Detection and monitoring of surface motions in active open pit iron mine in the amazon region, using persistent scatterer interferometry with terraSAR-X satellite data

Remote Sensing

Volumn 5, Issue 9, 2013, Pages 4719-4734

  Hartwig, Marcos E ^a   Paradella, Waldir R ^a   Mura, José C ^a  

^a INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS   (Brazil)

Author keywords

Caraj s Mineral Province; Open pit mine; Persistent scatterer interferometry; Surface deformation monitoring; Tropical environment

Indexed keywords

GEOLOGICAL STRUCTURES; PERSISTENT SCATTERER INTERFEROMETRY (PSI); PERSISTENT SCATTERERS; SOCIAL AND ENVIRONMENTAL; SURFACE DEFORMATION; TRIGGERING MECHANISM; TROPICAL ENVIRONMENTS; TROPICAL RAIN FOREST;

DEVELOPING COUNTRIES; INTERFEROMETRY; IRON MINES; OPEN PIT MINING; SATELLITES; SCATTERING; SURFACE SCATTERING; SYNTHETIC APERTURE RADAR; TROPICS;

DEFORMATION;

EID: 84884684424     PISSN: None     EISSN: 20724292     Source Type: Journal    
DOI: 10.3390/rs5094719     Document Type: Article

References (52)

1. Instituto Brasileiro de Mineração. Informações e Análises da Economia Mineral Brasileira, 6th ed.; IBRAM: Brasília, Brazil, 2011.
2. Sá, G.; Soares, F.; Pires, M.H.A. Condicionantes de Ruptura na Mina de N4WN, Carajás-PA. In Proceedings of Anais do 12° Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, Porto de Galinhas, Brazil, 23-27 November 2008.
3. Wieczorek, G.F.; Snyder, J.B. Monitoring Slope Movements. In Geological Monitoring; Young, R., Norby, L. Eds.; Geological Society of America: Boulder, CO, USA, 2009; pp. 245-271.
4. Berardino, P.; Costantini, M.; Franceschetti, G.; Iodice, A.; Pietranera, l.; Rizzo, V. Use of differential SAR interferometry in monitoring and modelling large slope instability at Maratea (Basilicata, Italy). Eng. Geol. 2003, 68, 31-51.
5. Raucoules, D.; Maisons, C.; Carnec, C.; le Movelic, S.; King, C.; Hosford, S. Monitoring of slow ground deformation by ERS radar interferometry on the Vauvert Salt Mine (France): comparison with ground-based measurement. Remote Sens. Environ. 2003, 88, 468-478.
6. Ferretti, A.; Prati, C.; Rocca, F. Permanent Scatterers in SAR Interferometry. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2001, 39, 8-19.
7. Ferretti, A.; Prati, C.; Rocca, F. Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in Differential SAR Interferometry. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2000, 38, 2202-2212.
8. Farina, P.; Colombo, D.; Fumagalli, A.; Marks, F.; Moretti, S. Permanent Scatterers for landslide investigations: outcomes from the ESA-SLAM Project. Eng. Geol. 2006, 88, 200-217.
9. Rott, H.; Nagler, T. The contribution of radar interferometry to the assessment of landslide hazards. Adv. Space Res. 2006, 37, 710-719.
10. Colesanti, C.; Wasowski, J. Investigating landslides with space-borne Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry. Eng. Geol. 2006, 88, 173-199.
11. Strozzi, T.; Farina, P.; Corsini, A.; Ambrosi, C.; Thuring, M.; Zilger, J.; Wiesmann, A.; Wegmuller, U.; Werner, C. Survey and monitoring of landslide displacements by means of L-band satellite SAR interferometry. Landslide 2005, 2, 193-201.
12. Hilley, G.E.; Bürgmann, R.; Ferretti, A.; Novali, F.; Rocca, F. Dynamics of slow-moving landslides from permanente scatterer analysis. Science 2004, 304, 1952-1955.
13. Colesanti, C.; Ferretti, A.; Prati, C.; Rocca, F. Monitoring landslides and tectonic motion with the Permanent Scatterers technique. Eng. Geol. 2003, 68, 3-14.
14. Kimura, H; Yamaguchi, Y. Detection of landslide areas using satellite radar interferometry. Photogramm. Eng. Remote Sens. 2000, 66, 337-344.
15. BVP Engenharia LTDA. Mapeamento Litoestrutural e Litogeomecânico da Mina N4WN; Relatório Interno-VL 070-10-E-CA-RT-03-55-00; BVP Engenharia LTDA: Belo Horizonte. Brazil, 2009; p. 75.
16. DOCEGEO. Revisão litoestratigráfica da Província Mineral de Carajás. In Proceedings of Anais do XXXV Congresso Brasileiro de Geologia, Belém, Brazil, 6-13 November 1988; pp. 11-54.
17. Gibbs, A.G.; Wirth, K.R.; Hirata, W.K.; Olszewski, W.J. Age and composition of the Grão-Pará Group volcanics, Serra dos Carajás. Revista Brasileira de Geociências 1986, 16, 201-211.
18. Faraco, M.T.L.; Marinho, P.A.C.; Vale, A.G.; Costa, E.J.S.; Maia, R.G.N.; Ferreira, A.L.; Valente, C.R.; Lacerda Filho, J.V.; Moreton, I.C.; Camargo, M.A.; et al. Folha SB.22-Araguaia. In Carta Geológica do Brasil ao Milionésimo, Sistema de Informações Geográficas; Schobbenhaus, C., Gonçalves, J.H., Santos, J.O.S., Abram, M.B., Leão Neto, R., Matos, G.M.M., Vidotti, R.M., Ramos, M.A.B., Jesus, J.D.A., Eds.; CPRM, Programa Geologia do Brasil: Brasília, Brazil, 2004; CD-ROM.
19. Veneziani, P.; Santos, A.R.; Paradella, W.R. A evolução tectono-estratigráfica da Província Mineral de Carajás: um modelo com base em dados de sensores remotos orbitais (SAR-C RADARSAT-1, TM-Landsat-5), aerogeofísica e dados de campo. Revista Brasileira de Geociências 2004, 34, 67-78.
20. Beisiegel, V.R.; Bernardelli, A.L.; Drummond, N.F.; Ruff, A.W.; Tremaine, J.W. Geologia e recursos minerais da Serra dos Carajás. Revista Brasileira de Geociências 1973, 3, 215-242.
21. Araújo, O.J.B.; Maia, R.G.N.; João, X.S.J.; Costa, J.B.S. A megaestruturação Arqueana da Folha Serra dos Carajás. In Proceedings of Anais do VII Congresso Latino-Americano de Geologia, Belém, Brazil, 6-13 November 1988; pp. 324-338.
22. Pinheiro, R.V.L. e Holdsworth, R.E. The structure of the Carajás N-4 Ironstone deposit and associated rocks: relationship to Archean strike-slip tectonics and basement reactivation in Amazon region, Brazil. J. South Amer. Earth Sci. 1997, 10, 305-319.
23. Costa, J.B.S.; Araujo, J.B.; Santos, A.; Jorge Joao, X.S.; Macambira, M.J.B.; Lafon, J.M. A província mineral de Carajás: aspectos tectono-estruturais, estratigráficos e geocronológicos. Boletim Museu Paraense Emílio Goeldi 1995, 7, 199-235.
24. Lima, F.D.; Pinheiro, R.V.L. Formação Gorotire: considerações sobre uma unidade siliciclástica particular da Serra dos Carajás-PA. In Proceedings of Anais do VI Simpósio de Geologia da Amazônia, Manaus, Brasil, 13-17 June 1999; pp. 201-224.
25. Nogueira, A.C.R.; Truckenbrodt, W.; Costa, J.B.S; Pinheiro, R.V.L. Formação Águas Claras, Pré-Cambriano da Serra dos Carajás. Redescrição e redefinição. Boletim do Museu Paraense Emilio Goeldi 1995, 7, 177-197.
26. Hirata, W.K.; Rigon, J.C.; Kadekaru, K.; Cordeiro, A.A.C.; Meireles, E.M. Geologia Regional da Província Mineral de Carajás. In Proceedings Anais do I Simpósio de Geologia da Amazônia, Belém, Brazil, May 1982; pp. 100-109.
27. Machado, N.; Lindenmayer, Z.; Krogh, T.E.; Lindenmayer, D. U-Pb geochronology of Archean magmatism and basement reactivation in the Carajás area, Amazon shield, Brazil. Precambrian Res. 1991, 49, 329-354.
28. Lindenmayer, Z.G.; Laux, J.H.; Teixeira, J.B.G. Considerações sobre a origem das formações ferríferas da Formação Carajás, Serra dos Carajás. Revista Brasileira de Geociências 2001, 31, 21-28.
29. Olszewski, W.J.; Wirth, K.R.; Gibbs, A.K.; Gaudette, H.E. The age, origin, and tectonics of the Grão Pará Group and associated rocks, Serra dos Carajás, Brazil: Archean continental volcanism and rifting. Precambrian Res. 1989, 42, 229-254.
30. Dall'Agnol. R.; Costi, H.T.; Leite, A.A.S.; Magalhaes, M.S.; Teixeira, N.P. Rapakivi granites from Brazil and adjacent areas. Precambrian Res. 1999, 95, 9-39.
31. Dall'Agnol, R.; Souza, Z.S.; Althoff, F.J.; Barros, C.E.M.; Leite, A.A.S.; Jorge Joao, X.S. General Aspects of the Granitogenesis of the Carajas Metallogenic Province. In Proceedings of the II Intern. Symp. Gran. Assoc. Miner., Excursions Guide, Salvador, Brazil, 24-29 August 1997; pp. 135-161.
32. Grainger, C.J.; David, I.G.; Tallarico, F.H.B.; Fletcher, I.R. Metallogenesis of the Carajás Mineral Province, southern Amazon Craton, Brazil: varying styles of Archean through Paleoproterozoic to Neoproterozoic base-and precious-metal mineralization. Ore Geol. Rev. 2008, 33, 451-489.
33. Dias, G.S.; Macambira, M.J.B.; Dall'Agnol, R.; Soares, A.D.V.; Barros, C.E.M. Datações de Zircões de sill de Metagabro: Comprovação da Idade Arqueana da Formação Águas Claras, Carajás-Pará. In Proceedings of Anais do V Simpósio de Geologia da Amazônia, Belém, Brazil, 27 May-2 June 1996; pp. 376-379.
34. Trendall, A.F.; Basei, M.A.S.; Laeter, J.R.; de Nelson, D.R. SHRIMP zircon U-Pb constraints on the age of the Carajás formation, Grão Pará Group, Amazon Craton. J. South Am. Earth Sci. 1998, 11, 265-277.
35. Costa, J.B.S.; Pinheiro, R.V.L.; João, X. da S.; Araújo, O.J.B. Esboço estrutural do Proterozóico médio da Amazônia Oriental. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi 1991, 3, 9-24.
36. Sá, G. Caracterização litoestrutural e parametrização geomecânica das superfícies de ruptura em taludes da mina de N4E, Carajás-PA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.
37. International Society for Rock Mechanics (ISRM). Rock Characterization, Testing and Monitoring Suggested Methods; Pergamon Press: London, UK, 1981; p. 211.
38. Bieniawski, Z.T. Engineering Rock Mass Classifications: A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining, Civil and Petroleum Engineering; John Wiley & Sons: New York, NY, USA, 1989; p. 272.
39. Madsen, S.N.; Zebker, H.A. Imaging Radar Interferometry. In Principles & Applications of Imaging Radar: Manual of Remote Sensing, 3rd ed.; Henderson, F.M., Lewis, A.J., Eds.; John Wiley & Sons, Inc.: Danvers, MA, USA, 1998; Volume 2, pp. 359-380.
40. Graham, I.C. Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proc. IEEE 1974, 62, 763-768.
41. Massonnet, D.; Rossi, M.; Carmona, C.; Adragna, F.; Peltzer, G.; Fiegl, K.; Rabaute, T. The displacement field of the Landers earthquake mapping by radar interferometry. Nature 1993, 364, 138-142.
42. Paradella, W.R.; Mura, J.C.; Gama, F.F.; Santos, A.R. Radar Interferometry in Surface Deformation Detection with Orbital Data. Revista Brasileira de Cartografia 2012, 64, 797-811.
43. Zhou, X.; Chang, N.B.; Li, S. Applications of SAR interferometry in Earth and environment science research. Sensors 2009, 9, 1876-1912.
44. Kampes, B.M. Radar Interferometry: Persistent Scatterer Technique; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2006; p. 211.
45. Hooper, A.; Zebker, H.; Segall, P.; Kampes, B. A new method for measuring deformation on volcanoes and other natural terreins using InSAR persistent scatterers. Geophys. Res. Lett. 2004, 31, L23611.
46. Adam, N.; Kampes, B.; Eineder, M.; Worawattanamateekul, J.; Kircher, M. The Development of a Scientific Permanent Scatterer System. In Proceedings of Joint Workshop of ISPRS WG I/2,I/5 and IC WG II/IV and EARSeL Special Interest Group 3D Remote Sensing, Hannover, Germany, 6-8 October 2003; pp. 1-6.
47. Duro, J.; Closa, J.; Biescas, E.; Crosetto, M.; Arnaud, A. High Resolution Differential Interferometry Using Time Series of ERS and EVISAT SAR Data. In Proceedings of the FRINGE, Frascati, Italy, 2-5 December 2003; Published on CDROM. p. 72.1.
48. Werner, C.; Wegmuller, U.; Strozzi, T.; Wiesmann, A. Interferometric Point Target Analysis for Deformation Mapping. In Proceedings of the IGARSS'03, Toulouse, France, 21-25 July 2003; pp. 4362-4364.
49. Paradella, W.R.; Cheng, P. Using Geoeye-1 stereo data in mining application: automatic DEM generation. Geoinformatics 2013, 16, 10-12.
50. Colesanti, C.; Ferretti, A.; Prati, C.; Rocca, F. Comparing GPS, Optical Leveling and Permanent Scatterers. In Proceedings of the IGARSS'01, Sydney, Australia, 9-13 July 2001; pp. 2622-2624.
51. Orman, M.; Peevers, R.; Sample, K. Waste Piles and Dumps. In SME Mining Engineering Handbook, 3rd ed.; Darling, P., Ed.; SME: Englewood, CO, USA, 2011; Volume 1, pp. 667-680.
52. Allasia, P.; Manconi, A.; Giordan, D.; Baldo, M.; Lollino, G. ADVICE: a new approach for near-real-time monitoring of surface displacements in landslide hazard scenarios. Sensors 2013, 13, 8285-8302.