Het bewaken van vervorming van bruggen met Sentinel-1
Het monitoren van grote constructies zoals bruggen gebeurt meestal door eens in de zoveel jaar waterpassing uit te voeren. De resultaten zijn zeer nauwkeurig, maar het is een zeer dure aanpak waardoor het voor autoriteiten onbetaalbaar is om de frequentie van deze onderzoeken op te drijven. In het MOSCI-project hebben IMDC en VITO gekeken naar de haalbaarheid van het gebruik van InSAR. Deze teledetectietechnologie maakt gebruik van gratis beschikbare Sentinel-1-gegevens zodat er honderden bruggen tegelijkertijd bewaakt kunnen worden, en dit tegen aanzienlijk lagere kosten en met een veel hogere frequentie.
Bruginspectie in Vlaanderen
Vlaanderen telt meer dan 3500 bruggen. Het beoordelen van de structurele gezondheid van deze bruggen is een hele uitdaging voor de overheid. De bruggen worden om de 3, 4 of 5 jaar visueel geïnspecteerd op basis van de locatie, leeftijd, belasting, constructie,… van de brug. Landmeters gebruiken waterpassing om de hoogte van punten op de brug ten opzichte van een datum (een stabiel punt in de omgeving) vast te stellen. Deze methodiek is zeer nauwkeurig en hierdoor kan de exacte locatie van mogelijke verzakkingen/dalingen vastgesteld worden. Het is echter ook een erg duur, tijdrovend, arbeidsintensief proces dat ook bovendien de nodige veiligheidsmaatregelen vereist. Door gebruik te maken van Interferometrische Synthetic Aperture RADAR (InSAR-)technieken, kunnen we de monitoringinspanningen van door de mens gemaakte constructies zoals bruggen in de loop van de tijd ondersteunen en tijdreeksen van bodemdaling creëren.
Tijdsreeksen van bodemdaling met behulp van InSAR-technologie
InSAR-technologie
MoSCI (Monitoring from Space for Critical Infrastructures) is een gezamenlijk project van IMDC en VITO dat resulteert in een reeks webgebaseerde abonnementsdiensten met de capaciteit om satelliet- en luchtobservatiedatasets (dwz drones, LIDAR) over een breed scala aan ruimtelijke en temporele resolutie, op te slaan en te verwerken. Binnen dit door ESA gefinancierde project demonstreerden ze de InSAR-technologie voor het monitoren van verschillende bruggen in Vlaanderen als een van de kritieke infrastructuren.
Wanneer een satelliet door dezelfde positie in zijn baan gaat (bijna 700 km boven de aarde), kunnen InSAR-algoritmen veranderingen in hoogte op de grond tot op millimeterschaal meten. Via InSAR wordt een deel van het signaal dat vervorming in de tijd vertegenwoordigt, berekend, terwijl andere delen, zoals atmosferische effecten, worden verwijderd. In deze studie werden Sentinel-1-data (Single Look Complex) over België en een gratis virtuele machine gebruikt om de InSAR-verwerkingsketen op te zetten. De data, alsook de virtuele machine zijn beschikbaar op het Terrascope-platform. In het MOSCI project paste men de Persistent Scatterer Interferometry (PSI) methode toe met 6-dagelijkse Sentinel-1-beelden van 2016 tot 2021.
De voordelen van het gebruik van InSAR
- Ondersteuning van monitoringsinspanningen van artificiële constructies zoals gebouwen
- Monitoring van vervorming van kritieke infrastructuren zoals bruggen, wegen, dijken en dammen.
- Ondersteunen van overheden, infrastructuurverantwoordelijken, beleidsmakers,…
- Het tegelijkertijd bewaken van meerdere infrastructuren binnen dezelfde strook beeldmateriaal (250 km breed) .
- Weersonafhankelijke monitoring, ongeacht bewolking mist of duisternis.
- Verminderen van onderzoekstijd en kosten.
InSAR-monitoring kan helpen om een alarmsysteem op te bouwen dat automatisch bruggen met mogelijke defecten, problemen of hoge vervormingssnelheid signaleert.
Producten en Diensten
Sentinel-1
Het MOSCI-project gebruikte Sentinel-1 data (SLCs) met interferometrische mogelijkheden om vervormingskaarten over bruggen te maken.
Virtual Machines
De virtuele Terrascope cloud machines hebben alle satellietgegevens lokaal beschikbaar voor verwerking en analyse.
Aanwijzingskaart
Gebruikers kunnen tijdreeksen en snelheden van deformatie krijgen op een schaal van mm/jaar die kunnen worden gebruikt als een indicatie van mogelijke structurele problemen op korte termijn.
