基於衛星的歷史雷達成像數據 可推測大橋的形變垮塌


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研究配圖(來自:Remote Sensing,via New Atlas

格林威治標準時間 2018 年 8 月 14 日 09:36,位於意大利熱那亞 Sampierdarena 和 Cornigliano 之間的莫蘭迪大橋,其 690 英尺(210 米)區域出現了倒塌。

事故導致大約 35 輛汽車和 3 輛卡車墜​​入 Polcevera 河,並造成了 43 人的死亡。

至於橋樑垮塌的原因,目前尚不完全清楚。但從事後的回顧來看,有四根拉鎖出現了崩潰性的腐蝕失效,這可能是雷擊導致的。

儘管總是出乎人們的意料,但歐洲其實曝出過多起涉及基礎設施的醜聞。然而新的研究表明 —— 如果可以事先見到大橋的崩潰跡象,如此慘烈的事故,本是可以避免的。

巴斯大學建築與土木工程系講師 Giorgia Giardina 指出:此前已經有報導提及這座橋樑的狀態,但藉助衛星圖像信息,我們首次回顧了橋樑倒塌前出現的形變。

我們已經證明,結合不同的衛星數據和數學模型,是可以檢測到崩塌或形變的早期跡象的。

團隊表示,新技術使得工程師們可以研究整個橋樑,而不是來自傳感器的本地化數據。此外,這項技術可以實時工作。

噴氣動力實驗室的 Pietro Milillo 稱,新技術標誌著傳統方法的改進,因其使得科學家能夠以前所未有的頻率和準確度來衡量整個基礎設施的表面形變。

新開發的技術,有益於監測橋樑和其它基礎設施的健康。之所以此前無法預測這種特殊的垮塌,是由於當時可用的標準評估技術的缺陷。

但是展望未來,我們可以將新舊技術相結合,並享受到它們帶來的更多益處。

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歷史數據,動圖推演。 (來自:University of Bath

據悉,新技術依賴於衛星技術的最新進展,包括意大利航天局的 COSMO-SkyMed 衛星集群、以及歐洲宇航局(ESA)的 Sentinel-1a 和 1b 衛星。

在匯集了合成孔徑雷達(SAR)數據後,我們可以藉助不同角度的雷達波束,對目標進行 3D 建模。

舊技術只能達到厘米級的精度,但新技術可以達到毫米級,細節上幾乎可與超高清電視相媲美。

Giardina 表示:“顯然,這項技術可在大型、連續的基礎設施結構上得到應用”。

與傳統監測方案相比,新技術不僅覆蓋範圍更加廣泛、成本也更加低廉。通常人們需要在設施內特定地點安裝傳感器,但新方法可以同時對多點展開監測。

除了地上結構,衛星監​​測方案還可通過測量地表建築的形變,對地下工程展開監測。據悉,研究人員已考慮將之用於英國公路和鐵路網絡的監測。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《遙感》(Remote Sensing)期刊上。原標題為:

《Pre-Collapse Space Geodetic Observations of Critical Infrastructure: The Morandi Bridge, Genoa, Italy》

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