HIGH ACCURACY GROUND SURFACE DISPLACEMENT MONITORING
Authors: Fraser C. S. 
Published: October 2007

Developments in automated close range photogrammetry over the past decade have produced systems capable of achieving measurement accuracies of one part in several hundred thousand of the size of the object. The impetus for precision photogrammetry has come mainly from the industrial sectors of aircraft, aerospace and antenna manufacturing, but potential applications are not limited to these areas alone. This paper discusses the applicability of industrial photogrammetric techniques for the monitoring of ground surface displacements which accompany oil recovery operations. A pilot study is reported in which photogrammetric positioning accuracies at the millimetre level were sought over an area of 1 × 1.6 km. The large scale of the convergent network, coupled with the high level of positioning accuracy, meant that special consideration had to be given to both operational aspects (helicopter photography and targeting) and mathematical modelling (refraction compensation). Lessons learned in this project have implications for the broader application of high precision photogrammetry in large scale civil and geotechnical engineering, as well as in the mining industry.

Les progrès réalisés dans la photogrammétrie rapprochée automatisée au cours de la dernière décennie, ont débouché sur des systèmes capables ďeffectuer des mesures avec une précision de quelques cent millièmes de la taille de ľobjet. La photogrammétrie de haute précision a bénéficiéďune impulsion venant essentiellement du secteur des industries de ľaviation, de ľaerospatial et des constructeurs ďantennes, mais ses applications potentielles ne se limitent pas à ces seuls secteurs.

On examine dans cet article la possibilityéďapplication des techniques de photogrammétrie industrielle à la surveillance des mouvements de la surface du sol qui se produisent dans les opérations ďextraction du pétrole. On décrit une opération‐pilote dans laquelle on recherchait des précisions de localisation photogrammétrique de ľordre du millimètre sur une zone de 1 × 1,6km.

La réalisation ďun réseau de photographies convergentes prises à grande échelle et destinées à fournir une précision de localisation de haut niveau, a demandé de prêter une attention particulière aux aspects opérationnels (photographie en hélicoptère et pré‐balisage) ainsi qu'à la modélisation mathématique (corrections de réfraction).

Ľexpérience acquise dans ce projet pourra être utilisée pour une application plus étendue de la photogrammétrie de haute précision dans le domaine du génie civil ou géo‐technique à grande échelle ainsi que dans ľindustrie minière.

Entwicklungen in der automatisierten Nahbereichsphotogrammetrie haben in der letzten Dekade zu Sstemen geführt, mit denen Meβgenauigkeiten von 1 zu einigen Einhunderttausend der Objektgröβe möglich sind. Der Anstoβ zur Präzisionsphotogrammetrie kam hauptsdchlich von der Luftfahrt‐, Raumfahrt‐ und Antennenindustrie, aber mögliche Anwendungen sind nicht darauf beschränkt. Im Artikel wird die Anwendbarkeit von Verfahren der Industriephotogrammetrie auf Bewegungen der Gelände‐oberfläche, die im Zusammenhang mit der Förderung von Erdöl auftreten, diskutiert.

Es wird über eine Pilotstudie berichtet, bei der man über ein Gebiet von 1x1,6 km photogrammetrische Positioniergenauigkeiten im Millimeter‐Bereich anstrebte.

Der groβe maβstab des konvergenten Netzes, gepaart mit dem hohen Niveau der Positioniergenauigkeit bedeuteten, daβ sowohl die operationellen Aspekte (Hubschrauberaufnahmen und Signalisierung) ah auch die mathematische Modellierung (Kompensation der Refraktion) spezielle Überlegungen erforderten. Die bei diesem Projekt gesammelten Erfahrungen haben einen Einfluβ auf die breitere Anwendung der Präzisions‐photogrammetrie auf groβmaβstäbige Aufgaben im Bau‐ und Geo‐ingenieurwesen sowie im Bergbau.