基于卫星的历史雷达成像数据 可推测大桥的形变垮塌

据网易新闻报道:NASA 喷气动力实验室(JPL)和巴斯大学的研究人员,正在开发一种借助卫星雷达成像技术,来监测桥梁或其它大型基础设施安全性的新技术。在分析了莫兰迪大桥(Morandi Bridge)十五年来的图像之后,研究人员观察到了其在 2018 年崩塌之前出现的翘曲迹象。格林威治标准时间 2018 年 8 月 14 日 09:36,位于意大利热那亚 Sampierdarena 和 Cornigliano 之间的莫兰迪大桥,其 690 英尺(210 米)区域出现了倒塌。

事故导致大约 35 辆汽车和 3 辆卡车坠入 Polcevera 河,并造成了 43 人的死亡。至于桥梁垮塌的原因,目前尚不完全清楚。但从事后的回顾来看,有四根拉锁出现了崩溃性的腐蚀失效,这可能是雷击导致的。尽管总是出乎人们的意料,但欧洲其实曝出过多起涉及基础设施的丑闻。然而新的研究表明 —— 如果可以事先见到大桥的崩溃迹象,如此惨烈的事故,本是可以避免的。

巴斯大学建筑与土木工程系讲师 Giorgia Giardina 指出:此前已经有报道提及这座桥梁的状态,但借助卫星图像信息,我们首次回顾了桥梁倒塌前出现的形变。我们已经证明,结合不同的卫星数据和数学模型,是可以检测到崩塌或形变的早期迹象的。团队表示,新技术使得工程师们可以研究整个桥梁,而不是来自传感器的本地化数据。此外,这项技术可以实时工作。

喷气动力实验室的 Pietro Milillo 称,新技术标志着传统方法的改进,因其使得科学家能够以前所未有的频率和准确度来衡量整个基础设施的表面形变。新开发的技术,有益于监测桥梁和其它基础设施的健康。之所以此前无法预测这种特殊的垮塌,是由于当时可用的标准评估技术的缺陷。但是展望未来,我们可以将新旧技术相结合,并享受到它们带来的更多益处。

历史数据,动图推演

据悉,新技术依赖于卫星技术的最新进展,包括意大利航天局的 COSMO-SkyMed 卫星集群、以及欧洲宇航局(ESA)的 Sentinel-1a 和 1b 卫星。在汇集了合成孔径雷达(SAR)数据后,我们可以借助不同角度的雷达波束,对目标进行 3D 建模。旧技术只能达到厘米级的精度,但新技术可以达到毫米级,细节上几乎可与超高清电视相媲美。Giardina 表示:“显然,这项技术可在大型、连续的基础设施结构上得到应用”。

与传统监测方案相比,新技术不仅覆盖范围更加广泛、成本也更加低廉。通常人们需要在设施内特定地点安装传感器,但新方法可以同时对多点展开监测。除了地上结构,卫星监测方案还可通过测量地表建筑的形变,对地下工程展开监测。据悉,研究人员已考虑将之用于英国公路和铁路网络的监测。

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