Natalia Bugajska, absolwentka Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii PWr, zdobyła trzecie miejsce w konkursie na najlepsze dyplomy na kierunku geodezja i kartografia. Doceniono jej pracę na temat oceny dokładności metod InSAR z wykorzystaniem danych pogodowych.

Konkurs – jak co roku – był organizowany przez Stowarzyszenie Geodetów Polskich i Głównego Geodetę Kraju. Oceniano prace dyplomowe (magisterskie i inżynierskie) obronione w roku akademickim 2018/19 absolwentów geodezji i kartografii. Mogły to być osoby, które ukończyły zarówno studia stacjonarne, jak i niestacjonarne pierwszego lub drugiego stopnia na polskiej uczelni publicznej lub niepublicznej.

Oceniano poziom naukowy pracy dyplomowej i/lub praktyczne znaczenie postawionego i analizowanego w pracy zagadnienia, stopień trudności podjętego zadania, sposób rozwiązania problemu, innowacyjność i oryginalność zaproponowanych rozwiązań (nowatorski i twórczy charakter pracy), konstrukcję logiczną pracy, a także formę prezentacji pracy i jej szatę graficzną.

Trzecie miejsce w konkursie przyznano Natalii Bugajskiej z Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii za pracę „Ocena dokładności metod InSAR z wykorzystaniem danych pogodowych”, której promotorem był dr inż. Wojciech Milczarek.

W swojej pracy magisterskiej Natalia Bugajska zajęła się terenem górniczym Kopalni Węgla Brunatnego w Bełchatowie. Podjęła próbę określenia wpływu atmosfery ziemskiej na pomiary InSAR czyli Satelitarnej Interferometrii Radarowej – metody wykorzystywanej od ponad 20 lat do badania zmian ukształtowania powierzchni Ziemi. Właściwości atmosfery naszej planety są obecnie jednym z największych ograniczeń stosowania tej metody.

Absolwentka PWr określiła przemieszczenia terenu górniczego kopalni techniką szeregu czasowego PSInSAR. To technika przetwarzania obrazów radarowych (z ang. Permanent/ Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar) nazywana metodą stabilnych rozpraszaczy. Opiera się na identyfikacji w terenie trwałych punktów PS charakteryzujących się dużymi właściwościach rozpraszania wstecznego promieni elektromagnetycznych.

- To metoda względnie nowa i wdrażana obecnie na małą skalę w Polsce – opowiada Natalia Bugajska. – Jest niezwykle użyteczna, bo umożliwia śledzenie przebiegu deformacji w dłuższym okresie, co pozwala na lepsze poznanie mechanizmu ich zachodzenia, i dzięki temu jest to bardzo przydatne narzędzie do monitorowania aktywności powierzchni Ziemi. Z powodzeniem może być stosowane w przypadku wyznaczania przemieszczeń rozległych terenów górniczych.

Bugajska zdecydowała się na określenie przemieszczeń terenu Kopalni Węgla Brunatnego w Bełchatowie, bo w swojej pracy inżynierskiej poruszała już tematykę przemieszczeń tego obszaru, wykorzystując pokrewną technikę szeregów czasowych InSAR – metodą krótkich baz SBInSAR (ang. Small Baseline Interferometry Synthetic Aperture Radar) i chciała przeanalizować wyniki uzyskane z użyciem obu podejść.

- Poza tym jest to teren, który ze względu na prowadzoną intensywnie eksploatację węgla brunatnego, ingerującą we wszystkie sfery Ziemi, ulega przekształceniom geomechanicznym, a to prowadzi do występowania deformacji i przemieszczeń terenu, które muszą być stale monitorowane – tłumaczy autorka pracy.

Bugajska obliczyła, że największe obniżenia na terenie górniczym KWB Bełchatów występują na zwałowiskach - zewnętrznym „Pola Szczerców" i wewnętrznym „Pola Bełchatów". Teren ulega natomiast największym wywyższeniom w okolicach miejsca, gdzie zlokalizowany jest wysad solny Dębina.

Jednocześnie sprawdziła też, że metoda PSInSAR stanowi dobre narzędzie do monitorowania aktywności powierzchni terenów górniczych kopalni odkrywkowych. Warunkiem jest jednak to, że musi występować na niej odpowiednia liczba punktów mogących wstecznie rozpraszać sygnał elektromagnetyczny.

Dyplomantka pokazała także, jak ważną częścią procesu obliczeń przemieszczeń terenu jest określenie opóźnień atmosferycznych (APS – z ang. Atmospheric Phase Screen).

- Atmosfera ziemska (w tym przypadku największe znaczenie ma jej przypowierzchniowa strefa zwana troposferą) jest podzielona wertykalnie na nieskończenie wiele poziomych warstw. Różnią się one między sobą współczynnikiem refrakcji, czyli załamania, przez co sygnał odbity od powierzchni Ziemi i powracający do anteny radaru ulega spowolnieniu, a to prowadzi do powstawania opóźnień atmosferycznych – tłumaczy absolwentka W6. – Wpływ na powstawanie opóźnień atmosferycznych ma również zmiana rozkładu ciśnienia, temperatury, gęstości i pary wodnej w troposferze.

W ramach swojej pracy Bugajska wyliczyła opóźnienia atmosferyczne w oparciu o relacje pomiędzy faza interferometryczną a topografią oraz w oparciu dane pochodzące z globalnego modelu pogodowego (ERA–Interim). Wykonała też redukcję wyznaczonych opóźnień z rozwiniętej fazy interferometrycznej.

Absolwentka W6 podkreśla, że właśnie ze względu na trudności w określaniu opóźnień atmosferycznych – jak dotąd – nie powstała jedna, uniwersalna technika pozwalająca całkowicie wyeliminować ten czynnik z pomiarów satelitarnych.

Obecnie Natalia Bugajska rozpoczęła studia w Szkole Doktorskiej Politechniki Wrocławskiej. W ramach doktoratu chce kontynuować i rozszerzyć zakres swojej pracy magisterskiej. Jej promotorem jest dr hab. inż. Jan Blachowski, prof. uczelni.

Szczegółowe wyniki konkursu na najlepsze prace dyplomowe na kierunku geodezja i kartografia na stronie internetowej Stowarzyszenia Geodetów Polskich.

Lucyna Róg