Integração de técnicas A-DInSAR na detecção de movimentos superficiais em minas a céu aberto na região Amazônica com dados TerraSAR-X

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Guilherme Gregório Silva
• Orientador(a): Waldir Renato Paradella, José Claudio Mura
• Banca de defesa: Lênio Soares Galvão, Cleber Gonzales de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: In Brazil, mineral production yielded about US$ 40 billion in 2014. Instability in the mining areas is routine and may cause collapses in the areas in open pit mining. The prior detection of surface movements directly serves the planning and prevention of risks in these locations. The evolution of the differential interferometry techniques and the growth of the orbital SAR sensors, allowed interferometric applications of the most different possible around the world. The interferometric phase is the essence of the InSAR technique, where phase difference is the fundamental measurement of this. In order to determine the phase related to the deformation of each pixel, several components of the total phase, such as the topographic phase, the phase contribution related to the delay in the atmosphere and the noise related phase contribution of the system. The main present limitation of the technique of differential interferometric processing of Persistent Scatterers (PS), using the IPTA technique, is the removal of the phase related to the atmosphere, as the distance from the reference point, this component of phase tends to increase, making the phase unwrapping process more difficult. In this work, a combination of two processing techniques was performed to minimize the previously mentioned problem, i.e. first performing an initial processing, in a more degraded spatial resolution, with the DInSAR Time-Series (DTS) technique. The results of this first technique, referring to the superficial displacement and the error of the elevation model, were used as previous information for the execution of the PSI technique, which works on the full resolution of SAR images. With this combination of techniques, it was possible to map the entire Serra Norte - Carajás / PA Mining Complex, with an extension that covers the N4 and N5 mines integrally, using TerraSAR-X images. The results obtained after the tests showed good agreement of the PSI technique with the information of field measurements in the region, but with greater space coverage in the test area in the detection of deformations. With this, it was possible to generate a map of deformation of the persistent scatterer points (PS) of the entire area covered by the DTS technique, with millimetric precision.. The results were validated through the use of topographic field measurements, using total station and prisms, showing a good agreement between the two medodology.It was also observed that the remote results showed good agreement with the available information related to the geomechanical classes. Concluding, the results obtained showed that the combination of techniques presented better results when compared to the techniques applied independently.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/03.16.18.37

No Brasil a produção mineral rendeu cerca de US$ 40 bilhões em 2014. Instabilidades nas áreas de mineração são rotineiras, podendo causar colapsos nas áreas em operação de minas a céu aberto. A detecção prévia de movimentações superficiais serve diretamente ao planejamento e prevenção de riscos nessas localidades. A evolução das técnicas de interferometria diferencial concomitantes ao crescimento da gama de sensores orbitais SAR disponíveis, possibilitaram aplicações interferométricas das mais distintas possíveis pelo mundo todo, contribuindo no desenvolvimento econômico e social de diversas localidades. A fase interferométrica é a essência da técnica InSAR, tendo na diferença de fase a medida fundamental desta. Para a determinação da fase relacionada com a deformação de cada pixel, devem ser removidos vários componentes da fase total, tais como a componente de fase topográfica, a contribuição de fase relacionada com o atraso na atmosfera e a contribuição de fase relacionada com o ruído do sistema. A principal limitação presente da técnica de processamento interferométrico diferencial de espalhadores persistentes (PSI), utilizando a metodologia IPTA (software Gamma RS), é a remoção da fase relacionada à atmosfera, pois a medida que se afasta do ponto de referência esta componente de fase tende a aumentar, tornando mais difícil o processo de desdobramento de fase. Neste trabalho, realizou-se uma combinação de duas técnicas de processamento para minimizar o problema mencionado anteriormente, ou seja, primeiro realizar um processamento inicial, em uma resolução espacial mais degradada, com a técnica DInSAR Time-Series (DTS). Os resultados desta primeira técnica, referentes ao deslocamento superficial e ao erro do modelo de elevação, são utilizados como informação prévia para a execução da técnica PSI, que trabalha na resolução plena das imagens SAR. Com a combinação destas técnicas, foi possível mapear todo o Complexo Minerador da Serra Norte - Carajás/PA, com uma extensão que cobre as minas N4 e N5 integralmente, utilizando imagens TerraSAR-X. Os resultados obtidos após os testes mostraram boa concordância da técnica PSI com as informações de medidas de campo na região, mas com maior cobertura espacial na área teste para detecção de deformações. Com isso, foi possível gerar um mapa de deformação dos pontos de retorno persistente (PS) de toda a área coberta pela técnica DTS, com precisão milimétrica. Os resultados foram validados através do uso de medidas topográficas de campo, utilizando estação total/prismas, mostrando um boa concordância entre eles. Também conclui-se que os resultados remotos apresentaram boa concordância com as informações disponíveis relacionadas às classes geomecânicas. Verificou-se que os resultados obtidos mostraram que a combinação das técnicas aplicadas no estudo, apresentou melhores resultados quando comparadas as técnicas aplicadas independentemente.