用雷达数据预测冰崩

作者:洛伦兹迈耶

在全球范围内，自然灾害和相关破坏的风险正在上升。广泛的保护结构是昂贵的，并且可能不能防止损坏本身。空间规划和预防措施已成为成功保护民和资产的最重要行动。对特定危害过程的长期监测可以及早发现迫在眉睫的危险或持续改变危害情况。如果正确设置和使用，警报系统可以显著减少事件造成的潜在损害。

总部位于瑞士的Geopraevent技术公司是这一领域的专家。Geopraevent为各种自然灾害开发、安装和操作定制的警报和监测系统，如雪崩(冰雪)、岩崩、泥石流或洪水。应用的技术包括不同类型的雷达，例如由意大利探地雷达的领先供应商提供的干涉雷达和干涉技术解决方案IDS GeoRadar。地质风暴目前在全球运行着60多个系统，其中许多都在高山环境中。最近，其中一人清楚地展示了他的能力预测即将发生的事件并及早作出反应:位于瑞士沃利斯地区Saas地面村庄上方的维斯米斯的特里夫特冰川的崩塌．

在高山环境下具有挑战性的监测任务

著名的弗莱舍霍恩峰(3993米)、拉金霍恩峰(4010米)和维斯米峰(4017米)将萨斯谷和瑞士南部的辛普伦谷分开。从位于沃利斯州霍萨斯(Hohsaas)的缆车站可以很容易地到达威斯米峰，它是该地区最常被攀登的山峰之一。

2014年夏天，位于维斯米斯西北面的特里夫特冰川出现了更多的冰崩活动。悬着的冰川以前是由下面的冰支撑的，现在由于冰川质量在陡峭地区的主要损失而变得不稳定。沃利斯州当局联系了Geopraevent，要求监测冰川运动，以便在可能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，并向当地决策者和相关部门提供了数据冰川速度数据在安装那天的晚上。

将干涉雷达数据集成到岩土分析中，为判断情况的专家提供所需的详细信息。无论能见度和天气状况如何，干涉雷达都是一种可靠的多尺度位移短期或长期监测技术。该雷达测量的空间分辨率变形率具有很高的精度。IDS地形雷达IBIS调频雷达系统是否交付尽管在高海拔地区需要大气校正，但仍能获得可靠和准确的实时位移数据．此外，在这个地点安装了一个高清摄像机，证明如果天气不是问题，它是自动长期变形分析的一个很好的替代方案。

关键滑坡和冰崩安全监测

尽管冰川上方的湍流大气有时会妨碍测量，但迄今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环境，Geopraevent增加了一个额外的处理步骤，在将数据通过其提供给客户之前，先验证数据的合理性在线数据门户．这为VAW/ETH教授的Martin Funk小组和当地geoformer GmbH的工程师提供了足够的数据解释普遍存在的危险悬冰川下面的区域。

“经过近3年的连续雷达监测，统计数据显示，雷达在95%的日子里提供了可行的变形数据。只有在暴雪期间，由于雨雪造成的地表变化，雷达测量暂时失败。”地质风暴项目负责人、物理学家Richard Steinacher说。

与冰川的其他部分以每天大约10厘米的速度移动相比，不稳定部分最初的移动速度要高得多，约为每天25厘米。从2014年到2017年，雷达数据通常可以提前几天预测几十次小型、无害的冰雪崩。

通过预测不可避免的事情来拯救生命

经过2.5年的成功操作，2017年初，高分辨率相机取代了干涉雷达进行视觉变形分析。如果能见度允许，这台相机每天都能跟踪冰川的运动，效果很好。相机分析显示，从8月20日左右开始，冰川出现了明显的加速^th．9月初，很明显冰川很快就要崩塌了。

为了在夜间和恶劣天气中提供速度数据，Geopraevent在9月7日重新安装了干涉雷达^th．在9月9日周六，速度达到了每天80厘米，每天超过2米^th．当天的断裂预测显示，冰的体积高达40万米^3.会在9月10日星期天的清晨失败吗^th．因此，220个居民处于危险的萨斯·格伦德村庄部分被疏散．大多数不稳定的正如预测的那样，冰的体积崩塌了，大约周日早上6点。幸运的是，根据雷达干涉图显示，冰在十分钟内就脱落了几小块。没有发生破坏，到上午8点，所有居民都可以返回家园。

实时安全监控和长期规划

IDS geoadar 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。它提供了对即将发生的故障的实时可靠的早期检测警报，以及在很长一段时间内精确的地理参考输出，允许用户将雷达数据整合到边坡破坏机制的岩土分析中．

“IBIS-FM雷达实时准确监测多个尺度的位移，从早期的缓慢运动检测到与滑坡相关的快速加速。大的操作范围，高达4500米，允许安全部署系统在舒适的无障碍区域，而不暴露人员和设备的危险区域。”IDS geoadar GEO业务部门经理Paolo Papeschi说。“由于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，确保运营商和公众的安全。”

2017年8月，瑞士Graubunden州Bergell地区的Bondo地区发生大规模滑坡后，Geopraevent也在该地区安装了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探测所有天气条件下的毫米移动．雷达可以及早预测新的岩崩，并采取适当措施;2017年9月15日的一次岩崩事件提前一天就被预测到了。