Monitoring mostů, přehrad nebo skalních masivů může předejít katastrofě

10. 03. 2017

Sledováním rizikových objektů a lokalit lze předcházet následkům živelných a přírodních pohrom. Projekt týmu pracovníků Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR pod vedením Milana Talicha získal v prosinci 2016 Cenu Inovace roku 2016. Na projektu Expertní systém monitoringu deformací rizikových objektů a lokalit spolupracovala i firma Geodézie Ledeč nad Sázavou s.r.o. Jedná se vůbec o první expertní systém tohoto druhu v České republice i ve světě. Jeho hlavní součástí jsou navíc i webové aplikace pro analýzu deformací, umožňující vizualizovat výsledky analýzy formou 2D a 3D modelů.

Pozemní radarová interferometrie (InSAR) hraje stále vzrůstající roli při určování deformací důležitých a rizikových stavebních objektů, přírodních útvarů a lokalit jako jsou např. dálniční, silniční a železniční mosty, výškové stavby včetně vysílačů, větrných elektráren, komínů a věžových vodojemů, dále pak opěrné stěny svahů a zářezů, přehradní hráze, skalní masivy, svahy ohrožené sesuvy, erozní oblasti apod. Uvedené rizikové objekty a lokality mohou být narušeny přírodními živelnými událostmi, jako jsou přívalové deště, povodně, vichřice, eroze, seismická aktivita nebo neopatrnou činností člověka při přetížení vozidel u mostů, havárií či důlní činností a způsobit tak značné materiální škody nebo ohrozit zdraví a životy lidí.

Radarová interferometrie umožňuje sledovat objekt v reálném čase jako celek. Je možno sledovat jak krátkodobé deformace způsobené třeba dopravou, tak i dlouhodobé pohyby. Přitom je možné objekt sledovat prakticky nepřetržitě i v řádu měsíců a vyhodnotit deformace s přesností až jedné desetiny milimetru.

Pozemní radarová interferometrie je mnohem efektivnější než tradiční geodetické nebo fotogrammetrické měření. Tato technologie je založena na interferenci radarových signálů a již téměř dvě desetiletí je hojně využívána v dálkovém průzkumu Země. Před několika lety se ale v Evropě objevily první komerčně dostupné aparatury pro pozemní interferometrii, a to spolu s rozvojem výpočetní techniky způsobilo značný nárůst zájmu o tuto technologii. Stále častěji je radarová interferometrie využívána pro měření stability a deformací různých objektů od dopravních a průmyslových staveb jako mosty a přehrady až po historické památky. V zahraničí se touto problematikou zabývají firmy nebo výzkumné týmy např. v Polsku, Itálii, Švýcarsku a Německu.

Analýza deformací rizikových objektů a lokalit slouží jako podklad pro rozhodování zodpovědných autorit, kterou může být krizový štáb ohrožené oblasti, vlastník podmáčeného či poddolovaného pozemku, investor či uživatel narušené stavby atd.

Expertní systém nových technologií je doprovázen ověřením v praxi včetně podrobných návodů jak provádět vlastní měření i jejich zpracování a vyhodnocení. Obsahuje i vzorové ukázky analýz využívajících reálná radarová data. Tím byla vytvořena kompletní technologická linka pro sběr, zpracování a prezentaci dat radarové interferometrie pomocí systémů IBIS-S a IBIS-L.

Výsledný expertní systém je veřejně přístupný na http://p-insar.cz/apps/

Další podrobnosti jsou uvedeny například v publikacích na http://p-insar.cz/?q=publikace

Ing. Milan Talich, Ph.D. je vedoucí vědecký pracovník Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR. Mezi jeho odborné zájmy patří geotechnologie, geoinformatika, znalostní a informační systémy, webové mapové služby a aplikace, analýzy deformací rizikových lokalit geodetickými metodamia a geodynamika. Jeho tým byl 9. prosince 2016 na ceremoniálním vyhlášení výsledků v prostorách Senátu Parlamentu České republiky oceněn hlavní cenou za projekt „Expertní systém monitoringu deformací rizikových objektů a lokalit“, který byl vytvořen ve spolupráci s firmou Geodézie Ledeč nad Sázavou s.r.o. Tato prestižní soutěž probíhá již od roku 1996 a je organizována Asociací inovačního podnikání České republiky.

Co Vás přimělo zabývat se touto technologií?

Mám-li upřímně odpovědět na otázku co mě a můj tým přimělo zabývat se touto technologií, musím jít trochu do minulosti. Pamatuji ještě doby, kdy jsme v tehdejším Československu měli Mezinárodní centrum pro recentní pohyby zemské kůry (ICRCM) pod vedením Ing. Pavla Vyskočila, DrSc., zřízené v rámci Mezinárodní asociace geodetů (IAG). Měl jsem to štěstí v tomto centru pracovat jako začínající výzkumník řadu let. Po jeho skončení v r. 1995 jsem se dál snažil v omezené míře sledovat problematiku určování deformací rizikových lokalit. Po čase mi bylo jasné, že mnou očekávaný nástup pozemní radarové interferometrie do praxe způsobí velké změny do budoucna, že se zde odkrývají zcela nové možnosti, dosud nevídané především z hlediska dosažené přesnosti a četnosti opakování měření. Také mi bylo jasné, že nechopí-li se urychleně nikdo této nové technologie a nezačne se jí v ČR věnovat, tak nám opět „ujede vlak“, nejen v jejím výzkumu, ale i v praxi zabývající se problematikou určování a sledování deformací rizikových objektů a lokalit. Mám za to, že tento národ si zaslouží více než být jen servisní ekonomikou a montovnou pro vyspělé evropské či asijské země. Stanovil jsem si tedy jako cíl vytvořit soubor technologií, které zpřístupníme efektivně on-line odborné české veřejnosti formou expertního systému a tím poskytneme českým firmám v tomto oboru technologický náskok oproti zahraničním. Snad se nám to i podařilo díky získání projektu č. FR-TI4/436 v programu TIP Ministerstva průmyslu a obchodu a spolupráci s Geodézií Ledeč s.r.o.

Jaký je potenciál pozemní radarové interferometrie do budoucna?

Na otázku jaký další potenciál vidíme do budoucna lze odpovědět dvojím způsobem. Potenciál této technologie je stále velký a stále je co na ní zkoumat a vytvářet nové technologické postupy pro její další využití. Jiná je ovšem realita českého prostředí ve výzkumu. Projekt, v jehož rámci jsme výzkum prováděli, skončil a nám nezbývá, než se pokoušet získat nové prostředky na jeho pokračování, což se zatím nedaří.

Připravil: Milan Talich (UTIA) a Odbor mediální komunikace KAV ČR
Video: Milan Talich
Foto: Pixabay

Monitoring mostů, přehrad nebo skalních masivů může předejít katastrofě

Přečtěte si také