Ж. Ш. Жантаев, Ð. Г. Фремд, Ð. Ð’. Иванчукова, С. М. Ðуракынов, Ð. Ð. Калдыбаев, Ю. И. Кантемиров, С. Ð. Ðикифоров
Введение
Ð’ наÑтоÑщей Ñтатье раÑÑматриваютÑÑ Ð²Ð¾Ð¿Ñ€Ð¾ÑÑ‹ коÑмичеÑкого радарного интерферометричеÑкого мониторинга вертикальных Ñмещений земной поверхноÑти над разрабатываемым нефтегазовым меÑторождением Тенгиз (РеÑпублика КазахÑтан).
Тенгиз — Ñто крупнейшее по запаÑам меÑторождение КазахÑтана, открытое в 1979 г. и раÑположенное в ПрикаÑпийÑкой нефтегазовой провинции в 160 км к юго-воÑтоку от г. Ðтырау (бывший Гурьев). Продуктивные горизонты находÑÑ‚ÑÑ Ð² интервале глубин 3,8–5,4 км от земной поверхноÑти. СущеÑтвенной оÑобенноÑтью залежи ÑвлÑетÑÑ Ð½Ð°Ð»Ð¸Ñ‡Ð¸Ðµ в ней большого количеÑтва Ñероводорода, находÑщегоÑÑ Ð¿Ð¾Ð´ аномально-выÑоким плаÑтовым давлением. Резервуар предÑтавлен Ñложно поÑтроенным карбонатно-трещинным или трещинно-пуÑтотным коллектором и ÑолÑным флюидоупором. ОÑобенноÑть ÑÑ‚Ñ€Ð¾ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ€ÐµÐ·ÐµÑ€Ð²ÑƒÐ°Ñ€Ð° в наличии отдельных гидроблоков, ÑвÑзь между которыми затруднена или отÑутÑтвует;
Ðномально-выÑокое плаÑтовое давление, Ñложное геологичеÑкое Ñтроение, а также значительный Ñрок ÑкÑплуатации меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ Ð¿Ð¾ÑтоÑнно нараÑтающими объемами извлекаемой нефти дают оÑнование предполагать возможных проÑадках техногенного проиÑхождениÑ. Что и поÑлужило оÑнованием Ð´Ð»Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð²ÐµÐ´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð°Ð½Ð½Ð¾Ð³Ð¾ иÑÑледованиÑ
Ð’ Ñтатье приводитÑÑ Ð¿Ñ€Ð¸Ð¼ÐµÑ€ интерферометричеÑкой обработки конкретной пары радарных Ñнимков Ñпутника ЕвропейÑкого коÑмичеÑкого агентÑтва (ESA) ENVISAT/ASAR от 23.11.2005 г. и 28.11.2007 г., иллюÑтрирующий методику интерферометричеÑкого выÑÐ²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²ÐµÑ€Ñ‚Ð¸ÐºÐ°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ… Ñмещений земной поверхноÑти и, в чаÑтноÑти, чиÑленной их оценки.
Также приводÑÑ‚ÑÑ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ñ‹ реального проекта по выÑвлению Ñмещений земной поверхноÑти над меÑторождением Тенгиз, произошедших Ñ 2004 по 2010 гг., по результатам Ð¿Ñ€Ð¸Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð¸ÐºÐ¸ SBas к данным 33-проходной цепочки радарных Ñнимков ENVISAT/ASAR и 12-проходной цепочки радарных Ñнимков ÑпонÑкого Ñпутника ALOS/PALSAR. Обработка выполнÑлаÑÑŒ в программном комплекÑе SARscape.
Обработка отдельной пары Ñнимков ENVISAT/ASAR
Ð”Ð»Ñ Ð¸Ð»Ð»ÑŽÑтрации технологии интерферометричеÑкой обработки радарных Ñнимков раÑÑмотрим ее на конкретном примере одной из пар Ñнимков ENVISAT/ASAR меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¢ÐµÐ½Ð³Ð¸Ð· (Ñнимки от 23.11.2005 г. и 28.11.2007 г.).
ÐŸÑ€ÐµÐ´Ð²Ð°Ñ€Ð¸Ñ‚ÐµÐ»ÑŒÐ½Ð°Ñ Ð¾Ñ†ÐµÐ½ÐºÐ° качеÑтва интерферометричеÑкой пары ÑредÑтвами функции Baseline estimation Ð¼Ð¾Ð´ÑƒÐ»Ñ SARscape Interferometry показывает (риÑ. 1), что перпендикулÑÑ€Ð½Ð°Ñ ÑоÑтавлÑÑŽÑ‰Ð°Ñ Ð±Ð°Ð·Ð¾Ð²Ð¾Ð¹ линии около 17 м, что Ð´Ð»Ñ Ñпутника ENVISAT/ASAR ÑвлÑетÑÑ Ð¾Ñ‡ÐµÐ½ÑŒ маленькой. ВмеÑтимоÑть топографичеÑкого интерференционного цикла (2PI Ambiguity height) ÑоÑтавлÑет 530 м, что на порÑдок больше, чем реальный перепад выÑот на Ñтом учаÑтке, а Ñледовательно, фаза Ñмещений земной поверхноÑти значительно преобладает над фазой рельефа. Именно поÑтому Ð´Ð°Ð½Ð½Ð°Ñ Ð¿Ð°Ñ€Ð° Ñнимков была выбрана Ð´Ð»Ñ Ð´ÐµÐ¼Ð¾Ð½Ñтрации возможноÑтей метода. Разница положений доплеровÑкого центроида также незначительна (22 Гц при критичеÑкой величине 1652 Гц), и поÑтому ее влиÑние минимально.

Первым шагом интерферометричеÑкой обработки ÑвлÑетÑÑ Ñовмещение оÑновного и вÑпомогательного радарных изображений интерферометричеÑкой пары в автоматичеÑком режиме. Ð’ Ñлучае пары Ñ Ð¼Ð°Ð»Ð¾Ð¹ базовой линии Ñтот шаг лучше выполнÑть без учаÑÑ‚Ð¸Ñ Ñ†Ð¸Ñ„Ñ€Ð¾Ð²Ð¾Ð¹ модели рельефа (ЦМР). Совмещение в SARscape выполнÑетÑÑ Ð² автоматичеÑком режиме во Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÐ´ÑƒÑ€Ñ‹ Interferogramm Generation Without DEM Ð¼Ð¾Ð´ÑƒÐ»Ñ SARscape Interferometry в три Ñтапа:
- Совмещение Ñ Ð¿Ð¸ÐºÑельной точноÑтью по орбитальным параметрам.
- Уточнение Ñдвига одного Ñнимка отноÑительно другого Ñ ÑубпикÑельной точноÑтью Ñ Ð¸Ñпользованием нерегулÑрной Ñетки окон, характеризующихÑÑ ÐºÐ¾Ñ€Ñ€ÐµÐ»Ñцией амплитуд выше заданного порога.
- Уточнение Ñдвига одного Ñнимка отноÑительно другого Ñ Ð¸Ñпользованием нерегулÑрной Ñетки окон, в которых раÑÑчитываютÑÑ ÐºÐ¾Ð³ÐµÑ€ÐµÐ½Ñ‚Ð½Ð¾Ñти фаз Ñтих Ñнимков (в раÑчет идут Ð·Ð½Ð°Ñ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñдвига, вычиÑленные по окнам у которых Ñоотношение «Ñигнал-шум», раÑÑчитываемое Ñ ÑƒÑ‡ÐµÑ‚Ð¾Ð¼ когерентноÑти, выше заданного порога). Ðа данном Ñтапе доÑтигаетÑÑ Ñ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ð¾Ñть корегиÑтрации Ñнимков до 1/100 пикÑелÑ.
Совмещение двух Ñнимков прошло удачно в автоматичеÑком режиме, поÑле чего, в рамках Ñтой же процедуры Interferogramm Generation был выполнен второй шаг — раÑчет комплекÑной интерферограммы, ÑвлÑющейÑÑ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð¾Ð¼ комплекÑного поÑлементного Ð¿ÐµÑ€ÐµÐ¼Ð½Ð¾Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ„Ð°Ð· радарных Ñнимков пары. Интерферограмма показана на риÑ. 2.

КомплекÑÐ½Ð°Ñ Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÑ€Ñ„ÐµÑ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð° в общем Ñлучае Ñодержит в Ñебе неÑколько компонентов: фазу рельефа, фазу Ñмещений, атмоÑферные артефакты, фазовый шум.
Ð’ нашем Ñлучае фаза рельефа хоть и незначительна (из-за малой базовой линии и из-за не Ñрко выраженного рельефа территории), но, тем не менее ее необходимо удалить из интерферограммы. Ðто делаетÑÑ Ð½Ð° Ñледующем шаге интерферометричеÑкой обработки Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ процедуры Interferogramm Flattening Ð¼Ð¾Ð´ÑƒÐ»Ñ SARscape Interferometry. Ð’ рамках Ñтой процедуры выполнÑетÑÑ Ñ€Ð°Ð·Ð´ÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ðµ топографичеÑкого и деформационного компонентов фазы за Ñчет Ñинтеза фазы рельефа Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ имеющейÑÑ Ð¦ÐœÐ , в качеÑтве которой авторами иÑпользовалаÑÑŒ ЦМРSRTM. ОÑновным выходным файлом данной процедуры ÑвлÑетÑÑ Ð´Ð¸Ñ„Ñ„ÐµÑ€ÐµÐ½Ñ†Ð¸Ð°Ð»ÑŒÐ½Ð°Ñ Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÑ€Ñ„ÐµÑ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð°, предÑтавлÑÑŽÑ‰Ð°Ñ Ñобой результат Ð²Ñ‹Ñ‡Ð¸Ñ‚Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñинтезированной фазы рельефа из комплекÑной интерферограммы. Ð”Ð¸Ñ„Ñ„ÐµÑ€ÐµÐ½Ñ†Ð¸Ð°Ð»ÑŒÐ½Ð°Ñ Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÑ€Ñ„ÐµÑ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð° Ð´Ð»Ñ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð±Ð°Ñ‚Ñ‹Ð²Ð°ÐµÐ¼Ð¾Ð¹ пары Ñнимков показана на риÑ. 3.

Ð”Ð¸Ñ„Ñ„ÐµÑ€ÐµÐ½Ñ†Ð¸Ð°Ð»ÑŒÐ½Ð°Ñ Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÑ€Ñ„ÐµÑ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð° Ñодержит в Ñебе компоненту Ñмещений и компоненту фазового шума. Чтобы уменьшить уровень шума, выполнÑетÑÑ Ð°Ð´Ð°Ð¿Ñ‚Ð¸Ð²Ð½Ð°Ñ Ñ„Ð¸Ð»ÑŒÑ‚Ñ€Ð°Ñ†Ð¸Ñ Ð´Ð¸Ñ„Ñ„ÐµÑ€ÐµÐ½Ñ†Ð¸Ð°Ð»ÑŒÐ½Ð¾Ð¹ интерферограммы. Ðа фильтрованной дифференциальной интерферограмме, показанной на риÑ. 4, хорошо заметны два концентричеÑких интерференционных цикла (так называемых фринга), отражающих ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð·ÐµÐ¼Ð½Ð¾Ð¹ поверхноÑти за период между 2005 и 2007 гг. Каждый фринг ÑоответÑтвует ÑмещениÑм, равным половине длины волны радиолокатора ENVISAT (длина волны — 5,5 Ñм, половина длины волны — 2,75 Ñм). Черным квадратом на риÑ. 4 обведена   мульда оÑеданий земной поверхноÑти над меÑторождением Тенгиз (один интерференционный цикл ÑоответÑтвует ÑмещениÑм земной поверхноÑти, равным половине длины волны радиолокатора, Ñ‚.е. 2,75 Ñм). Ðа риÑунке отчетливо наблюдаютÑÑ Ð´Ð²Ð° концентричеÑких интерференционных цикла (Ñ‚.е. ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð¾ 5,5 Ñм за период в 2 года Ñ 2005 до 2007).

Фаза на дифференциальной интерферограмме имеет периодичеÑкую природу, и между ÑоÑедними фрингами ÑущеÑтвует разрыв фазы (Ñм. риÑ. 5). Чтобы получить непрерывную фазу – необходимо выполнить процедуру ее развертки. Ðа риÑ. 6 показана Ñ€Ð°Ð·Ð²ÐµÑ€Ð½ÑƒÑ‚Ð°Ñ Ñ„Ð°Ð·Ð° на тот же учаÑток, что и на риÑ. 5. Скачок (разрыв) фазы на границе фрингов уÑтранен. УчаÑтки черного цвета – зашумленные зоны интерферограммы Ð´Ð»Ñ ÐºÐ¾Ñ‚Ð¾Ñ€Ñ‹Ñ… фаза не разворачивалаÑÑŒ (в дальнейшем раÑчете Ñмещений Ñти точки не учаÑтвуют).


Ðа риÑ. 7 показана Ñ€Ð°Ð·Ð²ÐµÑ€Ð½ÑƒÑ‚Ð°Ñ Ñ„Ð°Ð·Ð° на веÑÑŒ обрабатываемый учаÑток.

Далее, Ñ€Ð°Ð·Ð²ÐµÑ€Ð½ÑƒÑ‚Ð°Ñ Ñ„Ð°Ð·Ð° Ñ Ð¸Ñпользованием неÑкольких контрольных точек, взÑтых Ñ Ð¦ÐœÐ SRTM Ð´Ð»Ñ ÐºÐ¾Ñ€Ñ€ÐµÐºÑ†Ð¸Ð¸ орбиты, была преобразована в ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð² миллиметрах. Модель Ñмещений на веÑÑŒ обрабатываемый учаÑток меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¢ÐµÐ½Ð³Ð¸Ð· и прилегающих территорий показана на риÑ. 8.

Выше был приведен пример обработки одной из возможных пар Ñнимков 33-проходной цепочки. Однако, обработка одной пары Ñнимков не ÑвлÑетÑÑ ÑтатиÑтичеÑки предÑтавительным результатом. Ð”Ð»Ñ Ñ‚Ð¾Ð³Ð¾, чтобы уверенно картировать ÑмещениÑ, необходима обработка многих пар Ñнимков, в том чиÑле, перекрещивающихÑÑ Ð²Ð¾ времени, чтобы ÑмещениÑ, произошедшие за определенный интервал времени, оценивалиÑÑŒ не по одной, а по неÑкольким (или многим) парам Ñнимков, охватывающих данный интервал. ПоÑтому Ñ Ñ‚Ð¾Ð¹ же поÑледовательноÑтью дейÑтвий, как была обработана пара Ñнимков от 23.11.2005 г. и 28.11.2007 г., были обработаны 60 других пар Ñтой 33-проходной цепочки, отобранные по принципу наименьших базовых линий в ÑоответÑтвии Ñ Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð¾Ð¼ SBas [1]. Их обработка опиÑана в Ñледующем подразделе.
Обработка 33-проходной цепочки ENVISAT ASAR МЕТОДОМ SBAS
Из Ñнимков 33-проходной цепочки можно ÑоÑтавить вÑего 528 незавиÑимых пар (33 х 32 / 2). ПоÑкольку к ÑмещениÑм земной поверхноÑти наиболее чувÑтвительны интерферометричеÑкие пары, характеризующиеÑÑ Ð¼Ð°Ð»Ñ‹Ð¼Ð¸ перпендикулÑрными компонентами базовых линий, логично отобрать именно их Ð´Ð»Ñ Ð´Ð°Ð»ÑŒÐ½ÐµÐ¹ÑˆÐµÐ¹ обработки. ИÑÑ…Ð¾Ð´Ñ Ð¸Ð· ÑтатиÑтичеÑкого раÑÐ¿Ñ€ÐµÐ´ÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð±Ð°Ð·Ð¾Ð²Ñ‹Ñ… линий данной конкретной цепочки, а также из опыта авторов, Ð´Ð»Ñ Ð¾Ñ‚Ð±Ð¾Ñ€Ð° пар Ð´Ð»Ñ Ð´Ð°Ð»ÑŒÐ½ÐµÐ¹ÑˆÐµÐ¹ обработки был уÑтановлен порог базовых линий — до 30% от критичеÑкой базовой. Кроме того, чтобы избежать выбора пар Ñ Ñильной временной декоррелÑцией было уÑтановлено макÑимальное значение временной базы в 365 Ñуток.
Определив Ñти иÑходные параметры, была выполнена интерферометричеÑÐºÐ°Ñ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð±Ð¾Ñ‚ÐºÐ° 33-проходной цепочки данных ENVISAT по методу малых базовых линий (SBas), реализованному в программном комплекÑе SARscape в модуле Interferogramm Stacking. Именно обработка по Ñтому методу была выбрана Ð´Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¾Ñновного результата по данным ENVISAT за 2004–2009 гг., а именно, Ð´Ð»Ñ ÑтатиÑтичеÑки выверенной оценки Ñмещений земной поверхноÑти над меÑторождением Тенгиз, произошедших за раÑÑматриваемый период.
Сначала Ñ ÑƒÐºÐ°Ð·Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ выше параметрами была применена Ñ„ÑƒÐ½ÐºÑ†Ð¸Ñ Connection Grapgh Ð¼Ð¾Ð´ÑƒÐ»Ñ Interferogramm Stacking. Результатом ÑвилиÑÑŒ 60 из 528 теоретичеÑки возможных пар Ñнимков. СхематичеÑки выбранные 60 пар Ñнимков в координатах Â«Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ â€” Ð±Ð°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ñ Ð»Ð¸Ð½Ð¸Ñ» приведены на риÑ. 9. Как видно из риÑунка, Ð±Ð¾Ð»ÑŒÑˆÐ°Ñ Ñ‡Ð°Ñть раÑÑматриваемого периода (Ñ 2004 по 2009 гг.) анализируетÑÑ Ð¿Ð¾ результатам обработки не одной, а неÑкольких пар, что значительно увеличивает доÑтоверноÑть получаемых результатов. Ð’ чаÑтноÑти, при одновременной обработке неÑкольких пар вклад реально закономерно проиÑходÑщих динамичеÑких процеÑÑов земной поверхноÑти увеличиваетÑÑ, а роль Ñлучайных и не закономерных во времени факторов, влиÑющих на интерферометричеÑкую фазу, таких как атмоÑфера, Ñлектромагнитные шумы, оÑадки и Ñ‚. д. — Ñильно падает.

Далее обработка вÑех Ñтих выбранных пар велаÑÑŒ в той же поÑледовательноÑти, что и обработка пары от 23.11.2005 г. и 28.11.2007 г., подробно раÑÑÐ¼Ð¾Ñ‚Ñ€ÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð²Ñ‹ÑˆÐµ. Ðвторы Ñчитают излишним приводить вÑе промежуточные результаты по каждой из 60 пар, поÑкольку поÑледовательноÑть их обработки полноÑтью идентична. Приведем вÑе же на риÑ. 10 неÑколько фильтрованных дифференциальных интерферограмм, отражающих ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð·ÐµÐ¼Ð½Ð¾Ð¹ поверхноÑти за разные периоды, Ð´Ð»Ñ Ð¸Ð»Ð»ÑŽÑтрации того, что мульда оÑеданий, выÑÐ²Ð»ÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð¿Ð¾ паре от 23.11.2005 г. и 28.11.2007, хорошо заметна также и на других интерферограммах анализируемой 33-проходной цепочки за различные временные периоды. ÐбÑолютные Ð·Ð½Ð°Ñ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñмещений по дифференциальным интерферограммам можно оценить иÑÑ…Ð¾Ð´Ñ Ð¸Ð· количеÑтва интерференционных циклов (фрингов) или их долей на Ñтих интерферограммах, поÑкольку полный интерференционный цикл на них ÑоответÑтвует ÑмещениÑм, равным 2,75 Ñм, Ñ‚. е. половине длины волны радиолокатора ENVISAT.

Ð”Ð»Ñ Ð¼Ð°Ñ‚ÐµÐ¼Ð°Ñ‚Ð¸Ñ‡ÐµÑкого вычиÑÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð¸Ð½Ð°Ð¼Ð¸ÐºÐ¸ Ñмещений за 2004–2009 гг. из раÑÑчитанных 60 интерферограмм ENVISAT был применен алгоритм SBas Inversion, реализованный в модуле SARscape Interferogramm Stacking. Данный алгоритм подразумевает воÑÑтановление поÑледовательной во времени динамики Ñмещений земной поверхноÑти по результатам ÑовмеÑтной обработки перекреÑтных во времени интерферометричеÑких пар Ñнимков. Ðа выходе данной процедуры генерируютÑÑ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»Ð¸ вертикальных Ñмещений земной поверхноÑти на каждую дату Ñъемки (поÑтавлÑÑŽÑ‚ÑÑ Ð² Ñлектронном виде в раÑтровом формате ENVI), Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð¸Ñ€ÑƒÑŽÑ‰Ð°Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŒ вертикальных Ñмещений за веÑÑŒ период наблюдений и модель Ñреднегодовой ÑкороÑти вертикальных Ñмещений. Кроме того, генерируетÑÑ Ñ‚Ð¾Ñ‡ÐµÑ‡Ð½Ñ‹Ð¹ векторный файл поÑтоÑнных раÑÑеивателей радарного Ñигнала (в атрибутах каждой точки запиÑаны ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð° каждую дату Ñъемки).
Ð ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð¸Ñ€ÑƒÑŽÑ‰Ð°Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŒ Ñмещений земной поверхноÑти над меÑторождением Тенгиз за период Ñ 2004 по 2009 гг. в цветовом кодировании предÑтавлена на риÑ. 11. Мульда оÑеданий над меÑторождением Тенгиз в Ñреде Google Earth показана на риÑ. 12. Графики оÑеданий в миллиметрах Ð´Ð»Ñ Ð½ÐµÑкольких типовых точек – поÑтоÑнных раÑÑеивателей радарного Ñигнала, раÑположенных в Ñамом центре зарегиÑтрированной мульды оÑеданий, показаны на риÑ. 13. Модель Ñреднегодовой ÑкороÑти Ñмещений земной поверхноÑти над меÑторождением Тенгиз за период Ñ 2004 по 2009 гг. показана на риÑ. 14.




Ðнализ полученных результатов
Ðнализ результатов мониторинга Ñмещений земной поверхноÑти, произошедших над меÑторождением Тенгиз Ñ 2004 по 2009 гг. и зарегиÑтрированных в ходе интерферометричеÑкой обработки радарных данных ENVISAT, показал наличие уÑкорÑющихÑÑ Ð²Ð¾ времени оÑеданий земной поверхноÑти над районом активной добычи углеводородов из Ñтого меÑторождениÑ. СкороÑть оÑеданий в центре оÑновной зарегиÑтрированной мульды доÑтигает 30 мм в год. Ðа момент Ð¾ÐºÐ¾Ð½Ñ‡Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¸Ð·Ð¸Ñ€ÑƒÐµÐ¼Ð¾Ð¹ цепочки данных ENVISAT (конец 2009 г.) Ð·Ð°Ð¿Ð°Ð´Ð½Ð°Ñ Ð³Ñ€Ð°Ð½Ð¸Ñ†Ð° мульды (Ð½ÑƒÐ»ÐµÐ²Ð°Ñ Ð¸Ð·Ð¾Ð»Ð¸Ð½Ð¸Ñ Ñмещений) не доÑтигла береговой линии но движетÑÑ Ð¿Ð¾ направлению к ней.
По Ñравнению Ñ Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¸Ð·Ð¸Ñ€ÑƒÐµÐ¼Ñ‹Ð¼Ð¸ в рамках Ñтатьи данными ENVISAT за 2004-2009 год в результатах по данным ALOS за 2007–2010 гг. проÑвилиÑÑŒ Ñледующие оÑновные оÑобенноÑти (риÑ. 15):
- Ð—Ð°Ð¿Ð°Ð´Ð½Ð°Ñ Ð³Ñ€Ð°Ð½Ð¸Ñ†Ð° оÑновной мульды оÑеданий ÑмеÑтилаÑÑŒ в Ñторону береговой линии и доÑтигла ее концу 2010 г.
- СформировалаÑÑŒ еще одна мульда оÑеданий земной поверхноÑти — к Ñеверо-воÑтоку от первой.
- ПоÑвилÑÑ Ð»Ð¾ÐºÐ°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ð¹ учаÑток поднÑтий земной поверхноÑти на Ñеверной окраине оÑновной мульды оÑеданий — в районе Ñооружений завода по очиÑтке от Ñероводорода (возможно, Ñто ложные поднÑтиÑ, вызванные изменением выÑот Ñооружений ÑÐºÐ»Ð°Ð´Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñеры, ÐºÐ¾Ñ‚Ð¾Ñ€Ð°Ñ Ð¾Ñ‚ÐºÐ»Ð°Ð´Ñ‹Ð²Ð°ÐµÑ‚ÑÑ Ñлой за Ñлоем открытым ÑпоÑобом).

СопоÑтавительный анализ результирующей карты Ñмещений Ñ Ð³ÐµÐ¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ‡ÐµÑкими данными показал (риÑ. 16), что:
- ОÑÐ½Ð¾Ð²Ð½Ð°Ñ Ð·Ð°Ñ€ÐµÐ³Ð¸ÑÑ‚Ñ€Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð½Ð°Ñ Ð¼ÑƒÐ»ÑŒÐ´Ð° оÑеданий земной поверхноÑти Ñовпадает Ñ ÐºÐ¾Ð½Ñ‚ÑƒÑ€Ð¾Ð¼ меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¢ÐµÐ½Ð³Ð¸Ð· на глубине 5 км.
- Ð’Â Ñеверо-западной чаÑти мульды — в районе геологичеÑкого разлома — ÑÐ¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ интенÑивные, чем в юго-воÑточной ее чаÑти, что иллюÑтрирует продольный профиль Ñмещений на риÑ. 15.
- Ð’Ñ‚Ð¾Ñ€Ð°Ñ â€“ Ð½ÐµÐ±Ð¾Ð»ÑŒÑˆÐ°Ñ â€“ мульда оÑеданий, образовавшаÑÑÑ Ñ 2009 по 2010 гг. к Ñеверо-воÑтоку от первой – оÑновной – мульды оÑеданий, приурочена к узлу переÑÐµÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð²ÑƒÑ… крупных геологичеÑких разломов.

Ð”Ð»Ñ Ñ€ÐµÐ³ÑƒÐ»Ñрного мониторинга зарегиÑтрированных по архивным Ñпутниковым данным техногенных Ñмещений и деформаций, локально уÑиленных природными геологичеÑкими причинами, авторы рекомендуют запланировать целевую многопроходную радарную Ñъемку Ñ Ð²Ñ‹Ð´ÐµÑ€Ð¶Ð¸Ð²Ð°ÐµÐ¼Ñ‹Ð¼ временным интервалом (до 8 раз в меÑÑц) и Ñ Ð³Ð¾Ñ€Ð°Ð·Ð´Ð¾ более выÑоким проÑтранÑтвенным разрешением (до 1 м). Ðаилучшим образом Ð´Ð»Ñ Ñтой задачи, по мнению авторов, подходит итальÑнÑÐºÐ°Ñ ÑÐ¿ÑƒÑ‚Ð½Ð¸ÐºÐ¾Ð²Ð°Ñ Ñ€Ð°Ð´Ð°Ñ€Ð½Ð°Ñ Ð³Ñ€ÑƒÐ¿Ð¿Ð¸Ñ€Ð¾Ð²ÐºÐ° COSMO-SkyMed 1-4.
Данные Ñтих возможных Ñъемок могут быть также обработаны ÑпециалиÑтами компании «Совзонд». Кроме того, ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð°Ð½Ð¸Ñ Â«Ð¡Ð¾Ð²Ð·Ð¾Ð½Ð´Â» может поÑтавить программный продукт SARscape по обработке радарных данных, оÑущеÑтвить обучение работе в Ñтом программном продукте, а также проконÑультировать и внедрить технологии наблюдений за ÑмещениÑми земной поверхноÑти Ñ Ð¸Ñпользованием радарных данных на базе заказчика.
Дальнейшее наблюдение за оÑеданиÑми земной поверхноÑти необходимо, чтобы предотвратить возможное неожиданное подтопление объектов наземной инфраÑтруктуры добычи углеводородов, поÑкольку четко зафикÑировано развитие мульды оÑеданий на запад – к побережью КаÑпийÑкого морÑ.
СпиÑок литературы:Â
- Richards: «A Beginner’s: Guide to Interferometric SAR Concepts and Signal Processing». IEEE Aerospace and Electronic, Vol. 22, No. 9, September 2007;
- Ferretti, C. Prati and F. Rocca: «Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR interferometry». Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, vol. 38, no. 5, Part 1, Sept. 2000, pp. 2202 – 2212;
- Ferretti, C. Prati and F. Rocca: «Permanent scatterers in SAR interferometry». Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, vol. 39, no. 1, Jan. 2001, pp. 8 – 20;
- Hooper, H. Zebker, P. Segall, and B. Kampes: «A new method for measuring deformation on volcanoes and other non-urban areas using InSAR persistent scatterers». Geophysical Research Letters, vol. 31, December 2004;
- Berardino, G. Fornaro, R. Lanari, E. Sansosti: «A new algorithm for surface deformation monitoring based on Small Baseline differential SAR Interferometry». IEEE Aerospace and Electronic, Vol. 40, No. 11, November 2002.
- Михайлов И. М. Строение нефтÑной залежи меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¢ÐµÐ½Ð³Ð¸Ð· по данным геофлюидодинамики. Ð“ÐµÐ¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ Ð½ÐµÑ„Ñ‚Ð¸ и газа, 1990, â„– 2.