Застосування геодезичних і маркшейдерських технологій у моніторингу деформацій техногенних об’єктів
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2025-1(95)-131-137Ключові слова:
геодезичний моніторинг, маркшейдерія, техногенні об’єкти, контроль деформацій, GNSS, лазерне сканування, супутникова інтерферометрія, фотограмметрія БПЛА, цифровий двійник, геотехнічний ризикАнотація
Розвиток промисловості, транспорту, гірничої справи та міської інфраструктури супроводжується зростанням ризику деформаційних процесів у ґрунтах і на інженерних спорудах антропогенного походження. Це зумовлює необхідність створення й впровадження надійних систем моніторингу для своєчасного виявлення небезпечних зсувів, осідань або структурної нестійкості. Сучасні геодезичні та маркшейдерські технології забезпечують ефективну основу для безперервного і високоточного спостереження за такими процесами в режимі реального часу. Розглядається практичне застосування як традиційних геодезичних методів, так і сучасних засобів – супутникових GNSS-спостережень, наземного та мобільного лазерного сканування, фотограмметрії з безпілотних літальних апаратів (БПЛА), а також супутникової радарної інтерферометрії (InSAR). Проведено порівняльний аналіз точності, часової роздільності, економічної доцільності та особливостей впровадження цих методів. Інтеграція зазначених технологій у цифрові геоінформаційні системи (ГІС) і автоматизовані платформи моніторингу значно підвищує можливості моделювання, прогнозування та управління деформаційними процесами на промислових об’єктах, у гірничодобувних районах, на гідротехнічних спорудах і в умовах щільної міської забудови. Проаналізовано приклади успішного застосування таких систем у відкритих кар’єрах, підземних сховищах газу, тунелях і при будівництві висотних споруд, що підтверджує ефективність комплексного міждисциплінарного підходу. Особливу увагу приділено ролі регулярного геодезичного контролю у системі управління ризиками та забезпеченні відповідності нормативним вимогам безпеки. Також визначено основні параметри для класифікації рівнів деформаційної небезпеки та вибору оптимальних стратегій моніторингу залежно від характеристик об’єкта та зовнішніх умов. У підсумку сформульовано рекомендації щодо подальшого вдосконалення, враховуючи впровадження штучного інтелекту для виявлення аномалій, використання цифрових двійників для моделювання поведінки інфраструктури та хмарних технологій для обробки даних у реальному часі. Результати дослідження підтверджують необхідність поєднаного геодезичного та маркшейдерського підходу для проактивного управління геотехнічними ризиками та сталого розвитку техногенних територій.
Посилання
An, Z., Wang, Y., Ma, W. et al. (2024), «Safety Monitoring Technology for Tunnel Construction Based on Lidar», Tunnel Construction, Vol. 44, Issue 12, рр. 2393–2402, doi: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.009.
Pashchenko, O., Khomenko, V., Ishkov, V. et al. (2024), «Protection of drilling equipment against vibrations during drilling», IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 1348, Issue 1, doi: 10.1088/1755-1315/1348/1/012004.
Lin, N., Tan, L., Zhang, D. et al. (2024), «Spatiotemporal Analysis and Prediction of Landslide Deformation Combining Time-Series InSAR and LSTM», Journal of Geo-Information Science, Vol. 26, Issue 12, рр. 2772–2787, doi: 10.12082/dqxxkx.2024.240409.
Pashchenko, O.A., Khomenko, V.L., Ratov, B.T. et al. (2024), «Comprehensive approach to calculating operational parameters in hydraulic fracturing», IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 1415, Issue 1, doi: 10.1088/1755-1315/1415/1/012080.
Tao, Q., Liu, R., Li, X. et al. (2025), «A method for monitoring three dimensional surface deformation in mining areas combining SBAS-InSAR, GNSS and probability integral method», Scientific Reports, Vol. 15, Issue 1, doi: 10.1038/s41598-025-87087-4.
Carnemolla, F., De Guidi, G., Bonforte, A. et al. (2023), «The ground deformation of the south-eastern flank of Mount Etna monitored by GNSS and SAR interferometry from 2016 to 2019», Geophysical Journal International, Vol. 234, Issue 1, рр. 664–682, doi: 10.1093/gji/ggad088.
Selvarajan, S., Mohamed, A. and Barnes, G. (2022), «Modeling 3D Deformation Using Terrestrial LiDAR», Advanced Structured Materials, Springer, Vol. 179, pp. 31–45, doi: 10.1007/978-3-031-15676-2_3.
Storch, M., Kisliuk, B., Jarmer, T. et al. (2025), «Comparative analysis of UAV-based LiDAR and photogrammetric systems for the detection of terrain anomalies in a historical conflict landscape», Science of Remote Sensing, Vol. 11, doi: 10.1016/j.srs.2024.100191.
Puniach, E., Matwij, W., Gruszczyński, W. and Ćwiąkała, P. (2025), «Determining ground surface deformation indices in urbanized mining areas based on UAV-photogrammetry products», Measurement, doi: 10.1016/j.measurement.2025.117431.
Costantino, G., Giffard-Roisin, S., Dalla Mura, M. and Socquet, A. (2024), «Denoising of Geodetic Time Series Using Spatiotemporal Graph Neural Networks: Application to Slow Slip Event Extraction», IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, Vol. 17, рр. 17567–17579, doi: 10.1109/JSTARS.2024.3465270.
Jiang, Y. and Yu, X. (2025), «Space-based long term condition monitoring of cold region pavement with PS-InSAR», Journal of Infrastructure Preservation and Resilience, Vol. 6 (1), doi: 10.1186/s43065-024-00110-2.
Ma, R., Yu, H., Liu, X. et al. (2025), «InSAR-YOLOv8 for wide-area landslide detection in InSAR measurements», Scientific Reports, Vol. 15 (1), doi: 10.1038/s41598-024-84626-3.
Kablak, N., Pukanska, K., Bartoš, K. et al. (2024), «Application of integrated geodetic and UAV technologies for monitoring environmental changes due to the mining activities in Solotvyno salt mine, Ukraine», Acta Montanistica Slovaca, Vol. 29 (2), рр. 267–275, doi: 10.46544/AMS.v29i2.03.
Shekhunova, S.B., Aleksieienkova, M.V., Meijer, S.D. et al. (2019), «Monitoring of hazardous geological processes as a tool for risks minimization on post-mining areas in Solotvyno (Transcarpathian region, Ukraine)», Proceedings of the 13th International Scientific Conference on Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment (Monitoring 2019), Kyiv, Ukraine.
Greku, R.Kh. and Greku, T.R. (2005), «Determination of hazardous subsidence in the mining region of Ukraine with the ERS SAR interferometry», Proceedings of the 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment (ISRSE 2005): Global Monitoring for Sustainability and Security.
Malinowska, A., Hejmanowski, R., Witkowski, W.T. and Guzy, A. (2018), «Mapping of slow vertical ground movement caused by salt cavern convergence with Sentinel-1 TOPS data», Archives of Mining Sciences, Vol. 63, Issue 2, рр. 383–396, doi: 10.24425/122453.
Lau, Y.M., Wang, K.L., Wang, Y.H. et al. (2023), «Monitoring of rainfall-induced landslides at Songmao and Lushan, Taiwan, using IoT and big data-based monitoring system», Landslides, Vol. 20, Issue 2, рр. 271–296, doi: 10.1007/s10346-022-01964-x.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Юлія Олександрівна Заболотна, Євгеній Анатолійович Коровяка, Олександр Анатолійович Пащенко, Валерій Олександрович Расцвєтаєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
