Analysis of local surface displacement using repeated GPS measurements: a case study of the Guabirotuba area, Curitiba, Brazil

Abstract

In recent years, the ability of GNSS systems to estimate high accuracy 3D positions has greatly contributed to the development of new monitoring techniques aimed at understanding the mechanisms by which the different Earth processes are generated. This paper presents the result of 9 GPS campaigns, between 2014 and 2019 for a group of 29 stations, held in the Guabirotuba urban area, Curitiba, Brazil, intending to estimate local crustal movements. The average magnitude and direction of horizontal velocities obtained for each site, allow demonstrating deformation of the southern zone of the area as a result of a local landslide process. The magnitude of the vectors varies between 1 and 16 mm/a horizontally. All sites had an absolute vertical movement, probably correlated with a local geological pattern or a physical site's motion driven by environmental mass redistribution. The uncertainties in positions and velocities for a long-term survey (over 5 years), showed good consistency at most sites when compared with the coordinates and velocities precision of the latest SIRGAS solution. The typical precision for the station positions at the reference epoch was ±2 mm horizontally and ±5 mm vertically, and ±0.60 mm/a horizontally and ±1.37 mm/a vertically for the constant velocities.

Emprego da Técnica PSInSAR como Ferramenta Complementar em Análise de Subsidências. Caso de Estudo: Bairro Guabirotuba – Curitiba – PR

“…Desse modo, foram realizadas duas análises comparativas: na primeira análise, as velocidades GPS obtidas por Amagua et al (2022) foram projetadas na LoS e comparadas com as velocidades calculadas pela técnica PSInSAR; na segunda análise, com o objetivo de validar os resultados do processamento com a técnica PSInSAR, as séries temporais obtidas com a PSInSAR foram comparadas com a série gerada pelas observações GNSS da estação de referência utilizada no processamento de Amagua et al (2022), a estação UFPR da RBMC (RBMC -UFPR).…”

“…O processamento desses dados foi realizado pelos autores Amagua et al (2022), os quais empregaram o software científico GNSS at MIT (GAMIT) -Global Kalman filter (GLOBK) (HERRING et al, 2018) que levou em consideração apenas observáveis da constelação GPS. Como resultado, os autores detectaram um deslocamento local da zona sul próxima ao rio Guabirotuba, provavelmente como resultado de um processo local de deslizamento de terra ou da composição geomorfológica da área.…”

“…No entanto, nem todas as estações possuíam PS próximos, o que levou à seleção apenas das estações com PS localizados a uma distância máxima de 20 metros (para evitar utilizar PS próximo a uma outra estação). As velocidades GPS apresentadas na Tabela 6 foram obtidas a partir do processamento realizado por Amagua et al (2022) e são relativas à estação RBMC-UFPR. Observa-se que o PS mais próximo à estação BCAL (~30 m de distância), o PS01_BCAL_2016_2022*, apresentou uma velocidade na LoS de -0,47 mm/ano com a técnica PSInSAR, enquanto registrou velocidades de 1,376 mm/ano e 1,406 mm/ano usando as projeções 3D e 1D, respectivamente, conforme as Eq.…”

“…Nesse contexto, este manuscrito procurou complementar os resultados obtidos por Werlich (2017) e Amagua et al (2022) empregando-se uma abordagem MT-InSAR, por meio da técnica PSInSAR, como ferramenta de processamento interferométrico. Werlich (2017) conduziu um estudo envolvendo o uso do Global Positioning System (GPS) no bairro Guabirotuba, localizado em Curitiba, Brasil.…”

“…Com isso, a autora desenvolveu sua pesquisa materializando uma rede de monitoramento GPS para acompanhar as coordenadas geodésicas dos pontos ao longo do tempo e quantificar esse fenômeno. Através de nove campanhas GPS realizadas entre os anos de 2014 e 2019, Werlich (2017) e Amagua et al (2022) identificaram algum tipo de movimento, que foi correlacionado com a formação geológica daquela região.…”