DESCRIPCIÓN

El Laboratorio de Teledetección es una infraestructura científico-tecnológica (sufragada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad Complutense de Madrid y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional) que da servicio a la actividad científica desarrollada por el grupo de investigación en Geodesia Espacial, Gravimetría y Geomatemáticas (http://gegrage.ucm.es/), integrado en el Departamento de Dinámica Terrestre y Observación de la Tierra del IGEO, así como a la comunidad científica y empresarial en el marco de acuerdos, contratos y proyectos. Este laboratorio tiene entre sus misiones la implementación de los servicios asociados a datos espaciales españoles (3D-Def, fusión de datos y modelado) en la infraestructura europea ESFRI EPOS (European Plate Observing System, https://www.epos-ip.org/).

Las áreas de investigación principales que esta infraestructura permite cubrir son: Observación Geodesia y Geofísica Espacial, Sistemas de Posicionamiento, Integración y fusión de datos de deformación de origen terrestre, aéreo o espacial, la vigilancia de peligros naturales y antrópicos, la elaboración de modelos y su aplicación en aspectos de vigilancia y de determinación de la estructura cortical.

INTEGRANTES

Los miembros del grupo de investigación GEGRAGE.

  • Responsable científico: José Fernández Torres, Profesor de Investigación.
  • Equipo investigador: Eulogio Pardo Iguzquiza, Zhongbo Hu, Du Sen, Alejandra Bermeo
  • Responsable técnico: José Fernández Torres

RECURSOS TÉCNICOS Y FUNCIONAMIENTO

El laboratorio está dotado con dos equipos informáticos de alta capacidad de procesamiento. En primer lugar, un clúster de cálculo con una capacidad de almacenamiento de 200 TB utilizando un sistema con redundancia RAID, 1.5 Tb de memoria RAM, un nodo específico para cálculo con unidades de proceso de gráficos (GPU) y más de 750 hilos de ejecución. Adicionalmente, cuenta con una estación de trabajo multi-usuario Linux que dispone de 50 TB de almacenamiento con redundancia, 400 GB de RAM y 4 procesadores Intel Xeon E5-4627.

Para el cálculo científico se dispone de software especializado, tanto comercial, como de código libre y desarrollos propios.

Además, se dispone de seis receptores GNSS Topcon HiperPro y de diez antenas geodésicas del tipo choke-ring que permiten, tanto en el marco de proyectos de investigación como de contratos con la administración y empresas, complementar con trabajos de campo la observación aérea y espacial que requiere posicionamiento preciso terrestre.

Los trabajos que se realizan están centrados en el procesado de imágenes RADAR mediante técnicas DInSAR para la estimación de velocidades lineales y no lineales de desplazamiento, el post-proceso de datos GNSS, la fusión de datos GNSS-RADAR, el procesado de otro tipo de datos auxiliares (MDT, MDS, LIDAR) y la elaboración de modelos gravimétricos y de deformación.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

Referencias:

Camacho, A.G., J. Fernández, F. Cannavó, 2018. PAF: A software tool to estimate free-geometry extended bodies of anomalous pressure from surface deformation data. Computers and Geosciences, 111, 235-243, doi: 10.1016/j.cageo.2017.11.014.

Fernández, J., J. F. Prieto, J. Escayo, A. G. Camacho, F. Luzón, K. F. Tiampo, M. Palano, T. Abajo, E. Pérez, J. Velasco, T. Herrero, G. Bru, I. Molina, J. López, G. Rodríguez-Velasco, I. Gómez, J. J. Mallorquí, 2018. Modeling the two- and three-dimensional displacement field in Lorca, Spain, subsidence and the global implications. Scientific Reports, 8:14782, https://www.nature.com/articles/s41598-018-33128-0.

Camacho, A.G., Prieto, J.F., Ancochea, E., Fernández, J., 2019. Deep volcanic morphology below Lanzarote, Canaries, from gravity inversion: New results for Timanfaya and implications. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 369, 64-79, doi: 10.1016/j.jvolgeores.2018.11.013.

Camacho, A.G., Fernández, J., 2019. Modeling 3D free-geometry volumetric sources associated to geological and anthropogenic hazards from space and terrestrial geodetic data. Remote Sens., 11(17), 2042; doi: 10.3390/rs11172042.

  • LORCA AREA, SPAIN

Figure 1. Geographical location of the study area. Location of the Alto Guadalentín Basin, the Bajo Guadalentín Basin and the Guadalentín River that formed the two basins. Black lines depict main faults in the area. The locations and names of the main cities in the area are shown (Fernández et al., 2018).

Figure 2. Subsidence area and location of the GNSS stations. (a) Subsidence area detected in previous studies by means of InSAR techniques along the Alto Guadalentín Basin. Subsidence rates have a maximum of 16 cm/yr for the period 2006–2011 located ~4 km south-west the city of Lorca. The black stars are damage locations due to the M = 5.1 May 2008 Lorca earthquake. Red lines are main faults (AMF, Alhama de Murcia Fault). The contour lines indicate 2 cm/yr InSAR subsidence due to groundwater pumping. (b) Location of the monitoring GNSS control stations deployed in the area of Alto Guadalentín. The network consists of 33 monitoring stations (blue circles show their location) and covers an area of about 70 km2. The network is designed to allow high accuracy GNSS surveys and also includes two existing continuous GNSS stations. Main population centers are depicted with white stars (Fernández et al., 2018).

Figure 3. Displacement rates determined from GNSS observations. Results corresponding to the period November 2015–February 2017. (a) Annual vertical displacement rates, subsidence, measured with standard confidence bars. (b) Average annual horizontal displacements with standard confidence regions. Additional results are shown in the Supplementary Information (Fernández et al., 2018).

Figure 4. Results obtained from the A-DInSAR processing using CPT technique. Both geometries, ascending and descending, have been processed using a multilook window of 3 × 13 pixels (azimuth × range) which generates a square pixel of about 60 × 60 meters in ground resolution. Coherence method has been used for pixel selection coherence method. Results are shown for the period November 2015–February 2017. (a) Line of Sight (LOS) velocity values obtained for the ascending orbit. (b) LOS velocity values for the descending orbit. Black dots locate the GNSS stations (Fernández et al., 2018).

Figure 5. Preliminary results for the test site used to validate the proposed methodology. A) Ortophoto of the Lorca area, the test site used in this case with GNSS marked with yellow dots. B to D Velocities obtained for each component expressed in cm/y. B) Vertical component C) North-South component. D) East-West component (Escayo et al., 2020, paper in ellaboration).

Figure 6. Schematic flow diagram of the inversion methodology where we start from the data set, the medium characteristics and its 3D gridding, to get (using the direct model equations and complementary conditions) a 3D source model of the anomalous sources via a growth process (Camacho and Fernández, 2019).

Figure 7. Example of the (optional) screen drawing during the inversion approach. It shows the evolution of the model growth process and various results (Camacho et al., 2018).

Figure 8. Different results obtained for the Lorca area using PAF Software. Each result uses a different deformation data as source to model the pressure sources of the subsidence observed in Lorca. (Fernandez et al, 2018).

  • LANZAROTE, CANARY ISLANDS, SPAIN (Camacho et al., 2019)