در اثر تداوم بلند مدت پدیده خشکسالی می باشد. فرونشست زمین اثرات بسیار مخربی بر روی زیرساخت های مختلف شهری و روستایی، مانند خسارت به بزرگراه ها، ساختمان‎ها، خطوط انتقال نیرو، شبکه آب و فاضلاب، راه های دسترسی و دیگر تأسیسات دارد. شکستگی و ترک در سازه های مختلف، آتش سوزی در اثر انفجار لوله های گاز، خشکسالی و غیره از عواملی هستند که خطرات جانی برای ساکنین شهرها و روستاها دارد و به همین سبب فرونشست را زلزله خاموش نیز می نامند.

نقش فناوری سنجش از دور در پایش فرونشست
به طور کلی روش های پایش فرونشست به سه دسته کلی تقسیم می شوند. این روش ها عبارتند از:
  1. روش ترازیابی مستقیم
عمومی ترین روش برای تشخیص وقوع تغییرات ارتفاعی در منطقه و به خصوص فرونشست، انجام عملیات ترازیابی است. در این روش، در مرحله اول شبکه های ملی و یا محلی ارتفاعی ایجاد می‎شود، سپس با انجام مشاهدات دوره ای بر روی مقاطع از پیش تعیین شده، اندازه و حوضه ی فرونشست مشخص می‎گردد.
  1. روش سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
مشاهدات GPS می‎تواند جهت اندازه گیری تغییرات مسطحاتی و ارتفاعی مورد استفاده قرار گیرد. در این روش، مشاهدات دوره-ای/دائمی در ایستگاه های GPS صورت می‎گیرد و سپس در چند مرحله پردازش اضافی، می‎توان سری زمانی تغییرات را در راستای ارتفاعی که در پدیده ی فرونشست مورد نظر ماست، به دست آورد.
  1. روش تداخل ‎سنجی راداری
در سال‎های اخیر تداخل‎سنجی راداری، Interferometric Synthetic Aperture RADAR، تبدیل به ابزاری کارآمد و مقرون به صرفه در علوم زمین، جهت پایش تغییرات پوسته زمین با دقت بالا و بدون تاثیرپذیری از شرایط آب و هوایی و یا شب و روز، مورد استفاده قرار گرفته است. اساس این روش، اندازه‌گیری تفاضلی فازهای تصاویر رادار اخذ شده از یک منطقه در زمانهای متفاوت هست. با استفاده از این روش برخلاف روشهای قبلی که مشاهدات به صورت نقطه‌ای و پراکنده است، نقشه‌های به دست آمده دارای تراکم بسیار بالایی از نقاط زمینی می‌باشد.

کاربردها و دستگاه های بهره بردار
با استفاده از پردازش سری زمانی تصاویر ماهواره‌ای راداری، علاوه بر شناسایی پهنه تغییرات، می‌توان نرخ فرونشست و سری زمانی جابه‌جایی‌های پوسته زمین را استخراج کرد. طول موج های مورد استفاده در سنجنده های راداری تصویربردار در جدول زیر آورده شده است.

فرکانس طول موج باند
8 تا 12.5 گیگاهرتز 2.4 تا 3.8 سانتی متر X
4 تا 8 گیگاهرتز 3.8 تا 7.5 سانتی متر C
2 تا 4 گیگاهرتز 7.5 تا 15 سانتی متر S
1 تا 2 گیگاهرتز 15 تا 30 سانتی متر L
225 تا 400 مگاهرتز 75 تا 133 سانتی متر P
محدوده ی طول موج و فرکانس های مورد استفاده در سنجنده های ماکروویو فعال
در حال حاضر تصاویر ماهواره‌های منظومه ماهواره‌ای Sentinel-1، که از طول موج 5.5 سانتیمتری استفاده میکند و از سال 2014 توسط آژانس فضایی اروپا به صورت رایگان در اختیار عموم قرار گرفته است، ابزاری مناسب جهت پایش فرونشست میباشد.

در دسترس بودن این پتانسیل ‌ها و لزوم توجه و اهمیت حفظ زیرساخت ‌های سطحی و زیر سطحی، نیاز به ایجاد راه‌ کارهایی به ‌منظور شناسایی و پایش مناطق پرمخاطره برای مدیریت و پیشگیری از وقوع فاجعه ‌های احتمالی را پیش از پیش ضروری می نماید؛ بنابراین تولید نقشه ‌های تغییر شکل زمین (Deformation Map) از قبیل نقشه ‌های فرونشست جهت پهنه‌ بندی اولیه مناطق پرخطر، امری اجتناب ناپذیر بوده و بایستی در دستور کار سازمان‌ های مرتبط قرار گیرد. این نقشه ها به طور مستقیم می تواند توسط وزارتخانه ‎های نیرو، وزارت راه و شهر سازی، وزارت جهاد کشاورزی، محیط زیست و سازمان ها و شرکت های تابعه آنها و همچنین وزارت کشور و ستاد مدیریت بحران مورد استفاده قرار گیرد.

از این‌رو، سازمان فضایی ایران با بهره‌گیری از توان کارشناسی متخصص و بسترهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری موجود در مرکز ملی پایش ماهواره‌ای زمین، تولید و انتشار عمومی نقشه ‌های فرونشست برای دشت‌ های در معرض بحران را در دستور کار قرار داده است.

دوره زمانی محصولی
در حال حاضر پایش فرونشست با استفاده از تصاویر راداری که رایگان در اختیار عموم قرار گرفته است، قابل مطالعه و انجام است. نقشه های فرونشست را می توان به صورت دوره ای و هر شش روز یکبار تولید و به روز رسانی کرد.

بازگشت به پایش ماهواره ای


آدرس کوتاه شده: