Radar vệ tinh mới có độ phân giải cao có thể phát hiện nguy cơ cầu sập

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA (JPL) và Đại học Bath đã phát triển được một hệ thống cảnh báo sớm dựa vào vệ tinh để phát hiện ra những chuyển động nhỏ trong những cây cầu khiến cho cầu sập.

Kết hợp dữ liệu từ vệ tinh thế hệ mới với thuật toán tinh vi, hệ thống giám sát có thể được chính phủ hoặc các chuyên gia sử dụng như hệ thống cảnh báo đảm bảo sự an toàn cho các dự án hạ tầng quy mô lớn.

Nhóm nghiên cứu đã xác minh kỹ thuật này bằng cách xem lại hình ảnh vệ tinh trong vòng 15 năm của cầu Morandi ở Genova, Ý, một phần của cây cầu bị sập vào tháng 8/2018, khiến 43 người thiệt mạng. Đánh giá được công bố trên tạp chí Remote Sensing cho thấy chiếc cầu này đã có dấu hiệu cong vênh nhiều tháng trước khi thảm kịch xảy ra.

TS. Giorgia Giardina, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Tình trạng của cây cầu đã được báo cáo trước đó, nhưng đây là lần đầu tiên nhờ sử dụng thông tin từ vệ tinh, chúng ta có thể nhìn thấy sự biến dạng của cầu trước khi nó sập. Chúng tôi đã chứng minh có thể sử dụng công cụ này, cụ thể là kết hợp dữ liệu khác nhau từ các vệ tinh với một mô hình toán học để phát hiện các dấu hiệu sớm sự sụp đổ hoặc biến dạng".

Các kỹ thuật giám sát cấu trúc hiện nay dù có thể phát hiện ra các dấu hiệu chuyển động trong cây cầu hoặc tòa nhà, nhưng chỉ tập trung vào các điểm cụ thể có đặt cảm biến. Kỹ thuật mới có thể theo dõi trong thời gian thực gần như toàn bộ cấu trúc.

Theo TS. Pietro Milillo, tác giả chính của nghiên cứu, kỹ thuật của nhóm nghiên cứu có sự cải tiến hơn so với các phương pháp truyền thống vì cho phép các nhà khoa học đánh giá sự thay đổi của biến dạng mặt đất trên một hạ tầng duy nhất với tần suất và độ chính xác chưa từng có. Điều này liên quan đến sự phát triển của kỹ thuật mới hỗ trợ xác định tình trạng của cây cầu và hạ tầng khác.

Kỹ thuật mới được thực hiện nhờ những tiến bộ trong công nghệ vệ tinh, cụ thể là sử dụng kết hợp chòm sao COSMO-SkyMed của Cơ quan Vũ trụ Ý (ASI) và các vệ tinh Sentinel-1a và 1b của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, cho phép thu thập dữ liệu chính xác hơn. Dữ liệu Radar khẩu độ tổng hợp chính xác (SAR), khi được thu thập từ nhiều vệ tinh được ở các góc độ khác nhau, có thể được sử dụng để xây dựng hình ảnh 3D về tòa nhà, cây cầu hoặc đường phố.

TS. Giardina nói thêm: "Trước đây, các vệ tinh mà chúng tôi đã sử dụng cho nghiên cứu này, có thể tạo ra hình ảnh radar chính xác trong khoảng 1cm. Bây giờ, chúng tôi có thể sử dụng dữ liệu chính xác trong vòng 1mm và thậm chí tốt hơn trong các điều kiện phù hợp. Giờ đây, chúng tôi đã đạt mức độ chi tiết cần thiết để giám sát các cấu trúc một cách hiệu quả. Rõ ràng, tiềm năng này sẽ được áp dụng liên tục cho các cấu trúc lớn. Các công cụ hỗ trợ có chi phí thấp hơn so với giám sát theo phương pháp truyền thống và có thể được mở rộng. Thông thường, bạn cần cài đặt cảm biến tại các điểm cụ thể trong tòa nhà, nhưng phương pháp này có thể giám sát nhiều điểm cùng một lúc".

Kỹ thuật mới cũng có thể được sử dụng để giám sát chuyển động của các cấu trúc khi các hoạt động thi công dưới lòng đất diễn ra như khoan trong đường hầm.

N.P.D (NASATI), theo http://www.spacedaily.com/reports/New_high_definition_satellite_radar_can_detect_bridges_at_risk_of_collapse_from_space_999.html, 7/2019