GeoCity – földtani módszerek alkalmazása az épített környezet védelmében
Füsi B. – Deák Zs. V. – dr. Grenerczy Gy. - Maros Gy. – Gulácsi Z. – Turczi G. – Simó B. – Vikor Zs. – T. Stozzi – G.Herrera
Modern távérzékelési eszközök alkalmazása a városi biztonság fokozására
Földtudományi újdonságok 2014
Távérzékelési módszerek és alkalmazási területeik, melyek alkalmasak a városi biztonság fokozására: • Műholdakra szerelt szintetikus appretúra radar (SAR) •néhány méteres pontosságú digitális terepmodell (pl.:SRTM) •néhány mm/év tartományban a felszíni deformációk detektálása (Radarinterferometria - InSAR) • Földi radar (Ground-based SAR, GPRI) •mm alatti deformációk közel-valós idejű detektálása • LIDAR, Lézerszkenner •cm pontosságú terepmodell légi vagy földi felméréssel • Műholdas és légi optikai felvételek •dm pontosságú terepmodell •földtan, geomorfológiai jellegek meghatározása •felszínborítottság, beépítettség, stb.
Hazai és nemzetközi példák az alkalmazhatóságra • Terrafirma (ESA GMES Project – FÖMI-ALTAMIRA-MFGI) •Európai nagyvárosok PSI mozgásvizsgálata ERS-1/2 és ENVISAT műholdak SAR képei alapján
•PanGeo (EU-GMES Project – ALTAMIRA-MFGI) •27×2 város PSI méréseinek komplex földtani validálása • DORIS (EU-FP7 Project – CNR-UNIFI-ASI-DPC-TRE-ALTAMIRA-GAMMA-IGME-BOOZ-MFGI-FoEN-PGI-TeRN) •komplex módszerek a felszínmozgások (földcsuszamlások, sziklaomlások, bányabeszakadások, stb.) detektálására, térképezésére, megfigyelésére és előrejelzésére • Ajkai vörösiszap-tározó mozgásvizsgálata ERS-ENVISAT felvételek alapján (FÖMI-GAMMA - dr. Grenerczy Gy. - U. Wegmüller)
•DLR Project (GAMMA-FÖMI-MFGI) •TerraSAR-X felvételek feldolgozása és értelmezése Budapest területére
TERRAFIR MA
Budapest, Kőbánya: 40 km2-es terület függőleges elmozdulásának mértéke 10 éves időintervallumra (1995-2005) [ENVISAT és ERS műholdak észlelése alapján]
„Kőbánya”: mészkőbányászat a XIX. század végéig, agyagbányászat 1992-ig, jelentős ipari terület a XIX. század közepétől, sörgyártás (jó minőségű víz), (a XIX. század végéig sertéstelepek, szőlőművelés is) Orion Globus Richter Dreher Drasche… A IX. kerület B22 kataszteri számú kút dokumentuma
„Ezek a víztartók bár bővizűek, de nem kimeríthetetlenek s ma már túlzott mértékben vannak igénybe véve, az erős, számos helyen való vízmerítés következtében. Azon az aránylag rövid vonalon, melyet É-on a MÁV. delta s D-en a Keramikai-gyár kútjai határolnak, ma már nem kevesebb, mint 22 kúttal van megcsapolva! Hogy pedig ezek a víztartók a megengedett mértéken túl vannak igénybe véve, mi sem bizonyítja jobban, mint az a tapasztalati tény, hogy a fúrottkutakban a víz tükre abban az arányban, a mint számuk növekedett, sülyedt, a felszín alatt mindinkább mélyebb helyre esett, a mi különösen a régibb kutaknál tetemes.”
Rengeteg kutat fúrnak a területen → nagy mennyiségű vízkivétel → és vízszintsüllyedés
(Halaváts Gyula: A neogén korú üledékek Budapest környékén. A Magyar Királyi Földtani Intézet Évkönyve XVII. kötet, 1910)
PSInSAR adatok ellenőrzése GPS-szel és teodolittal végzett szélső pontosságú szintezéssel a területre eső két vonalon (FÖMI - Grenerczy Gyula, 2008): • 1955-1982 között a terület süllyedt • 1982-től a terület folyamatosan emelkedik • A felszínen mért emelkedés sebessége hasonló a műholdról mérthez • A legnagyobb sebességű területen keresztülívelő vonalon az 1982-2008 közötti emelkedés nagyobb, mint az 1955-től mért süllyedés
Az ok keresése Földtan: a medenceszerűen mélybe süllyedt triász aljzaton jelentős vastagságú miocén és pleisztocén üledék (kavics, homok, iszap, agyag, márga, mészkő és ezek keverékei - egykori Duna árterületek), a hajdani bányagödrökben sok mesterséges feltöltés. A fúrások rétegsorai nem rajzolnak ki földtani különbséget az emelkedő terület és környezete között.
Relative motion between 1995 - 2005 (mm)
Schematic geological profile and relative motion (PSInSAR) between 1995 - 2005
80
60
40
20
0
-20
B-38
SW 0Kvassay
B-35 Húsipar
B-88 Népliget
B-63 Ganz-Mávag
C-3 Budapest
B-4 Csömör
NE
400
depth (m)
800
1200
1600
0
2000
4000
6000
8000
10000
Geological profile
Holocene + Pannonian
Eocene
Reflection seismic profile
Miocene
Triassic
Relative motion profile
Oligocene
?
Uplifting area Wells on the profile
12000
14000
distance (m)
Legend
Surface of the basement (refraction seismic survey) Screen
A nehézségi gyorsulás változásait mutató Bougueranomália térképen is kirajzolódik a süllyedék
Vízföldtan, jellemző felszín alatti víztípusok: • talajvíz az alluviális rétegekben • rétegvíz a miocén-pannon összlet homokrétegeiben • karsztvíz a miocén mészkőben A kőbányai karszt kapcsolatban áll a Dorogi-medence karsztjával. Az ipari méretű víztermelés leállását követő vízvisszatöltődés okozhatja a felszín emelkedését. Mérhető vízszint emelkedés a területen? Sok kútnak nincs már karbantartója, tulajdonosa, aki információval szolgálhatna. Groundwater level change between 1980 - 2008 Kvassay B-38 6.0 PSInSAR observation
Groundwater level change between 1981 - 2008 Húsipar B-35 4.0 -10
3.0
0.0 1980
Groundwater level below surface (m)
1.0
A Richter gyár talajvízszint figyelő kútjainak adatsora 1999-2010
PSInSAR observation
-12
2.0
Groundwater level change between 1980 - 2004 Ganz-Mávag B-63 -14
-20 PSInSAR observation
-16
1985 -18
Groundwater level below surface (m)
Groundwater level above surface (m)
5.0
1990
1995
2000
2005
Year
-21
-20
-22 1980
-22
1985
1990
1995
2000
2005
Year
-23 1980
1985
1990
1995 Year
2000
2005
A mélyebben szűrőzött kutak vízszintje konstans emelkedést mutat. A Gergely utcai hulladéklerakó talajvíz és rétegvíz-talajvízszint figyelő kútjainak adatsora 2006-2009
Agyagvastagság? Nem látszik összefüggés a kutak rétegsorainak agyagtartalma és az emelkedés között.
Tektonika? A sebességek itt jóval kisebbek.
Vízvisszatöltődés (?) 1932-1935 közötti geodéziai méréssorozat mutatja ki a Kőbányaimedencére ható erőket (Bendefy , 1952)
PANGE O
• 27 ország földtani szolgálata • 27×2 város PSI méréseinek komplex földtani validálása • Magyarországon Budapest és Miskolc http://www.pangeoproject.eu
PanGeoBudapest
PSI éves sebességadatok az értékelési területen (kék). Piros Budapest közigazgatási határ ERS 02/11/1995 to 16/09/2005) ENVISAT 01/11/2002 to 30/12/2005)
Először hasonló jellegű és mértékű sebességadatokat lehatároló poligonokat alkottunk, ezeket tipizáltunk, majd földtani, tektonikai, mérnökgeológiai, vízföldtani, geofizikai, egyéb felszínmozgás mérések, lejtőkategorizálás, DTM értékelés, stb. alapján leírtuk őket, végül a felszínmozgás lehetséges okait adott megbízhatósággal meghatároztuk.
DORIS Dunaújváros-Táborállás-Rácalmás-Kulcs 18°56'0"E
18°56'30"E
b)
ERS 1992.11.24-2000.12.01
ENVISAT 2002.11.01-2010.09.10.
46°59'30"N
a) Vöröspart Hullám utca
Kulcs
PS Avg Vel. Interpolated Vel. (mm/yr) (mm/yr) (VSLOPE) (VSLOPE)
Hajóállomás
XX X X
-190 - -50
Du na
-50 - -20
X
-20 - -10
X
47°2'0"N
-10 - -5
X X X XX
XX
XX X
X X X X
X X
% % % %
-2 - 0 Events after the observation period
Rácalmás
c)
%% XX % % % X % % X %% % X XX % X X % % % X % XX X X %% X X % X X %% X X %% % X X %% X % % %
X
-5 - -2
% % % % % %
% % %%% %
18°56'0"E 46°59'30"N
18°54'0"E
%
%% %
%
% %
47°0'0"N
Event Dates < 1925 1925 - 1928 1928 - 1938
ALOS 2007.06.11-2010.06.19.
1958 - 1978
#
1978 - 1992
46°59'30"N
1992 - 2002 2002 - 2007
46°58'0"N
2007 - 2010 2010 - 2012 2012 - 2014
1
km 4
2
# ## #
±
f) map
# # # ## #
# #### # X X
X X X X XX
# #
" "" "
# #
# #
##
""
"" ""
" """ " """ " " "" "" " "" "" " "" " " "" "" "" """ " " " """ "" "" " "" "" """"" " " " "" "" " " " " " """ "" " "
X X
""
" "" ""
""
"
""" "" "" " " "" " """ "" " " " """"
" " """" " "
" " ""
" " "" "
"" "
"
"
"
" "" "" " " " " " ""
"" ""
""" " " """"
0
"
"
"" ""
" """"
" ""
""
" "
""
"
"" 250
" " "" "
"" " ""
" " "" " " " """ "" "" "" " " " "" " " " ""
m 500 " ""
Analysis with C-, L- and X-band satellite InSAR data Dunaújváros - Táborállás
TerraSAR-X 2011.05.14-2012.05.22
"
PS Avg Vel. Interpolated Vel. (mm/yr) (mm/yr) (VSLOPE) (VSLOPE)
"" "" "" " " " " """" "" " ""
"
""
" "" ""
"" " "" "" " "" " " "" " "" " """"" "" " " " "" "" "" "" """"" " " " "" "" " "" " " """ "" "
" " "" ""
"
""" "" "" " " "" " " "" "" " " " """"
" " """" " "
"
"
"
" """" " " " " " ""
"
"" ""
""" "
"" "
""" " "
" " "
" ""
"
""""
""
" " """" ""
"
""
0
"" ""
X X" "
""
XX X
" " "" "" "" "" " " "" "" " ""
""" ""
""
"" " " "" " " "" " " "" "" """"" " " " "" " ""
"
"" """"
"
" """" "" "" "
"" " "" " " " "" "" "
125
" "" " "" " 250 """""
"""""
""
X
"""" """"
X X " """" "X X "X"" " "
-50 - -20
" """" ""
" X"X "" "
-20 - -10
""""X " "" X X XX
XX
-10 - -5
"" "
"" "" " " " "" "" """" " " " m "" 500 " """ " " " " "" " ""
"
-5 - -2
"" " ""
X X
"
-2 - 0 Events after the observation period
X
" "" ""
*#
-190 - -50
46°59'30"N
""
ALO-01
" " " " "
"
" "
" "
"
"
"
"
" "
" "
"
""
"
g)
Dunaújváros - Táborállás 2010.10.14 Pre-Event
0
-100
"
"
)
"
"
ERS-01 ENV-01 ALO-01 TSX-01 Events
-50
D isp lacem en t (m m )
46°59'30"N
e)
" "" "" ""
"
""""
f)
""
"
%
-200
% # "
-300
TSX-01
-350
"
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
ENV-01
TSX-01
"
-150
-250
,%
ERS PS ENVISAT PS ALOS PS TerraSAR-X PS
"
%"
Selected PS for Graph
"
Date
0
m 80
"
"
(
""
X
Dunaújváros-Táborállás-Rácalmás-Kulcs
"
X X X """ "X "" X ""X"
ERS-01
""
" """" "" """ " "
""""
XX
"" "
X X
" "" " ""X " X X XX
XX
"" " ""
XX X
" """ "" " """ " " """ "" " " "" " " "
" "" ""
"""""" ""
" " " "" " " " "" 125 " " "
""""
X X" "
""
"" " " "" " "" " " """ "" """"" " " "" "" ""
""
"" """"
""
" " """" ""
#
#
"
" " "
" "
""
#
"" "" "" " """""" " " " "" "" """" " "" " "" "" " """"" "" "" "" "
"" ""
"" "" """
""
X
# #
#
"
"
X X X X X
XX
XX X
" """ " " "" " "" " """"""""" """" "" "" "" "" "" "" " "" " " " "" "
TerraSAR-X 2011.05.14-2012.05.22
d)
# ## #
XX
#
#
#
b) - e) maps
0
## # ##
#
Dunaújváros
Selected Areas
#
#
46°59'30"N
Táborállás
1938 - 1958
e)
FÉNY-TÉR-KÉP 2013. szeptember 19-20.
Dunaújváros-Táborállás-Rácalmás-Kulcs AERIAL SURVEY (25.04.2013): ----------------------------------------LIDAR DEM (1m) OPTICAL IMAGE (60 Mpix) Digital 3D stereoscopy at CNRIRPI
Dunaszekcső
Dunaszekcső
Mean Radar Aplitude (MA) and Interferogram coherence (06/12/201228/12/2012, baseline: 74m)
Dunaszekcső
Dunaszekcső
Dunaszekcső
GPRI Gamma Portable Radar Interferometer Adatgyűjtés Dunaszekcsőn: 2013. Március 1-2 (DORIS Workshop Budapest)
Dunaszekcső
Murcia city: subsidenceduetogroundwaterextraction (IGME – G. Herrera) 1999
Ers & Envisat 2004-2008 Pixel: full resolution 1297 building blocks (19%) 2 PS/b.block
TerraSAR-X 2008-2010 3333 building blocks (43%) 15 PS/b.block
2009
Murcia city: subsidenceduetogroundwaterextraction (IGME – G. Herrera) Envisat 2008-2010 Pixel: 60 m x 60 m
TerraSAR-X 2008-10 Pixel: 6 m x 6 m
VÖRÖSISZ AP
Az Envisat méréseinek geometriai vázlata. A műhold a radarjeleket visszaverő tárgyak (itt például a gát, középen) eltérő időpontok között (T1 és T2) bekövetkezett látóirányú (LOS) elmozdulását tudja megmérni.
(Ábrák: FÖMI KGO – GAMMA Remote Sensing / Grenerczy Gy., U. Wegmüller; a bal felső képet készítette az Interspect Kft., a Greenpeace támogatásával)
DLR PROJECT
FÖMI: Dunaújváros, finomító
MFGI: Érd, partfal-mozgások
Érd környezete – előzetes eredmények Processed by: Analysis: Date: Number of Images: Number of Points:
Tazio Stozzi (GAMMA) IPTA (Interferometric Point Target Analysis) 2008.10.24 - 2012.07.08 107 284515
További tervek, lehetőségek: • ESA tagság adta pályázati lehetőségek
•Archív ERS&ENVISAT felvételek országos feldolgozása és értelmezése együttműködésben (MFGI-MBFH-FÖMI SGO – GGKI) •Sentinel-1 adatok nemsokára elérhetőek (C-sáv, 6 napos visszatérés)
Sentinel-1 launch
Sentinel-1 selfie
Sentinel-1 first SAR image: Brussels
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
