शहर: कक्षा से अल्ट्रा सटीक मैपिंग

सैटेलाइट डेटा से स्थलाकृति में निकटतम मिलीमीटर में परिवर्तन का पता चलता है

उपग्रह टोमोग्राफी की मदद से, शोधकर्ता शहरों में निकटतम मिलीमीटर - यहाँ लास वेगास में विकृति और निर्वाह रिकॉर्ड कर सकते हैं। © टीयू म्यूनिख / डीएलआर
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बर्लिन, पेरिस या वाशिंगटन को एक चार-आयामी बिंदु बादल के रूप में: शोधकर्ताओं ने पृथ्वी पर बड़े शहरों को सटीक रूप से मापा है जैसा पहले कभी नहीं था। रडार उपग्रह टेरासर-एक्स की मदद से, उन्होंने निकटतम मिलीमीटर के लिए मेट्रोपोलिज़ की ऊंचाई प्रोफाइल को मैप किया - उन्हें सबसे कम बदलावों की पहचान करने में सक्षम किया, उदाहरण के लिए जमीन को कम करके। एक ही समय में उन्होंने उपग्रह डेटा के लिए एक नया रिकॉर्ड बनाया: उनकी मैपिंग प्रति वर्ग किलोमीटर तीन मिलियन माप अंक दर्ज करती है।

संयुक्त राष्ट्र के अनुमान के मुताबिक, महानगर पहले से ही विकसित हो रहे हैं: दुनिया की आधी से अधिक आबादी शहरों में रहती है, 2050 तक यह पहले से ही दो-तिहाई होगी। "यह विकास इमारतों और बुनियादी ढांचे की सुरक्षा पर उच्च मांग रखता है, " टीयू म्यूनिख के Xiaoxiang झू कहते हैं। क्योंकि जितने अधिक लोग बड़े शहरों में रहते हैं, उतना ही वे प्राकृतिक आपदाओं, तकनीकी दोषों से, बल्कि भूगर्भीय प्रक्रियाओं से भी संकटग्रस्त होते हैं।

ट्रैक पर कटौती

कई महानगरीय क्षेत्रों में, उदाहरण के लिए, भूजल के अत्यधिक हटाने से उपसतह का एक कारण बनता है - जो तटीय शहरों को बाढ़ के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकता है। लेकिन यहां तक ​​कि व्यक्तिगत इमारतें भी झुकाव या डूब सकती हैं, जैसा कि सैन फ्रांसिस्को में मिलेनियम टॉवर के मामले में है।

टेरासार-एक्स जैसे रडार उपग्रह नियमित रूप से कई शहरों की ऊंचाई प्रोफ़ाइल और उनके उपसतह को स्कैन करते हैं ताकि शुरुआती स्तर पर इस तरह के खतरों का पता लगाया जा सके। टेरासार-एक्स के रडार सिग्नल विशेष रूप से सतह पर संरचनाओं का सटीक रूप से पता लगा सकते हैं: 500 किलोमीटर की ऊंचाई से, यह प्रति वर्ष एक मिलीमीटर के भीतर इमारतों के आकार और ऊंचाई में परिवर्तन को पंजीकृत करता है। बर्लिन, लास वेगास, पेरिस और वाशिंगटन शहरों के लिए, शोधकर्ताओं ने पहले से ही उच्च परिशुद्धता 3 डी मॉडल की गणना की है।

रडार उपग्रह टेरासार-एक्स - अंतरिक्ष में जर्मनी की रडार आंख Ast ईडीएस एस्ट्रीम

कक्षा से "टोमोग्राफी"

उपग्रह प्रौद्योगिकी और कंप्यूटर एल्गोरिदम के एक चतुर संयोजन के लिए यह संभव है। इसका पहला योगदान उपग्रह की कक्षा द्वारा प्रदान किया जाता है: यह पृथ्वी के हर क्षेत्र में ग्यारह दिनों की दर से उड़ता है। हालांकि, उनका प्रक्षेपवक्र हमेशा समान नहीं होता है, लेकिन लगभग 250 मीटर तक भिन्न होता है। प्रदर्शन

शोधकर्ता इस बदलाव का उपयोग पृथ्वी की सतह के प्रत्येक बिंदु को अलग-अलग कोणों से मापने के लिए करते हैं और इस प्रकार तीन-द्विमितीय रूप से। सिद्धांत गणना टोमोग्राफी के समान है: अलग-अलग दिशाओं से अलग-अलग एक्स-रे छवियों को तीन-आयामी छवि में विलय कर दिया जाता है।

"क्योंकि यह विधि तीसरे आयाम में केवल एक खराब रिज़ॉल्यूशन प्रदान करती है, हम कंप्रेसिव सेंसिंग तकनीकों का भी उपयोग करते हैं जो रिज़ॉल्यूशन 15-गुना बढ़ा सकते हैं, " झू कहते हैं। यह विश्व रिकॉर्ड बनाने में भी कामयाब रहा: टेरासार-एक्स के आंकड़ों से, कंप्यूटर प्रति वर्ग किलोमीटर तीन मिलियन मापने वाले बिंदुओं की गणना करता है।

पेरिस का दृश्य। रंग स्थलाकृति के उन्नयन, उपशमन या विकृतियों को इंगित करते हैं। टीयू म्यूनिख / डीएलआर

चौथा आयाम

लेकिन यह सब नहीं है: क्योंकि रडार छवियों को अलग-अलग समय में दर्ज किया जाता है, अस्थायी परिवर्तन because और इस प्रकार चौथे आयाम की कल्पना भी की जा सकती है। परिणामी 4D मॉडल रडार वेवलेंथ के एक अंश की सटीकता के साथ मिनट परिवर्तन दिखाता है। उदाहरण के लिए, रंगीन बिंदु बादल संकेत करते हैं, जहां एक शहर में एक इमारत कम या झुकी हुई है।

उदाहरण के लिए, गर्मियों में इमारतों के थर्मल विस्तार या सबसॉइल के एक उप-विभाजन के कारण होने वाली विकृतियों को प्रति वर्ष लगभग एक मिलीमीटर की सटीकता के साथ मापा जा सकता है। "विधि खतरे के बिंदुओं का पता लगाने के लिए उपयुक्त है, " झू कहते हैं। "उपग्रह प्रौद्योगिकी इस प्रकार शहरों में इमारतों और बुनियादी ढांचे को सुरक्षित बनाने में महत्वपूर्ण योगदान दे सकती है।"

शहरों को बढ़ता देख

भविष्य में, शोधकर्ता शहरों को भी विकसित होते देखना चाहते हैं। परियोजना "So2Sat" में, जिसे अभी शुरू किया गया है, दुनिया में सभी अनुमानों की मैपिंग की जाती है और लंबे समय तक निगरानी की जाती है। जांच का फोकस थ्रेशोल्ड देश हैं, जहां पूरे जिले बहुत कम समय में बड़े हो रहे हैं।

पहली बार, झू और उनकी टीम कई अलग-अलग बड़े डेटा स्रोतों का उपयोग करना चाहती है: उपग्रहों के माप ओपन स्ट्रीट मैप के नक्शे और सोशल नेटवर्क से छवियों, ग्रंथों और गतिविधि पैटर्न की सरासर असीमित धारा के साथ संयुक्त हैं।

(टेक्निकल यूनिवर्सिटी ऑफ़ म्यूनिख (TUM), 21.06.2017 - NPO)