Benefits and challenges of applying GB-InSAR for use in civil projects in Canada, and ways forward

Adam Woods, Michael T. Hendry, Renato Macciotta, Tom Stewart, Julia Marsh

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Geohazard Monitoring Tools

ABSTRACT: Ground-based, interferometric, synthetic aperture radar (GB-InSAR) has been used successfully for monitoring both artificial and natural rock slopes. However, it has seen limited use within North America and Canada outside of the mining industry. GB-InSAR has many potential advantages for use on civil projects over traditional geotechnical monitoring techniques and other remote sensing technologies including satellite-based InSAR, LiDAR, and UAV photogrammetry. These advantages include very high accuracy, operation during all weather conditions, and high spatial and temporal coverage resulting in the ability for near real-time monitoring. Advantages such as these can result in a considerable increase in safety to workers, infrastructure, and equipment exposed to such risks if employed properly. However, common Canadian conditions such as dense vegetation cover, limited communications, and long winters with periods of deep snow and short days limit solar power generation and results in challenges for the deployment of GB-InSAR. This paper presents the installation, challenges and results of the use of GB-InSAR at a research site that poses many of these challenges and significant rock landslide hazard. The site discussed is the Checkerboard Creek Rock Slope which is a 2 to 3 million m3 slow-moving bedrock landslide adjacent to the Revelstoke Dam Reservoir with a maximum rate of displacement of approximately 10 mm/year. The GB-InSAR was initially installed at site in October 2016, however, was unable to collect continuous data due to insufficient solar power generation. Therefore, improvements were made in 2018 to address this and other issues. However, preliminary results from the GB-InSAR compare favorably with conventional instrumentation already installed at site.

RÉSUMÉ: Un radar au sol, interférométrique, à ouverture synthétique (GB-InSAR) a été utilisé avec succès pour observer les pentes rocheuses artificielles et naturelles. Toutefois, en Amérique du Nord et au Canada, ce radar a été peu utilisé en dehors de l'industrie minière. Pour être utilisé dans des projets civils, le GB-InSAR a potentiellement plusieurs avantages par rapport aux méthodes d'observation géotechniques traditionnelles et d'autres technologies de télédétection incluant le InSAR par satellite, le LiDAR et la photogrammétrie par un véhicule aérien sans pilote. Ces avantages comprennent une grande précision, une possibilité d'opérer dans toutes les conditions météorologiques, ainsi qu'une large couverture spatiale et temporelle qui mène à une capacité d'observation en temps quasi-réel. Les avantages tels que ceux-ci peuvent mener à considérablement améliorer la sécurité des travailleurs, de l'infrastructure et de l'équipement qui sont exposés à des risques, si employés de façon appropriée. Toutefois, les conditions canadiennes générales, comme le tapis végétal dense, la couverture par téléphone cellulaire limitée et de longs hivers avec des périodes de neige abondante et de courtes journées réduisent la production de l'électricité par l'énergie solaire qui alimente le radar et présentent un défi pour le déploiement du GB-InSAR. Ce mémoire présente l'installation, les défis et les résultats de l'utilisation du GB-InSAR sur un site de recherche qui pose beaucoup de ces défis et comporte des risques de glissement de terrain rocheux. Le site examiné est la pente rocheuse de la rivière Checkerboard qui s'étend sur 2 à 3 millions de m3 de masse rocheuse en glissement lent adjacente au Réservoir du Barrage de Revelstoke avec un taux de glissement d'environ 10mm par année. Le GB-InSAR a été initialement installé sur ce site en Octobre 2016, mais toutefois, le radar n'a pas été capable de recueillir des données continues car l'alimentation électrique par l'énergie solaire a été insuffisante. Par conséquent, des améliorations ont été apportées en 2018 pour résoudre ce problème et d'autres problèmes.

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Cite this article:
Adam Woods; Michael T. Hendry; Renato Macciotta; Tom Stewart; Julia Marsh (2019) Benefits and challenges of applying GB-InSAR for use in civil projects in Canada, and ways forward in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{Geo2019Paper171,author = Adam Woods; Michael T. Hendry; Renato Macciotta; Tom Stewart; Julia Marsh,title = Benefits and challenges of applying GB-InSAR for use in civil projects in Canada, and ways forward,year = 2019}