Использование данных TerraSar-X для контроля мульды оседания Самотлорского месторождения на основе PSINSAR технологии на кластере

Проблеме сопоставления спутниковых радарных интерферометрических и наземных геодезических измерений для контроля сложных геодинамических процессов на разрабатываемых месторождениях в последние годы уделяется большое внимание. Накопление большого числа повторных съёмок радара ALOS-1\PALSAR за 2006-11гг позволило использовать метод интерферометрии устойчивых отражателей (PSINSAR) для мониторинга вертикальных смещений объектов нефтедобычи, зданий промышленных предприятий и жилой застройки городов Нижневартовска и Излучинска, попадающих в площадь горного отвода Самотлорского месторождения.
В 2013 году мониторинг смещений земной поверхности и техногенных объектов по технологии PSINSAR выполняется по данным TERRASAR-X с периодом повторного пролета 11 суток. Для контроля облачности используются данные MODIS, для оценки обводненности территории данные Landsat-7 и 8. В ходе работы установлено, что при использовании радарных данных с меньшей длинной волны (Х диапазон, 3 см) плотность устойчивых отражающих точек увеличивается до15 раз по сравнению с диапазоном L, 23 см.
Для организации многопользовательского доступа к результатам разработано программное обеспечение TVGeoPub представления результатов в online режиме с использованием технологий GeoServer и Google Maps [1]. Результаты многолетнего мониторинга отображаются на портале space.gov39.ru.
Для повышения производительности при интерферометрических расчетах используется программный пакет StaMPS (Stanford Method for Persistent Scatterers). Авторами основная вычислительная часть программного комплекса StaMPS реализована при помощи математического окружения MatLab путем распараллеливания для расчетов на высокопроизводительном кластере из 128 узлов DELL Power Edge M600Server. Скорость расчетов повышена в 12 раз.
Кластеризация точек сгущений максимальных скоростей устойчивых отражателей, хорошо совпадает с зонами максимальных просадок в центре мульды оседания и областей поднятий на юго-западном и северо-восточном краях мульды Самотлорского месторождения. Это создает предпосылки для обнаружения зон геодинамического риска на основе анализа цифрового поля скоростей смещений и динамики временных рядов смещений, усредненных для кластеризованных областей и групп точек. Необходимо выделить районы, содержащие близкорасположенные группы объектов, движущиеся разнонаправленно и имеющие высокую среднегодовую скорость абсолютных вертикальных смещений.
Анализ данных геодезических измерений на геодинамическом полигоне за период 2002 по 2012 годы свидетельствует о том, что система недр месторождения из-за долговременной и интенсивной разработки нефти, газа, формирует «раскаченную» гидродинамическую систему, что в свою очередь создает условия для пульсационного характера напряженно-деформированного состояния пород коллекторов из-за применения системы ППД и ГРП. Причиной образования мульды оседания являются геодинамические процессы природно-техногенного генезиса.
Спутниковые данные ALOS-1\PALSAR предоставлялись JAXA в 2006-2011 гг. по грантам RA1 PI-405 и RA2 PI-563. Данные TERRASAR-X в 2013г. предоставляются DLR по гранту GEO1978. Работа выполняется при поддержке РФФИ по гранту 13-07-00419.
Литература
1. Филатов А.В. Брыксин В.М. Программа представления результатов высокоточной оценки смещений техногенных объектов «TVGeoPub» // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012618325 от 14.09.2012.