Η τηλεπισκόπηση στις γεωτεχνικές σεισμικές αναγνωρίσεις
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: Ellen M.Rathje, KevinFranke
Λέξεις κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, δορυφορικές εικόνες, LIDAR, UAV
Πηγή: Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Elsevier
Εισαγωγή
Οι πρόοδοι στην γεωτεχνική σεισμική μηχανική έχουν ξεκινήσει σε μεγάλο βαθμό από παρατηρήσεις οι οποίες τεκμηριώθηκαν κατά τη διάρκεια προηγούμενων σεισμών. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δέκα ετών η τηλεπισκόπηση παίζει σημαντικό ρόλο στη γεωτεχνική αναγνώριση σεισμού με τη χρήση δορυφορικών εικόνων και LIDAR, και, πιο πρόσφατα, με τη χρήση των μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV). Υπάρχουν τρεις τομείς γενικής εφαρμογής στους οποίους η τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί για την καταγραφή των γεωτεχνικών επιπτώσεων των σεισμών: (1) καταγράφοντας τις θέσεις των ζημιών του σεισμού και τα μοτίβα ζημιών, (2) αναπτύσσοντας τρισδιάστατα ψηφιακά πρότυπα ύψους των γεωμετρικών αστοχιών, και (3) μετρώντας τις κινήσεις του εδάφους. Αυτό το έγγραφο περιγράφει τις πρόσφατες και εν εξελίξει έρευνες στις οποίες η τηλεπισκόπηση έχει ενσωματωθεί στην αναγνώριση των σεισμών, και άλλων φυσικών κινδύνων, για την καλύτερη κατανόηση των γεωτεχνικών επιπτώσεων αυτών των γεγονότων.
Τεχνικές τηλεπισκόπησης και πλατφόρμες
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης κατηγοριοποιούνται ως εξής: α) δορυφορικές εικόνες και αεροφωτογραφίες οι οποίες παρέχουν σημαντικές πληροφορίες για τις γεωτεχνικές επιπτώσεις των σεισμών σε περιφερειακή κλίμακα, και σε ορισμένες περιπτώσεις σε κλίμακα από ένα μόνο χώρο, β) LIDAR η οποία είναι μια ενεργή τεχνική τηλεπισκόπησης που περιλαμβάνει την συλλογή του ανακλώμενου και οπισθοσκεδαζόμενου φωτός από τον ενεργό φωτισμό του εδάφους χρησιμοποιώντας μια πηγή λέιζερ και γ) τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV, επίσης γνωστά και ως "Drones") τα οποία είναι εναέρια ρομπότ που ελέγχονται εξ αποστάσεως από έναν ή περισσότερους φορείς (αν και μερικοί μπορούν να λειτουργήσουν με διάφορα επίπεδα αυτονομίας) και μπορούν να μεταφέρουν μια μεγάλη ποικιλία από αισθητήρες.
Γεωτεχνικές περιοχές εφαρμογής για την τηλεπισκόπηση
Οι τρεις πιο κοινές περιοχές εφαρμογής στις οποίες η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να καταγράψει τις γεωτεχνικές επιπτώσεις των σεισμών είναι η αξιολόγηση πρότυπης βλάβης, η ανάπτυξη ψηφιακών υψομετρικά μοντέλων γεωμετρικών αστοχιών και τέλος οι μετρήσεις των κινήσεων του εδάφους. Για να παρέχονται πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τη χρήση της τηλεπισκόπησης στη γεωτεχνική αναγνώριση, επιλέχθηκαν τρείς περιπτώσεις για λεπτομερή συζήτηση. Αυτές οι περιπτώσεις είναι η κατολίσθηση από το σεισμό του 2004 Niigata-ken Chuetsu στην Ιαπωνία, η μέτρηση των πλευρικών διαδεδομένων κινήσεων από το 2010 - 2011 στη Νέα Ζηλανδία και η μέτρηση της κίνησης του εδάφους λόγω ρευστοποίησης αποκατάστασης κοντά στη λίμνη Havasu στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Συμπεράσματα
Η χρήση της τηλεπισκόπησης στη γεωτεχνική αναγνώριση είναι όλο και πιο σύνηθες και οι τεχνικές για την ανάλυση των δεδομένων αυτών ωριμάζουν έτσι ώστε σημαντικές ποσοτικές πληροφορίες να προέρχονται δεδομένα τηλεπισκόπησης. Μία από τις πιο σημαντικές προκλήσεις που συνδέεται με τη μέτρηση της κίνησης του εδάφους είναι η συλλογή των «βάσεων» ή «αρχικών» δεδομένων από τις οποίες οι μετακινήσεις εδάφους μπορούν να μετρηθούν μέσω συγκρίσεων με τα μετα-εκδήλωσης δεδομένα. Για τις περισσότερες μορφές της τηλεπισκόπησης, συμπεριλαμβανομένων των δορυφορικών εικόνων και LIDAR, αυτό σημαίνει την ενεργό συλλογή των δεδομένων σε δυνητικές περιοχές ενδιαφέροντος πριν από την εκδήλωση της μετακίνησης του εδάφους. Τέλος, για να αξιοποιηθεί πλήρως η τηλεπισκόπηση για γεωτεχνικές εφαρμογές, απαιτείται σημαντική διεπιστημονική έρευνα στην οποία γεωτεχνικοί μηχανικοί να συνεργάζονται στενά με ειδικούς στην τηλεπισκόπηση. Η συνεργασία αυτή μπορεί να είναι δύσκολο λόγω των διαφορών στην γλώσσα, τις δεξιότητες, πολιτισμό, κλπ, και απαιτεί οι γεωτεχνικοί μηχανικοί να είναι πρόθυμοι να βγουν από τη ζώνη άνεσής τους και να αποκτήσουν νέες δεξιότητες από διαφορετικούς τομείς.
