Интерферометрическая обработка спутниковой радиолокационной информации для мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры

Мониторинг объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта является одним из основных средств обеспечения бесперебойной работы железных дорог и безопасности перевозок, позволяя оперативно оценивать состояние земляного полотна, верхнего строения пути, зданий и сооружений, поддерживать эти элементы инфраструктуры в исправном состоянии и своевременно принимать меры по устранению возникающих дефектов и деформаций. Использование дистанционных методов мониторинга, в том числе и на основе данных, получаемых космическими съемочными системами, в дополнение к традиционным наземным обследованиям позволяет выявлять на ранней стадии потенциально опасные для объектов инфраструктуры природные и техногенные воздействия, определять динамику этих процессов и составлять прогнозы их развития. Одним из перспективных методов мониторинга медленно протекающих потенциально-опасных геологических процессов, имеющих как экзогенный, так и эндогенный характер, является радиолокационная съемка, осуществляемая космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой, и последующая интерферометрическая обработка получаемых данных.
Современные тенденции развития радиолокационных средств наблюдения Земли из космоса открывают возможность проводить регулярный, всепогодный мониторинг потенциально-опасных областей. Появление на рынке радиолокационных данных высокого пространственного разрешения обеспечивает возможность достоверного дешифрирования относительно малоразмерных объектов инфраструктуры, выявления локальных дефектов и деформаций, причиной которых является как интенсивная техногенная нагрузка, так и динамика естественных геологических факторов.
Метод радиолокационной интерферометрии, заключающийся в совместном анализе двух и более радиолокационных снимков, используется для построения высокоточных и детальных цифровых моделей местности и карт деформаций исследуемой территории. Дифференциальная интерферометрическая обработка нескольких радиолокационных снимков, полученных в разное время, позволяет производить измерения вертикальных и горизонтальных смещений наблюдаемой поверхности с субсантиметровой точностью.
В докладе рассматривается технология спутниковой интерферометрии с использованием радиолокационных данных среднего разрешения (ERS-1/2, ENVISAT, ALOS) для оценки смещений земной поверхности и мониторинга потенциально-опасных природных/техногенных процессов на тестовом участке железной дороги Туапсе-Адлер, а также краткосрочного и долгосрочного прогнозирования развития ситуации на объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта. Приводится сравнение различных методов обработки радиолокационных данных, анализа полученных результатов и оценки их достоверности. Верификация разрабатываемых методов производится путем ретроспективного анализа архивных материалов съемки участка за последние 15 лет с использованием накопленной на Северо-Кавказской железной дороге базы данных, об аварийных ситуациях и неблагоприятных природных воздействиях на железнодорожные пути на исследуемом участке.