Terrafirma

En novembre 2001, le Conseil de l'Agence Spatiale Européenne (ESA -European Space Agency) a approuvé un nouveau programme de cinq ans consacré à la Surveillance Globale pour l'Environnement et la Sécurité (programme GMES - Global Monitoring for Environment and Security) appelé GSE (GMES Service Element) en abrégé.
Le GSE fournit des services sur la politique à suivre aux utilisateurs finaux, principalement (mais pas exclusivement) à partir des sources d'observation de la Terre. Le GSE est un élément clé de GMES, parce qu'il permettra aux utilisateurs de devenir des acteurs-clés dans la migration des générations actuelles de satellites d'observation de la Terre vers les futurs systèmes européens qui fourniront l'information vitale en matière d'environnement et de sécurité.

GMES est un système d'aide à la décision à destination des services et administrations publiques, des décideurs et des autorités. Ses activités incluent l'acquisition, le traitement et la transmission (réalisée par les services géologiques nationaux) de l'information sur les conditions environnementales et les risques majeurs naturels ou anthropiques.
Au niveau régional des pays de l'Union européenne, GMES, à travers les bureaux des services géologiques nationaux, s'engage à rendre disponible l'information sur le développement régional, le transport, l'agriculture, et les ressources naturelles ainsi que sur leur utilisation raisonnable. GMES pourrait également assister les autorités locales en résolvant les problèmes géo-environnementaux.

Le programme Terrafirma dirigé par Nigel Press Associates (NPA en Grande-Bretagne), est un des dix Services soutenus par le programme ESA-GMES. Terrafirma (phase 1 - 2003-2005) va consolider ses activités au cours d'une deuxième phase de trois ans (2006-2008). Il vise à fournir un service d'information au niveau européen sur les risques liés aux mouvements du sol. Il est distribué dans l'ensemble de l'Europe par l'intermédiaire des services géologiques nationaux.

Le 13 mai 2004, le Service Géologique de Belgique a signé un accord de partenariat avec Terrafirma. En 2004 (Terrafirma - phase I), le Service Géologique de Belgique a recu la première zone d'étude en Belgique concernant Bruxelles et ses environs. Le traitement informatique des images radars a été réalisé par Tele-Rilevemento-Europa (une spin-off de la faculté Polytechnique de Milan). En 2006 (Terrafirma phase II), les images radars de la deuxième zone comprenant Liège-Visé-Maastricht et une partie de la Campine ont été traitées par le Groupe NPA.

Les images radars, issues des satellites européens (ERS1, ERS2 et Envisat), utilisées dans le programme Terrafirma proviennent de milliers d'images archivées par l'Agence Spatiale Européenne depuis 1992.

L'acquisition de données satellitaires permet l'identification de déplacements à l'échelle millimétrique de la surface du sol. La technologie d'interférométrie radar est utilisée par le Service Géologique de Belgique. Elle facilitera la surveillance des déformations du sol notamment dans les secteurs urbains et miniers.

Studied areas in Belgium

During 15 years, the European satellites ERS-1, ERS-2 and ENVISAT provided data (radar images) of high quality. They are used for scientific and commercial purposes. The satellite images archives of the European Space Agency include more than one million satellite images. Each image corresponds to a surface of 10,000 km2. The PSInSAR technique allows the identification of thousands control points which indicate the ground deformations at the millimetre scale.

Currently, two zones are under study (green) and the third one (in red) is the subject of a forthcoming project within the framework of a new contract for which fundings are investigated.

The first area studied in Belgium covers a superficy of 900 km2. This area contains nearly all the territory of the Brussels Region and covers partly the communes of Vilvoorde-Zaventem (north) to Louvain-la-Neuve (south) and from Halle (west) to Wavre (east). These satellite data are under study using a GIS environment which contains the geological data of the BUG project which aims to model in three dimensions the underground sratas of the Brussels territory and to produce new digital 1:5,000 scale-maps.

In the framework of the second phase of the Terrafirma programme, a new area centred on the Liège city and the Campine has been received. It covers 3000 km2 both in Flanders and Wallonia (Liège and Limbourg provinces). A small part of the Netherlands is also included.

A third zone (in red) located in the Hainaut Province represents the western part of the old coal industrial basin from the French border towards the Strépy-Thieu village.

Topographic background, 1:100,000 scale-map (© National Geographic Institute). Regional limits (Flanders, Wallonia and Brussels) are represented by black polylines. Topographic background, 1:100,000 scale-map (© National Geographic Institute). Regional limits (Flanders, Wallonia) are represented by black polylines Topographic background, 1:100,000 scale-map (© National Geographic Institute) Topographic background, 1:100000 scale-map
Zones étudiées en Belgique

Pendant 15 ans, les satellites européens ERS-1, ERS-2 et Envisat ont fourni des données radar de haute qualité. Elles sont employées dans des buts scientifiques et commerciaux. Les archives des images satellites de l'Agence Spatiale Européenne incluent plus d'un million d'images satellites. Chaque image correspond à une surface de 100x100 km2. La méthode par interférométrie radar (technique PSInSAR) permet l'identification de dizaines de milliers de points de contrôle qui indiquent les déformations du sol à l'échelle millimétrique.

Actuellement, deux zones sont en cours d'étude (vert) et la troisième (rouge) pourrait faire l'objet d'une prochaine étude dans le cadre d'une nouvelle convention pour laquelle le financement est recherché.

La première zone analysée en Belgique couvre une superficie de 900 km2 (en vert sur l'image ci-dessous). Cette zone couvre la quasi totalité de la Région de Bruxelles. La zone couvre partiellement les communes de Vilvoorde-Zaventem (nord) à Louvain-la-Neuve (sud) et de Halle (ouest) à Wavre (est). Ces données satellites seront inclues au sein du projet BUG qui a pour objectifs de modéliser en trois dimensions (3D) la géologie du sous-sol de la ville de Bruxelles et de produire de nouvelles cartes digitales à l'échelle 1:5 000.

Dans la deuxième phase du programme Terrafirma, une nouvelle zone centrée sur Liège et la Campine a été obtenue. Elle couvre une superficie de 3000 km². Elle se situe à cheval sur les Provinces de Liège (sud) et du Limbourg (Nord). La zone inclut également une partie du Limbourg des Pays-Bas.

Une troisième zone (en rouge) située en Province du Hainaut recouvre l'ancien sillon industriel charbonnier depuis la frontière belgo-francaise jusqu'à Strépy-Thieu.

Fond topographique provenant des cartes de l'IGN à l'échelle 1:100 000 Fond topographique provenant des cartes de l'IGN à l'échelle 1:100 000 Fond topographique provenant des cartes de l'IGN à l'échelle 1:100 000 Fond topographique provenant des cartes de l'IGN à l'échelle 1:100 000
Bestudeerde zones in België

Sinds 15 jaar leveren de Europese satellieten ERS-1, ERS-2 en Envisat radargegevens van hoge kwaliteit, die voor zowel wetenschappelijke als commerciële doeleinden worden gebruikt. De archieven van de satellietbeelden van het Europees Ruimteagentschap bevatten meer dan een miljoen satellietopnames, en elk satellietbeeld stemt overeen met een oppervlakte van 100x100 km2. Met de radarinterferometriemethode (PSInSAR-techniek) kan men tienduizenden controlepunten identificeren, waardoor men grondbewegingen van enkele millimeters kan waarnemen.

Momenteel worden er twee gebieden bestudeerd (groen) en een derde gebied (rood) kan eventueel het voorwerp uitmaken van een volgende studie in het kader van een nieuwe overeenkomst waarvoor er financiering wordt gezocht.

De eerste zone die in België werd geanalyseerd, beslaat een oppervlakte van 900 km2 (in groen in bovenstaande figuur). Dit gebied omvat bijna het volledige Brusselse Gewest en gedeeltelijk de gemeenten van Vilvoorde-Zaventem (noorden) tot Louvain-la-Neuve (zuiden) en van Halle (westen) tot Wavre (oosten). Deze satellietgegevens zullen worden opgenomen in het BUG-project, dat zich tot doel stelt, de geologie van de ondergrond van Brussel in 3D te visualiseren, en nieuwe digitale kaarten op schaal 1:5 000 op te stellen.

In de tweede fase van het Terrafirma-programma werd er een nieuwe zone rondom de stad Luik en de Kempen bestudeerd. Dit gebied beslaat een oppervlakte van 3000 km² en strekt zich uit over de provincies Luik (zuiden) en Limburg (noorden). Het gebied omvat eveneens een deel van Nederlands Limburg.

Een derde zone (in het rood) ligt in de provincie Henegouwen en omvat het oude industriële steenkoolbekken vanaf de Frans-Belgische grens tot Strépy-Thieu.

Topografische kaart van het NGI op schaal 1:100 000 Topografische kaart van het NGI op schaal 1:100 000 Topografische kaart van het NGI op schaal 1:100 000 Topografische kaart van het NGI op schaal 1:100 000
Available satellites

The first European Remote Sensing Satellite (or ERS-1) was launched in July 1991 by the European Space Agency. It uses advanced microwave techniques to acquire measurements and images regardless of clouds and sunlight conditions.

In comparison to contemporary satellite systems, the ERS-1 (and now ERS-2 too) is unique in the simultaneous measurement of certain parameters, including those of sea state, sea surface winds, sea surface temperature, ocean circulation and sea and ice level, as well as all-weather imaging of ocean, ice and land. These satellites are both an experimental and pre-operational system: the nature of their orbits and their complement of sensors enable a global mission providing a worldwide geographical and repetitive coverage, primarily oriented towards ocean and ice monitoring, but with an all-weather high resolution microwave imaging capability over land and coastal zones.

ERS-1 satellite (European Remote Sensing Satellite 1)

The ERS-1 satellite was launched on 17th July 1991, into a solar-synchronous orbit at an altitude of 780 km. 

It has three modes of operation in a recurrent period of:

  • 35 days as standard
  • 3 days for a cycle more adapted to the study of ice during the arctic winter, and
  • 168 days for geodesic studies.

The volume of data produced by ERS-1 is enormous: over one million bits per second just from the "low bit rate" sensors and 100 million bits per second from the Synthetic Aperture radar (SAR). The Low Bit Rate data is stored on board and then dumped as the satellite passes over three dedicated ground stations. The SAR data is transmitted in real time.

The objective of the first European Remote Sensing Satellite is to substantially increase the quantity and quality of scientific data about the Earth and its environment. Initially of scientific interest, the (applicative) projects developed using ERS data have demonstrated that practical and even commercially viable applications are possible today. From the monitoring of crops, tropical deforestation and flooding on land, to the tracking of oil spills, sea-ice and weather conditions on the oceans, ERS-1 has provided a wealth of information which is being used practically.

ERS-2 satellite 

The ERS-2 satellite was launched on 21th April 1995 and is circling the Earth every 100 minutes at an altitude of 780 km in an orbit passing over the North and South poles. As the orbit itself is fixed, the Earth in effect turns below the satellite around its own axis, which means that its instruments scan the Earth's surface and atmosphere in "swaths". In this way it takes ERS-2 three days and 43 orbits to observe the entire planet. The imaging radar does however require more time to do so, 35 days as standard, owing to its higher resolution and narrower swaths. ERS-2 has worked in a tandem mission with ERS-1 until the 10th march 2000.

Processing and distribution of ERS data takes place in two stages. Part of the data is further processed on location in the ground stations and then transmitted to users by satellite or data network. The result is that wind and wave data reach the world's weather offices within three hours of observation. SAR images can be delivered to users from some ground stations in less than an hour, though with some loss of resolution. High-resolution images are available in Europe within 24 hours.

ENVISAT satellite

The ENVISAT satellite has on board 10 optical instruments and sophisticated radars which make possible to provide continuous information and a monitoring of the ground on the lands, of the atmosphere, of the ocean and on the icecaps. The broadest instrument on board is the Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) which operates in the C-band and ensures the continuity of the radar imagery of ERS-2. ENVISAT circle around the earth into a solar-synchronous orbit at an altitude of about 780 km. It's standard cycle corresponds to 35 days.Other satellites used for radar interferometry are listed below:

  • the japanese satellite (JERS-1) which has worked between 1992 and 1998 using L-band with a 44 days cycle
  • the canadian satellite (Radarsat-1) working since 1995 in C-band with a 24 days cycle
  • the american satellite (US SIR-C Mission) which has worked during 10 days in April and October 1994 in X|C|L-bands and with different polarizations

New missions are planned for the next few years and concern the launch of the following satellites:

  • the japanese satellite (ALOS) that works since 2006 in L-band with a cycle of 46 days
  • the canadian satellite (Radarsat-2) will work since the beginning of 2007 (march ?) using C-band with a cycle of 24 days
  • the COSMO-SkyMed satellite network, the first satellite was launched the 8th June 2007
  • the German satellite (TerraSAR-X) using X-band has been launched the 15th June 2007
Satellites utilisés

Le premier satellite européen de télédétection (ou ERS-1) a été lancé en juillet 1991 par l'Agence Spatiale Européenne. Il emploie les techniques avancées des micro-ondes pour acquérir des mesures et des images indépendamment des nuages et des conditions de luminosité du soleil.

Par comparaison avec les systèmes des satellites actuels, ERS-1, et maintenant ERS-2 ont l'avantage de permettre la mesure simultanée de certains paramètres, y compris ceux de l'état de la mer, des vents de surface en mer, de la température de surface de la mer, de la circulation océanique et du niveau des mers et des glaces, ainsi que toutes les images, quelque soit les conditions atmosphériques, de l'océan, des glaciers et de la terre. Ces satellites constituent un système expérimental et pré-operationnel: la nature de son orbite et de ses sondes embarquées permettent une mission globale fournissant une couverture géographique mondiale et répétitive, principalement orientée vers la surveillance de l'océan et des glaces, mais avec une capacité d'imagerie micro-ondes en haute résolution, indépendemment des conditions atmosphériques, sur le continent et les zones côtières.

Le satellite ERS-1 lancé le 17 juillet 1991, effectue sa révolution sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 780 km. 

Le satellite a trois modes d'opérations fonctionnant selon une révolution récurrente:

  • de 35 jours en standard
  • de 3 jours pour un cycle mieux adapté à l'étude des glaces pendant l'hiver arctique
  • et de 168 jours pour des études géodésiques.

Le volume de données produites par ERS-1 est énorme: plus d'un million de bits par seconde juste en provenance des sondes dites "à débit binaire bas" et 100 millions de bits par seconde à partir du Radar à Synthèse d'Ouverture (SAR). Les bases de données issues des sondes "à débit binaire bas" sont stockées à bord et transférées lorsque le satellite passe au-dessus de trois stations spécifiques au sol. Les données du SAR sont transmises en temps réel.

L'objectif du premier satellite européen de télédétection était d'augmenter sensiblement la quantité et la qualité des données scientifiques au sujet de la Terre et de son environnement. Initialement d'intérêt scientifique, les projets développés utilisant des données d'ERS-1 ont démontré que des applications pratiques et également viables commercialement sont possibles aujourd'hui. De la surveillance des récoltes, de la déforestation tropicale et des inondations sur les continents, à la détection des nappes d'huile, des relations mer-glace et des conditions atmosphériques sur les océans, ERS-1 a fourni une richesse d'information qui est utilisée de manière pratique.

Le satellite ERS-2 lancé le 21 Avril 1995, effectue sa révolution toutes les 100 minutes à une altitude de 780 km sur une orbite héliosynchrone passant au-dessus des pôles Nord et Sud pour une révolution standard de 35 jours. Il a effectué une mission en tandem avec ERS-1 jusqu'au 10 mars 2000.

Le traitement et la distribution des données d'ERS a lieu en deux étapes. Une partie des données est encore traitée sur place dans les stations au sol et seulement transmise après aux utilisateurs par satellite ou par le réseau informatique. Le résultat est que les données sur le vent et les vagues arrivent dans les centres d'études météorologiques dans le monde endéans les 3 heures qui suivent l'observation. Les images SAR peuvent être fournies aux utilisateurs à partir de certaines stations au sol en moins d'une heure, avec une certaine perte de résolution cependant. Les images à haute résolution sont disponibles en Europe dans un délai de 24 heures.

Le satellite ENVISAT embarque à bord 10 instruments optiques et radars sophistiqués qui permettent de fournir une information continue et une surveillance du sol sur les continents, l'atmosphère, l'océan et les calottes glaciaires. L'instrument le plus large embarqué est le Radar Avancé à Synthèse d'Ouverture qui opère dans la bande C et qui assure la continuité de la prise d'images radars de ERS-2. Son altitude est d’environ 780 km et son orbite est héliosynchrone. Son cycle de phasage est de 35 jours.

D’autres satellites utilisés pour l’interférométrie radar existent, il s’agit :

  • du satellite japonais (JERS-1) qui a fonctionné de 1992 à 1998 en bande L avec un cycle de phasage de 44 jours
  • du satellite canadien (Radarsat-1) qui fonctionne depuis 1995 en bande C avec un cycle de phasage de 24 jours
  • du satellite américain (US SIR-C Mission) qui a fonctionné 10 jours en Avril et en Octobre 1994 dans les bandes X|C|L et avec les différents modes de polarisation

De nouvelles missions sont envisagées dans les prochaines années et concernent le lancement notamment des satellites suivants :

  • le satellite japonais (ALOS) qui fonctionne depuis 2006 en bande L avec un cycle de phasage de 46 jours
  • le satellite canadien (Radarsat-2) qui fonctionnera dès le début de 2007 (mars ?) en bande C avec un cycle de phasage de 24 jours
  • la constellation de satellites KOSMOSkyMed, le premier satellite a été lancé le 8 Juin 2007 
  • le satellite allemand (TerraSAR-X) qui fonctionne depuis le 15 juin 2007 en bande X
Gebruikte satellieten

De eerste Europese satelliet voor teledetectie (of ERS-1) werd door ESA gelanceerd in juli 1991. Metingen worden verricht met microgolven, waardoor ze niet worden gehinderd door bewolking of zonlicht.

In vergelijking met andere satellieten van dezelfde generatie, is de ERS-1 (en ook de recentere ERS-2) uniek, omdat gelijktijdig verschillende parameters worden gemeten, waaronder wind- en zeecondities, temperatuur van het zeewater, oceaanstromingen, zee- en ijsniveau. Eveneens worden er algemene weerbeelden verkregen boven land, zee en ijsvlakten. Deze satelliet is experimenteel, maar de resultaten zijn reeds gedeeltelijk toepasbaar: de aard van de baan en de volledigheid van de sensoren laten het globaal verzamelen van geografische informatie toe, en dit met geregelde tijdsintervallen. Toepassingen spitsen zich voornamelijk toe op het opvolgen van de evolutie van oceanen en ijsvlakten, maar ook de waarnemingen boven land en kustgebieden worden gebruikt, omdat deze niet gehinderd worden door meteorologische omstandigheden.

De satelliet ERS-1 werd gelanceerd op 17 juli 1991 en in een heliosynchrone baan gebracht op een hoogte van 780 km.

De satelliet heeft drie werkingsmodi volgens een bepaald omloopschema:

  • van 35 dagen in standaardmodus,
  • van 3 dagen voor een cyclus die beter is aangepast aan de studie van het ijs tijdens de arctische winter,
  • en van 168 dagen voor geodetisch onderzoek.

Het gegevensvolume dat door de ERS-1 wordt geproduceerd, is enorm: de gewone sensoren ("low bit rate" sensoren) verzamelen meer dan één miljoen bits per seconde en de SAR (Synthetic Aperture Radar) honderd miljoen bits per seconde. De gegevens van de gewone sensoren worden tijdelijk aan boord opgeslagen en naar de aarde doorgestuurd wanneer één van de drie daartoe bestemde grondstations wordt overvlogen. De SAR-gegevens worden rechtstreeks verzonden.

Het doel van ERS-1 is om de hoeveelheid en kwaliteit van de wetenschappelijke gegevens over de aarde en het milieu drastisch te vergroten. Aanvankelijk was dit een louter wetenschappelijk doel, maar de ontwikkeling van meer toegepaste projecten heeft aangetoond dat de gegevens praktisch en zelfs commercieel kunnen worden aangewend. Zo wordt ERS-1 gebruikt voor het opvolgen van gewassen, ontbossing van tropische regenwouden en overstromingen, voor het opsporen van olieverontreiniging, en voor het in kaart brengen van zee-ijs en weercondities boven oceanen.

De satelliet ERS-2 werd gelanceerd op 21 april 1995 en draait alle 100 minuten op een hoogte van 780 km in een heliosynchrone baan boven de noord- en zuidpool voor een standaardomwenteling van 35 dagen.

Hij werkte in tandem met de ERS-1 tot 10 maart 2000.

De verwerking en verspreiding van de ERS-gegevens gebeurt in twee stappen. Een deel van de gegevens wordt nog ter plaatse in de grondstations verwerkt en pas daarna per satelliet of via het informaticanetwerk naar de gebruikers verzonden. Het resultaat is dat de gegevens over de wind en de golven binnen de 3 uren na de observatie in de meteorologische studiecentra in de wereld aankomen. De SAR-beelden kunnen vanuit bepaalde grondstations in minder dan een uur aan de gebruikers worden geleverd, weliswaar met een zeker resolutieverlies. De hoge-resolutiebeelden zijn in Europa binnen de 24 uren beschikbaar.

De satelliet ENVISAT heeft 10 gesofistikeerde optische instrumenten en radars aan boord, die het milieu van de aarde bewaken en continu informatie verzamelen over de continenten, de atmosfeer, de oceanen en de ijskappen. Het grootste instrument aan boord is de ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar), een hoge-resolutiebeeldradar, die in de C-band werkt en die de continuïteit verzekert van de radarbeelden van ERS-2. ENVISAT bevindt zich op een hoogte van ongeveer 780 km in een heliosynchrone baan en met een cyclus van 35 dagen.

Er bestaan ook andere satellieten voor de radarinterferometrie, en wel:

  • een Japanse satelliet (JERS-1) die heeft gewerkt van 1992 tot 1998 in de L-band met een cyclus van 44 dagen
  • een Canadese satelliet (Radarsat-1) die in werking is sinds 1995 in de C-band met een cyclus van 24 dagen
  • een Amerikaanse satelliet (US SIR-C Mission) die 10 dagen in werking was in april en in oktober 1994 in de banden X|C|L en met verschillende polarisatiemodi

Nieuwe missies worden gepland in de komende jaren en betreffen de lancering van de volgende satellieten:

  • de Japanse satelliet (ALOS) die in werking is sinds 2006 in de L-band met een cyclus van 46 dagen
  • de Canadese satelliet (Radarsat-2) die in werking zal zijn vanaf het begin van 2007 (maart ?) in de C-band met een cyclus van 24 dagen
  • de eerste satelliet van de KOSMOSkyMed satellietnet die in werking is sinds 8 juni 2007. 
  • de Duitse satelliet (TerraSAR-X) die in werking is sinds 15 juni 2007 in de X-band
Goals

The Geological Survey of Belgium started a programme of spatio-temporal identification of ground motions in relation to natural and geological risks in urban and rural areas. Some risks are known but their cartographic extension is rarely detailed. The identification of ground deformations observed by radar interferometry (PSInSAR technique) will make it possible to obtain useful and precise information on the stability of the ground in the studied communes.

In Belgium, radar interferometry data of the European satellites will be particularly useful to detect, map, quantify and monitor the evolution of the ground deformations:

  • in the coal mining areas, ground motions (uplift) are related to rising mining groundwater after the end of groundwater pumpings and the caol mining activities. Localized collapse events related to the presence of mining infrastructures (shafts, mining galleries, etc.) at shallow depth,
  • above old or unknown underground quarries (chalk, sandstones, slates, metallic ores, marbles, etc.),
  • in areas of overexploited groundwater pumping activities,
  • in urbanized areas located above karstic features,
  • in urban environments,
  • on historical or belgian heritage sites,
  • on major works of structural engineering (bridges, motorways, tunnels, etc.),
  • etc.

The PSInSAR data allows to obtain annual average velocity data (in mm/year) for thousands of points called Permanent Scatterers (PS) in large areas (hundreds of km2). A density of several hundreds of PS per km2 in urban areas cannot be achieved by other techniques such as levelling or GPS stations.

Objectifs

Le Service Géologique de Belgique a démarré un programme d'identification spatio-temporelle des déformations du sol en relation avec des aléas naturels et géologiques en zones urbaines et rurales. Certains aléas sont connus mais leurs extensions cartographiques ne le sont pas. L'identification des déformations du sol observées par interférométrie radar (technique PSInSAR) permettra d'obtenir une information utile et précise sur la stabilité des terrains dans les communes étudiées.

En Belgique, les données d'interférométrie radar des satellites européens seront particulièrement utiles pour détecter, cartographier, quantifier et suivre l'évolution des déformations du sol:

  • dans les zones concédées pour l'exploitation du charbon. Des mouvements soit de soulèvement lié à la remontée des nappes aquifères après arrêt de l'exploitation et abandon de l'exhaure soit d'effondrement localisé,
  • à l'aplomb d'anciennes carrières souterraines (craie, craie phosphatée, grès, ardoises, gisements métalliques, etc.),
  • dans les zones de captage et de pompage d'eau dans les nappes aquifères,
  • dans les zones à contrainte karstique élevée,
  • dans les grands centres urbains du pays,
  • sur des sites historiques ou des sites classés du patrimoine,
  • des ouvrages d'art (ponts, autoroutes, tunnels, etc.),
  • etc.

Les données PSInSAR permettent d'obtenir une information sur la vitesse annuelle moyenne (en mm/an) pour des dizaines de milliers de points de contrôle (récepteurs permanents) à l'échelle du millimètre et pour de grandes superficies (plusieurs milliers de km2). Une densité de plusieurs centaines de récepteurs permanents par km2 en zone urbaine ne peut être atteinte par une autre technique tel que le nivellement ou l'implantation de stations GPS.

Doelstellingen

De Belgische Geologische Dienst heeft een programma gestart voor de identificatie in tijd en ruimte van gronddeformaties in relatie tot de natuurlijke en geologische risico's in stedelijke en landelijke gebieden. Bepaalde risico's zijn gekend, maar hun cartografische spreiding is dat niet. Door de identificatie van gronddeformaties die werden waargenomen door radarinterferometrie (PSInSAR-techniek), verkrijgt men bruikbare en nauwkeurige informatie over de stabiliteit van het terrein in de bestudeerde gemeenten.

In België zijn de radarinterferometrie gegevens van de Europese satellieten vooral nuttig voor het opsporen, de cartografie, het kwantificeren en opvolgen van gronddeformaties:

  • in de concessiegebieden voor de exploitatie van steenkool. Grondbewegingen, hetzij door ophoging als gevolg van de stijging van het grondwater na het stopzetten van de exploitatie en het stilvallen van de drooglegging, hetzij door lokale instorting,
  • boven vroegere ondergrondse steengroeven (krijt, fosfaatkrijt, zandsteen, leisteen, metalen afzettingen, etc.),
  • in de waterwinningsgebieden,
  • in gebieden met uitgebreide verkarsting,
  • in de grote stedelijke gebieden van het land,
  • van historische of geklasseerde sites van het patrimonium,
  • geotechnische infrastructuur (bruggen, autosnelwegen, tunnels, etc.),
  • etc.

De radarinterferometrie gegevens (PSInSAR-techniek) leveren informatie over de deformatie van terreinen en dit voor tienduizenden controlepunten (permanente receptoren) op millimeterschaal en voor grote oppervlakten (verscheidene duizenden km2).

References

Published papers

  • Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Preliminary results for Brussels. In: NPA Group (Ed.) GMES-Terrafirma Brochure: A ground motion information service for Europe, p. 10-11.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Bombement des sols dans le coeur de Bruxelles révélé par interférométrie radar: une technique spatiale de pointe. Science Connection, 6/2, 21-23. (in Dutch)
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Kosmische spitstechnologie: radarinterferometrie onthult vervormingen van het Brusselse bodemoppervlak. Science Connection, 6/2, 21-23. (in French)
  • Declercq P.-Y., Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. In: Proceedings of the Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN, 28 November - 2 December 2005, Frascati, Italy, 6 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) - Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. GMES Terrafirma Newsletter, Issue 1 - May 2006, 6-7.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Proceedings of the IAEG2006 Engineering geology for tomorrow’s cities, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, IAEG2006 Paper number 416, 10 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) – Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. European Geologist, 22, 29-31.
  • Browitt C., Walker A., Farina, P., Devleeschouwer X., Tragheim, D. & Aktar, M. (2007) – Terra not so firma. Geoscientist, 17/6, 22, 18-22.

Abstracts

  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - L’Interférométrie Radar appliquée à la région de Bruxelles-Ottignies: mise en évidence de déformations des sols. Journée d’étude de Geologica Belgica, 1er mars 2005, Louvain-la-Neuve, 1p. (in French)
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN 28 November - 2 December 2005 Frascati, Italy, 1p.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2006) - Radar interferometry reveals subsidence in Quaternary alluvial plains related to groundwater pumping and peat layers (Belgium). Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 315-317.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y., Pouriel F. & Petitclerc, E. (2006) - Is there a relation between an abandonned underground exploitation of sandy limestones in Brussels and subsidence phenomenon revealed by PSInSAR data? Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 318-320.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Abstract of the 10th IAEG International Congress, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, p. 82-83.
  • Devleeschouwer, Declercq, Petitclerc (2007) - Ground subsidence related to soft and recent alluvial sediments (Brussels, Belgium). Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17.
  • Devleeschouwer, Declercq, Flamion, Berger, Welter, Funcken, Brixko (2007) - Uplift revealed by Radar Interferometry in coal concessions around Liège (Belgium): a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17-18.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Dusar M., Debien A. (2007) - Contrasting ground movements revealed by radar interferometry over abandoned coal mines (Campine, Belgium). Abstract book of the Fringe 2007 Workshop, 26-29th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 123.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Flamion B., Brixko J., Timmermans A. & Vanneste J. (accepted) - Uplift revealed by radar interferometry around Liège (Belgium) : a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Post-Mining GISOS 2008, 5-7th February 2008, Nancy, France

Unpublished reports - Contracts and Expertises

  • Contract in 2005-2006 between the Geological Survey of Belgium and the Walloon Region (MRW - General Directorate of Natural Resources and Environment (DGRNE), Water Division, Groundwater Direction)
    Promotor (SGB): Dr Xavier Devleeschouwer | Administration manager (MRW): Eng. Bruno Flamion
    Subject: Analysis of ground movements using radar interferometry in a pilot zone of the coal basin of Liège
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport intermédiaire, 28 pages. (in French)
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport final, 129 pages. (in French)
  • Contract in 2006-2008 between the Geological Survey of Belgium and the Walloon Region (MRW - General Directorate of Natural Resources and Environment (DGRNE), Water Division, Groundwater Direction)
    Promotor (SGB): Dr Xavier Devleeschouwer | Administration manager (MRW): Eng. Bruno Flamion
    Subject: Analysis of ground movements using radar interferometry (PSInSAR technique) in the region of Liège
    • Declercq P.-Y. (2007). Analyse des mouvements du sol par interferométrie radar en région liégeoise (technique PSInSAR). Rapport intermédiaire, 39 pages. (in French)

Supervised Memoirs & Thesis

  • Vanneste Julien (2007). Analyse des mouvements de terrain en région liégeoise par télédétection (technique PSInSARTM). Ingénieur civil Géologue, Université de Liège. 158 pages (in French). Promotor: E Pirard, Co-Promotor: X Devleeschouwer

Links

Radar interferometry projects
Radar interferometry in Belgium
Radar interferometry around the world
SAR images
The PSInSAR technique | Service Providers
Softwares and tools applied to radar interferometry
Websites of researchers using radar interferometry
Références

Articles publiés

  • Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Preliminary results for Brussels. In: NPA Group (Ed.) GMES-Terrafirma Brochure: A ground motion information service for Europe, p. 10-11.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Bombement des sols dans le coeur de Bruxelles révélé par interférométrie radar: une technique spatiale de pointe. Science Connection, 6/2, 21-23.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Kosmische spitstechnologie: radarinterferometrie onthult vervormingen van het Brusselse bodemoppervlak. Science Connection, 6/2, 21-23.
  • Declercq P.-Y., Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. In: Proceedings of the Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN, 28 November - 2 December 2005, Frascati, Italy, 6 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) - Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. GMES Terrafirma Newsletter, Issue 1 - May 2006, 6-7.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Proceedings of the IAEG2006 Engineering geology for tomorrow’s cities, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, IAEG2006 Paper number 416, 10 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) – Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. European Geologist, 22, 29-31.
  • Browitt C., Walker A., Farina, P., Devleeschouwer X., Tragheim, D. & Aktar, M. (2007) – Terra not so firma. Geoscientist, 17/6, 22, 18-22.

Résumés dans des congrès

  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - L’Interférométrie Radar appliquée à la région de Bruxelles-Ottignies: mise en évidence de déformations des sols. Journée d’étude de Geologica Belgica, 1er mars 2005, Louvain-la-Neuve, 1p.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN 28 November - 2 December 2005 Frascati, Italy, 1p.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2006) - Radar interferometry reveals subsidence in Quaternary alluvial plains related to groundwater pumping and peat layers (Belgium). Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 315-317.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y., Pouriel F. & Petitclerc, E. (2006) - Is there a relation between an abandonned underground exploitation of sandy limestones in Brussels and subsidence phenomenon revealed by PSInSAR data? Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 318-320.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Abstract of the 10th IAEG International Congress, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, p. 82-83.
  • Devleeschouwer, Declercq, Petitclerc (2007) - Ground subsidence related to soft and recent alluvial sediments (Brussels, Belgium). Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17.
  • Devleeschouwer, Declercq, Flamion, Berger, Welter, Funcken, Brixko (2007) - Uplift revealed by Radar Interferometry in coal concessions around Liège (Belgium): a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17-18.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Dusar M., Debien A. (2007) - Contrasting ground movements revealed by radar interferometry over abandoned coal mines (Campine, Belgium). Abstract book of the Fringe 2007 Workshop, 26-29th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 123.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Flamion B., Brixko J., Timmermans A. & Vanneste J. (accepté) - Uplift revealed by radar interferometry around Liège (Belgium) : a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Post-Mining GISOS 2008, 5-7th February 2008, Nancy, France

Rapports non publiés - Conventions et Expertises

  • Convention 2005-2006 passée entre le Service Géologique de Belgique et la Région Wallonne (RW - Direction Générale des Ressources Naturelles et de l'Environnement (DGRNE), Division de l'Eau, Direction des Eaux souterraines)
    Promoteur (SGB): Dr Xavier Devleeschouwer | Fonctionnaire dirigeant (RW): Ir Bruno Flamion
    Sujet: Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport intermédiaire, 28 pages.
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport final, 129 pages.
  • Convention 2006-2008 passée entre le Service Géologique de Belgique et la Région Wallonne (MRW - Direction Générale des Ressources Naturelles et de l'Environnement (DGRNE), Division de l'Eau, Direction des Eaux souterraines)
    Promoteur (SGB): Dr Xavier Devleeschouwer | Fonctionnaire dirigeant (RW): Ir Bruno Flamion
    ​Sujet: Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar (technique PSInSAR) en région liégeoise
    • Declercq P.-Y. (2007). Analyse des mouvements du sol par interferométrie radar en région liégeoise (technique PSInSAR). Rapport intermédiaire, 39 pages.

Mémoires & Thèses de doctorat

  • Vanneste Julien (2007). Analyse des mouvements de terrain en région liégeoise par télédétection (technique PSInSARTM). Ingénieur civil Géologue, Université de Liège. 158 pages. Promoteur: E Pirard, Co-Promoteur: X Devleeschouwer

Liens internet

Projets d'interférométrie radar

L'interférométrie radar en Belgique

L'interférométrie radar dans le monde

Les images SAR

La technique PSInSAR | Les prestataires de services

Les logiciels et outils appliqués à l'Interférométrie radar

Les sites internet des chercheurs utilisant l'interférométrie radar

Referenties

Gepubliceerde papers

  • Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Preliminary results for Brussels. In: NPA Group (Ed.) GMES-Terrafirma Brochure: A ground motion information service for Europe, p. 10-11.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Bombement des sols dans le coeur de Bruxelles révélé par interférométrie radar: une technique spatiale de pointe. Science Connection, 6/2, 21-23. (in Dutch)
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - Kosmische spitstechnologie: radarinterferometrie onthult vervormingen van het Brusselse bodemoppervlak. Science Connection, 6/2, 21-23. (in French)
  • Declercq P.-Y., Devleeschouwer X. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. In: Proceedings of the Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN, 28 November - 2 December 2005, Frascati, Italy, 6 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) - Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. GMES Terrafirma Newsletter, Issue 1 - May 2006, 6-7.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Proceedings of the IAEG2006 Engineering geology for tomorrow’s cities, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, IAEG2006 Paper number 416, 10 pages.
  • Devleeschouwer X. (2006) – Ground motion (uplift) in the centre of Brussels related to groundwater recharge. European Geologist, 22, 29-31.
  • Browitt C., Walker A., Farina, P., Devleeschouwer X., Tragheim, D. & Aktar, M. (2007) – Terra not so firma. Geoscientist, 17/6, 22, 18-22.

Abstracten

  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2005) - L’Interférométrie Radar appliquée à la région de Bruxelles-Ottignies: mise en évidence de déformations des sols. Journée d’étude de Geologica Belgica, 1er mars 2005, Louvain-la-Neuve, 1p. (in French)
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2005) - Subsidence revealed by PSInSAR technique in the Ottignies-Wavre area (Belgium) related to water pumping in urban area. Fringe 05 Workshop, ESA - ESRIN 28 November - 2 December 2005 Frascati, Italy, 1p.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y. & Pouriel F. (2006) - Radar interferometry reveals subsidence in Quaternary alluvial plains related to groundwater pumping and peat layers (Belgium). Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 315-317.
  • Devleeschouwer X., Declercq P.-Y., Pouriel F. & Petitclerc, E. (2006) - Is there a relation between an abandonned underground exploitation of sandy limestones in Brussels and subsidence phenomenon revealed by PSInSAR data? Proceedings of the 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartographic and Information Systems, Barcelona, Spain, 13th-16th June 2006, Volume II, 318-320.
  • Devleeschouwer X., Pouriel F. & Declercq P.-Y. (2006) – Vertical displacements (uplift) revealed by the PSInSAR technique in the centre of Brussels, Belgium. Abstract of the 10th IAEG International Congress, Nottingham, United Kingdom, 6th-10th September 2006, p. 82-83.
  • Devleeschouwer, Declercq, Petitclerc (2007) - Ground subsidence related to soft and recent alluvial sediments (Brussels, Belgium). Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17.
  • Devleeschouwer, Declercq, Flamion, Berger, Welter, Funcken, Brixko (2007) - Uplift revealed by Radar Interferometry in coal concessions around Liège (Belgium): a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Geohazards 2007 Workshop, 05-09th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 17-18.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Dusar M., Debien A. (2007) - Contrasting ground movements revealed by radar interferometry over abandoned coal mines (Campine, Belgium). Abstract book of the Fringe 2007 Workshop, 26-29th November 2007, ESRIN-ESA, Frascati, Italy, 123.
  • Devleeschouwer X., Declercq P-Y., Flamion B., Brixko J., Timmermans A. & Vanneste J. (2008) - Uplift revealed by radar interferometry around Liège (Belgium) : a relation with rising mining groundwater. Abstract book of the Post-Mining GISOS 2008, 5-7th February 2008, Nancy, France

Niet gepubliceerde rapporten - Contracten en expertises

  • Contract in 2005-2006 tussen de Belgische Geologische Dienst en het Waalse Gewest (MRW - Direction Générale des Ressources Naturelles et de l'Environnement (DGRNE), Division de l'Eau, Direction des Eaux souterraines)
    Promotor (BGD): Dr Xavier Devleeschouwer | Ambtenaar leider (MRW): Ir Bruno Flamion
    Subject: Analyse des mouvements du sol utilisant l'interférométrie radar sur une zone pilote du bassin houiller de Liège.
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport intermédiaire, 28 pages. (in het Frans)
    • Pouriel F. (2006). Analyse des mouvements du sol par interférométrie radar sur une zone pilote du bassin charbonnier de Liège. Rapport final, 129 pages. (in het Frans)
  • Contract in 2006-2008 tussen de Belgische Geologische Dienst en het Waalse Gewest (MRW - Direction Générale des Ressources Naturelles et de l'Environnement (DGRNE), Division de l'Eau, Direction des Eaux souterraines)
    Promotor (BGD): Dr Xavier Devleeschouwer | Ambtenaar leider (MRW): Ir Bruno Flamion
    Subject: Analyse des mouvements du sol par interferométrie radar en région liégeoise (technique PSInSAR) en région liégeoise.
    • Declercq P.-Y. (2007). Analyse des mouvements du sol par interferométrie radar en région liégeoise (technique PSInSAR). Rapport intermédiaire, 39 pages. (in het Frans)

Eindverhandeling & Thesis

  • Vanneste Julien (2007). Analyse des mouvements de terrain en région liégeoise par télédétection (technique PSInSARTM). Ingénieur civil Géologue, Université de Liège. 158 pages (in het Frans). Promotor: E Pirard, Co-Promotor: X Devleeschouwer

Links

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De PSInSAR techniek | Service Providers
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Franck Pourriel
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