利用雷达数据预测冰崩
案例研究
作者:洛伦兹迈耶
在全球范围内，自然灾害及其相关损害的风险正在上升。广泛的保护结构是昂贵的，并可能不能防止损害本身。空间规划和预防措施已成为成功保护公民和资产的最重要的行动。对特定的危害过程进行长期监测，可以及早发现迫在眉睫的危险，或不断改变危害情况。如果正确地设置和使用警告和警报系统，事件造成的潜在损害可以显著地减少。
瑞士科技公司Geopraevent是这一领域的专家。Geopraevent为各种自然灾害开发、安装和运行定制的警报和监测系统，如雪崩(雪和冰)，岩崩，泥石流或洪水。应用的技术包括不同类型的雷达，例如由意大利领先的探地雷达供应商提供的干涉雷达和干涉技术解决方案IDS geoadar。Geopraevent目前在全球运行60多个系统，其中许多是在高山环境中。最近，他们中的一个清楚地证明了这种能力预测即将发生的事件并及早作出反应:位于瑞士瓦利斯地区Saas Grund村上方的Weissmies上的Trift冰川的破裂．
在阿尔卑斯环境中进行具有挑战性的监测任务
著名的弗莱彻霍恩峰(3993米)、Lagginhorn峰(4010米)和Weissmies峰(4017米)将萨斯山谷与瑞士南部的Simplon山谷分开。从位于沃利斯州Hohsaas的缆车站很容易到达，维斯米斯峰是该地区最常被攀登的山峰之一。
2014年夏天，位于韦斯米斯西北面的特里夫特冰川(Trift Glacier)显示出雪崩活动增加。悬挂着的冰川以前是由下面的冰支撑的，由于冰川的质量损失在陡峭的地区占主导地位，它已经不稳定了。沃利斯州当局联系了Geopraevent，要求监测冰川运动，以便在可能出现的冰崩导致大规模冰雪雪崩的情况下及早采取行动。Geopraevent的专业工程师立即访问了测量现场，并向当地决策者和主管部门提供了相关信息冰川速度数据在安装当天的晚上。
干涉雷达数据集成到岩土工程分析中，为专家判断情况提供了所需的详细信息。干涉雷达是一种不受能见度和天气条件影响的多尺度位移短期或长期监测的可靠技术。该雷达以高精度测量空间分辨率的变形率。IDS地理雷达IBIS调频雷达系统是否提供尽管在高海拔地区需要大气校正，但位移的实时数据可靠、准确．此外，在这个位置安装了一台高清摄像机，如果天气不是问题，这是一个很好的自动长期变形分析选择。
关键滑坡和冰崩的安全监测
尽管冰川上方的湍流大气有时会妨碍测量，但到目前为止，每天都能获得可靠的测量结果。为了解释高变化的高山条件，Geopraevent增加了一个额外的处理步骤，在通过其向客户提供数据之前验证数据的可信性在线数据门户．这为VAW/ETH教授的Martin Funk集团和当地的geoformer GmbH的工程师提供了足够的数据解释普遍存在的危险在悬冰川下面的区域。
“经过近三年的连续雷达监测，统计数据显示，雷达在95%的天数中提供了可行的变形数据。雷达测量只是在大雪期间由于雨雪引起的地面变化而暂时失败，”Geopraevent的物理学家和项目负责人Richard Steinacher说。
与冰川的其他部分每天移动约10厘米相比，不稳定部分最初移动的速度明显更快，约为每天25厘米。在2014年至2017年期间，通常会提前几天从雷达数据中预测出数十起小型且无害的冰崩。
通过预测不可避免的事情来拯救生命
经过2.5年的成功运行，干涉雷达于2017年初被高分辨率摄像机取代，用于视觉变形分析。这台相机在能见度允许的情况下，可以每天跟踪冰川的运动，拍摄出非常棒的结果。摄像机分析显示，从8月20日左右开始，冰川出现了明显的加速th．9月初，很明显，冰川很快就会崩塌。
为了在夜间和恶劣天气提供速度数据，Geopraevent于9月7日重新安装了干涉雷达th．速度在每天80厘米左右，并在9月9日星期六加速到每天2米以上th．那天的初步预测表明，冰的体积高达40万米3.会在9月10日星期天清晨失败吗th．因此，220名居民萨斯Grund的部分濒危村庄被疏散．大多数不稳定的正如预测的那样，冰量崩溃了，大约在周日早上6点。幸运的是，雷达干涉图显示，冰在十分钟内就分离成几个小部分。没有造成任何破坏，到上午8点，所有居民都可以返回自己的家园。
实时安全监控，长期规划
IDS地质雷达IBIS-FM系统从空间或时间角度收集关于斜坡行为的定量信息。它为即将发生的故障提供了可靠的实时早期检测警报，以及在很长一段时间内精确的地理参考输出，使用户能够将雷达数据整合到边坡破坏机制的岩土工程分析中．
“IBIS-FM雷达可以实时准确监测多个尺度的位移，从早期探测到与斜坡坍塌相关的缓慢运动到快速加速。可达4500米的操作范围，使系统能够安全地部署在容易到达的区域，而不会将人员和设备暴露在危险区域。”IDS GEO雷达GEO业务部门经理Paolo Papeschi说。“多亏了市场上最先进的自动算法，IBIS-FM在所有天气条件下提供可靠和准确的数据。监测专家可以更快地应对斜坡灾害，确保操作人员和公众的安全。”
2017年8月发生大规模山体滑坡后，Geopraevent还在瑞士Graubunden州的berell地区的Bondo上空安装了一个IDS地质雷达系统。该雷达安装于2017年9月3日，永久监测Pizzo Cengalo在所有天气条件下检测毫米运动．雷达可以早期预测新的岩崩并采取适当措施;2017年9月15日的岩石坠落事件被提前一天预测。
