Verifikation von InSAR-Beobachtungen für das Bodenbewegungs-Monitoring

GeoMonitoring-Tagung 2023

Die diesjährige GeoMonitoring-Tagung war ein Heimspiel für die ALLSAT, denn sie wurde von den Kollegen des Geodätischen Institutes in Hannover veranstaltet.

Im Fokus standen wie üblich die neusten Entwicklungen und spannende Projekte aus Forschung und Praxis rund um das Thema Überwachung von Bodenbewegungen und Infrastruktur. Und wenn es um das Thema Monitoring geht, darf natürlich auch die ALLSAT nicht fehlen. Auf einem kleinen Messestand konnten sich Interessierte über unser breitgefächertes Portfolio zum Thema Monitoring informieren. Neben unserem GLOMON-Portal für das automatisierte GNSS-Monitoring, gab es auch praktisches Anschauungsmaterial in Form der Neigungssensoren von Senceive und unserer neusten Entwicklung, den “DCR-Light”, zu begutachten.

Auch mit einem Vortrag beteiligte sich die ALLSAT erneut an dieser Veranstaltung. Dieses Jahr in Form einer Gemeinschaftsarbeit zusammen mit der Stadt Essen und unserem langjährigen Partner, der RAG Aktiengesellschaft. Thema des Vortrages war die Validierung von Messverfahren für das Bodenbewegungs-Monitoring. Dabei steht die Kombination aus radarbasiertem- und GNSS-Monitoring im Vordergrund.

Vortrag auf der Geomonitoringtagung 2023
Gemeinschaftsvortrag mit der Stadt Essen auf der Geomonitoring-Tagung

Motivation der Stadt Essen für das Monitoring

Die Stadt Essen ist aufgrund unterschiedlicher Einflüsse mit Bodenbewegungen und deren Folgen konfrontiert. Neben den für das Ruhrgebiet typischen (nach-) bergbaulichen Einwirkungen rufen andere Einflüsse, wie klimatische Änderungen und großflächige Baumaßnahmen, ebenfalls Bodenbewegungen hervor. Vor dem Hintergrund der Instandhaltung und des verkehrssicheren Betriebes öffentlicher Infrastrukturen haben Maßnahmen zu erfolgen, um Bodenbewegungen zuverlässig und effizient zu identifizieren, bevor diese Schadenspotenziale entfalten.

Ein Testfeld für die Validierung

Die Stadt Essen ist an der Erprobung und Weiterentwicklung entsprechender Sensortechniken beteiligt und betreibt in einem Gemeinschaftsprojekt mit der RAG Aktiengesellschaft seit 2021 ein Testfeld auf dem Gelände der Wassergewinnung in Essen. Hier werden unterschiedliche terrestrische und fernerkundliche Messverfahren für die Ermittlung von Bodenbewegungen gegenübergestellt und validiert.

Testfeld für die Validierung von InSAR-Messungen
Testfeld für die Validierung von InSAR-Messungen

Kern des Testfeldes sind unterschiedliche Corner-Reflektoren (CR) und Doppelcorner-Reflektoren (DCR). Diese sind auf dem nicht öffentlich zugänglichen Gelände so stationiert, dass äußere Einflüsse durch Verkehr, Personen, Witterung und Vandalismus minimiert werden. Zur Validierung verschiedener Messverfahren weisen die Reflektoren unterschiedliche Eigenschaften auf:
– CR1: fest, tachymetrisch und nivellitisch überprüfbar
– CR2: höhenverstellbar, tachymetrisch und nivellitisch überprüfbar
– DCR: höhenverstellbar, Ost-West-verstellbar, mit GNNS kombiniert, tachymetrisch und nivellitisch überprüfbar

Verstellbarer DCR kombiniert mit GNSS, Tachymetrie und Nivellement
Verstellbarer DCR kombiniert mit GNSS, Tachymetrie und Nivellement

Gegenüberstellung von InSAR, GNSS und terrestrischen Messmethoden

In dem auf der GeoMonitoring-Tagung vorgestellten Beitrag wurde eine erste Gegenüberstellung von terrestrischen Messungen zu GNSS und InSAR-Auswertungen vorgestellt. An CR1 wurden keine Veränderungen durchgeführt, wodurch dieser als unveränderter Referenzpunkt die Simulationsergebnisse stützt. Die Auswirkungen einer möglichen Bodenbewegung wurden durch kontrollierte manuelle Verstellungen an CR2 und DCR simuliert und terrestrisch überprüft.

Zukünftig werden Zeitreihen der verwendeten Messmethoden vorliegen, die erstmalig zur Validierung von X- und C-Band InSAR-Auswertungen aus Ascending- und Descending- Orbitdaten verwendet werden können. Für die Überprüfung der Zuverlässigkeit von unterschiedlichen, auf InSAR basierenden eigenen Auswertungen (z.B. BIMSAR oder vergleichende Bodenbewegungserfassungen mit frei verfügbaren Diensten, wie dem European Ground Motion Service [EGMS] und dem BodenBewegungsdienst Deutschland [BBD]) sind aus Sicht der Autoren, Validierungs-DCR und Zeitreihen aus unabhängigen Messverfahren erforderlich.


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”Michael

Michael Schulz

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michael.schulz@allsat.de