Robuust analyse-model voor de bewegende aarde

17-09-2018

Bodemdaling, verzakkingen van wegen en spoorlijnen, trillingen van huizen: dit alles wordt nauwgezet gemonitord, onder andere om voorspellingen van toekomstige bewegingen te kunnen doen. De data-analyses zijn echter vaak niet eenduidig en dus een bron van discussie tussen belanghebbende partijen. HU onderzoeker Hiddo Velsink heeft nu in het kader van zijn promotieonderzoek een model ontwikkeld dat eenduidige analyse mogelijk maakt.

buluitreikingPrecieze GPS-ontvangers, waterpasinstrumenten, laserscanners en radar maken dat geodetische ingenieurs over steeds exactere meetgegevens kunnen beschikken van bodembewegingen. De interpretatie van die gegevens loopt echter uiteen. Hiddo Velsink: “De professionele praktijk past regelmatig methoden toe voor geodetische deformatieanalyse die tekortkomingen hebben. Deze tekortkomingen bemoeilijken de communicatie over de resultaten van deformatieanalyses met de verschillende betrokken partijen. Om de communicatie te verbeteren, moeten solide analysemodellen en een gemeenschappelijke taal worden gebruikt, waarvoor standaardisatie vereist is.”

Groningen

Veel partijen met verschillende belangen hebben interesse in de uitkomsten van de analyses. Denk maar aan de gaswinning in Groningen: de analyses helpen bepalen hoeveel gas er nog uit de grond mag worden gehaald, wie verantwoordelijk is voor bodemdaling en trillingen en de schade die deze veroorzaken, of hoe huizen versterkt moeten worden. De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) analyseert de bodemdalingsmetingen sinds het begin van de jaren zestig met steeds geavanceerdere wiskundige modellen maar de interpretatie van die gegevens leidt tot steeds heftiger discussies.

Betere communicatie

Een van de problemen is dat voor het meten van een verandering – bijvoorbeeld een bodemverzakking - vaak een vast referentiepunt wordt genomen. De aarde is echter constant in beweging; ook eerder genomen referentiepunten zijn aan verandering onderhevig. Gebruik je bij een latere meting dan het oorspronkelijke referentiepunt, of meet je in verhouding tot de huidige situatie? Velsink, geodetisch ingenieur en onderzoeker bij het lectoraat Digital Smart Services van de HU, heeft promotieonderzoek verricht naar de analyse van de data die alle meettechnieken opleveren. Hij is gekomen tot een eenduidig analysemodel. Dat maakt het onder andere mogelijk bodemveranderingen in vorm en grootte te analyseren zonder dat de referentiepunten stabiel hoeven te zijn. De methode maakt het ook mogelijk om hypothesen over de bewegingen en deformaties van de aarde in de analyse op te nemen, waardoor geodetische metingen en deformatiehypothesen worden gecombineerd. Het model maakt het bovendien eenvoudiger om die veranderingen grafisch te visualiseren. Dit alles vereenvoudigt de communicatie over geodetische veranderingen aanzienlijk.

Grote opdrachtgevers

Velsink hoopt dat de Nederlandse beroepspraktijk zijn model nu gaat gebruiken voor het opstellen van praktijkrichtlijnen voor grote opdrachtgevers als Rijkswaterstaat, Prorail en mijnbouwmaatschappijen als de NAM. “Specialisten en belanghebbenden én het geïnteresseerde of door deformaties getroffen publiek zullen zeker baat hebben bij deze nieuwe methode.”

Hiddo Velsink heeft op 12 september 2018 zijn proefschrift succesvol verdedigd aan de Technische Universiteit Delft. Download hier zijn proefschrift: The Elements of Deformation Analysis: Blending Geodetic Observations and Deformation Hypotheses