基于时序InSAR的滑坡早期识别——以贵州省水城县为例

水城县位于贵州省西部,在自然环境和人类活动的综合作用下,该县滑坡频繁发生,具有隐蔽性强、突发性高、破坏性强的特点,威胁着当地人民的生命财产安全,急需采用有效手段对县内潜在滑坡进行识别,从而为防灾减灾提供有力的信息支持。针对水城县多为高山峡谷区域,传统人工排查方法难以实施这一现状,本文提出一种基于InSAR(Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术的滑坡早期识别方法。该方法通过改进的小基线集干涉测量（Small Baseline Subset,SBAS-InSAR）技术获取了水城县坡度方向的有效形变点,并对这些形变点采用Anselin Local Moran′s I指数进行空间异常值分析和聚类处理,获得低值聚集区域,最后结合谷歌影像上的地表特征,从而对潜在滑坡进行识别。研究表明：水城县地表形变速率不均,且存在多个形变中心,坡度方向最大形变速率达到142.3 mm/a。通过文中的方法对水城县进行潜在滑坡识别,并结合野外调查数据进行验证,最终成功识别出14处潜在滑坡,有8处滑坡位于雷达不可视区内,故未能成功识别。     

D-InSAR技术及其在活断层运动学研究中的应用

D—InSAR技术作为InSAR观测的重要方面，可以对地表形变进行比较精确的探测。随着目前国内外利用InSAR观测技术对地形测绘、活断裂(主要是活断层发育地区的地震同震形变)、地面沉降、滑坡、火山爆发、冰川运动等所进行的一系列探索和实践，该技术的研究也开始从萌芽向更加广泛和纵深发展。本文在介绍InSAR技术基本原理的同时，重点介绍目前该项技术在活断裂运动学研究中的应用以及未来的研究展望。     

星载合成孔径雷达在杆塔基础地表形变监测技术的研究与应用

为保障高原输电通道的安全,排查地表形变引发的地质灾害,以哨兵雷达卫星影像数据为数据源,以750 kV川湖Ⅰ线为监测对象,采用星载合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR),研究分析输电通道地表微小形变的提取方法,发现川湖Ⅰ线100号杆塔附近存在明显的地表形变量,且2019年7月形变有明显的加速过程,分析说明该地面沉降区的形变与地面或地下的施工过程有关。研究表明:(1)卫星遥感星载InSAR测量技术适用于地表微小形变的提取,提取精度较高,能够满足输电通道地表形变的监测;(2)卫星遥感星载InSAR测量技术提取的地表形变精度可达毫米级,可替代人工地面测量工作;(3)针对地表形变,与传统野外核查、人工测量解译相比, 卫星遥感星载InSAR监测技术具有精度高、效率高、覆盖范围广等优势。     

川藏铁路雅砻江深切峡谷区滑坡早期识别研究

川藏铁路自东向西横穿雅砻江段高山峡谷区,沿线滑坡地质灾害频发,且具有强隐蔽性、高突发性、强链状性、强破坏性等特点,严重威胁川藏铁路的建设和运营安全。为了实现对深切峡谷区重大滑坡地质灾害早发现早防范,采用孕灾环境条件分析、高精度遥感、InSAR监测技术、无人机航拍等"星-空-地"识别技术,对深切河谷滑坡进行早期识别。获取深切峡谷区滑坡包括孕灾环境、斜坡空间几何结构、斜坡灾变演化特征等指标,构建深切峡谷区滑坡早期识别方法及指标体系,并运用该识别方法对典型滑坡甲西滑坡进行识别验证。以期为深切峡谷区滑坡地质灾害早期识别和防灾减灾等工作提供参考。     

大同地震前跨断层形变年速率比时空微动态演化特征

研究探索了由跨断层形变测量资料提取无量纲的年速率比γh 和γ1 的新方法 ,并给出了整个测量区域速率比的时空分布和演化特征。研究结果表明 :(1 )中强地震前近源区形变年速率比在空间上、时间上存在中短及短期异常 ;(2 )中短期异常显示 ,震前 1～ 2年近源区年速率比正值(或负值 )有逐渐增大范围、量值的趋势 ,震源区速率比值较小 ,似处于闭锁状态 ;(3)短期异常显示 ,震前 3个月速率比值增高 ,空间上呈现大范围正负值区异常分布 ,图像形态发生显著变化。     

基于PS-InSAR技术探测地表形变的实验研究

常规合成孔径雷达差分干涉测量技术在区域地表形变探测中存在时空失相关和大气延迟的影响,为了克服或减弱它们的影响,分离和提取线性、非线性形变时间序列以及地形数据误差与大气信号,以西安市沉降场为研究对象,用17景Envisat数据进行了实验研究,并与常规D-InSAR结果比较,证实了PS-InSAR技术用于地表形变监测的有效性.     

基于多要素大气延迟改正的InSAR地面沉降监测研究

同区域不同期SAR数据时间的大气延迟差异是影响SAR干涉测量的最主要因素之一.以北京主城区作为研究区域,综合地形和气象要素,将BP神经网络技术用于GPS对流层延迟内插,并用于InSAR大气延迟改正研究.实验证明,经与GPS沉降量相比较,该方法优于克里金插值法,大气延迟双差改正结果用于InSAR大气效应改善,可有效提高InSAR处理精度.     

基于面向对象的云南永胜县金官盆地东缘古滑坡群识别

古滑坡在一定内外力作用下可能复活,对区域人民群众生命财产安全存在威胁,因此,古滑坡群的准确识别对其细节特征剖析、稳定性评价和隐患早期判别等工作具有重要的理论及现实意义。文中以云南永胜县金官盆地东缘山地地区为研究区,利用GF-2遥感影像数据和DEM数据,采用面向对象的分类方法,提出一种基于植被覆盖度与目视解译区分植被后,结合光谱、地形和纹理等特征识别古滑坡滑源区的方法,进而建立古滑坡滑源区识别特征规则集,最后结合野外实地调查和目视解译对识别结果进行精度分析。结果表明：（1）在程海-宾川断裂带北端的金官盆地东缘地区共计识别出古滑坡群13处,分布受程海-宾川断裂带控制明显,具有明显的下盘效应,在龙潭滑坡西北方向约4 km范围内沿断裂带连续分布。（2）正确识别的古滑坡滑源区总面积为3.09 km2,其中以龙潭滑坡最为典型,滑坡特征清晰,圈椅状地形明显,滑源区后缘高程为2 360 m,滑坡后壁崩塌堆积体坡度达30°以上。（3）结合识别结果、目视解译和野外实地调研,采用文中的方法识别古滑坡滑源区的正确识别精度高达91.54%,识别质量百分比为86.26%。本研究提出的方法可为类似古滑坡识别与古滑坡...     

汶川大地震同震滑坡复活变形特征研究

同震滑坡复活具有不确定性、隐蔽性强和区域分布面积广等特点，往往被忽视，容易成为防灾减灾的盲区。该文根据同震滑坡堆积物变形复活所处的坡体位置和主要诱发因素，将复活类型划分为坡脚侵蚀型和坡面降雨型，基于InSAR技术、无人机多期航拍和地面调查数据，分别对青林沟滑坡和沙坝村滑坡变形特征、过程、原因进行分析，坡脚侵蚀型主要以“沟道侵蚀—坡体滑塌—坡体后退”模式变形和复活；坡面降雨型则以“颗粒运移—下渗增强—颗粒粗化—滑面发展”模式变形和复活。将InSAR技术应用于同震滑坡大范围和长时间序列变形监测，不仅是同震滑坡变形和复活研究的有效手段，对于地质灾害评价、预测与防治也具有参考意义。     

煤矿开采沉陷监测——基于合成孔径雷达差分干涉测量的研究

采矿引起地面沉陷是矿区经常发生的一种破坏性灾害.作为空间对地观测技术的一个重要分支--合成孔径雷达干涉测量技术,可以实现高精度大范围的矿区开采沉陷监测,越来越受到人们的重视.采用"两轨法"差分干涉测量技术对矿区开采沉陷监测进行了试验研究,提取了垂直形变图,分析了试验区开采沉陷随时间变化的规律,并对沉陷区作了剖线分析.     

星载SAR差分干涉测量提取汶川地震同震形变场

采用合成孔径雷达差分干涉测量技术对2008年5月12日四川汶川地震(Ms=8.0)的形变信息进行了提取,并开展了研究,利用地震前后ALOS/PALSAR数据,进行重复轨道差分干涉处理,得到了震前—震后的干涉条纹图和形变结果图。由雷达视向形变图可知,此次地震造成了隆起形变,最大形变出现在北川—映秀断裂带上,最大雷达视向形变量超过了90 cm,形变范围较大,川西的大部分地方都出现了不同程度的地表形变。结合川西的地质和地型构造情况,根据地震同震形变场的空间分布特征,对形变特征和震源构造进行了分析,发现二者有很好的一致性。     

融合DInSAR与精密水准测量的天津蓟州五名山滑坡体形变监测

DInSAR技术可快速获取高空间分辨率的形变信息,融合精密水准测量数据获得更为精确的形变,有助于其在城市地面沉降和滑坡地质灾害监测的应用。以天津市蓟州区五名山为例,研究融合DInSAR与精密水准测量的滑坡体形变监测。利用二轨DInSAR技术,获取了天津市蓟州区五名山近两年的DInSAR形变,通过与精密水准测量相比较,构建基于精密水准测量的InSAR形变校正模型构建,对校正模型进行了验证,获得了蓟州区北部山区校正的DInSAR形变。研究结果表明:与精密水准测量相比较,校正前后的DInSAR形变,均方根误差分别为3.69 mm和2.64 mm,校正模型可改善DInSAR形变。由于矿山开采,蓟州区北部山区2017-2018年的垂直形变达到38 mm,形变较大地区集中在采矿区的周边及山区。     

汶川8.0级地震灾区滑坡风险评估方法

采用滑坡风险评估三要素的方法,即:风险区划(R_3)、风险概率(R_P)、风险损失(R_h),对汶川大地震极震区10个县市26 000 km~2面积区的震后滑坡风险进行了评估。结果显示,区内高风险区仅占9.03%面积,但承担42%的滑坡发生概率和滑坡损失风险贡献;较高风险区占14.61%面积,承担25%的风险贡献;中风险区占22.28.%面积,承担19%的风险贡献;低风险区占37.93%面积,承担11%的风险贡献;无风险区占16.15%面积,承担3%的风险贡献。震后由于采取了有效的避险措施,滑坡风险明显降低的结果。     

基于信息量与多模型耦合的碎屑岩区滑坡易发性分区评价

滑坡是一种典型的地质灾害,在我国南部湿热条件下,碎屑岩区滑坡的形成机制有别于其他地区。因此,碎屑岩区滑坡的识别及预警较为复杂,需有系统性及针对性。以碎屑岩区的广西来宾金秀瑶族自治县范围内的滑坡为研究对象,选取岩性、坡度、坡向、地形起伏度等10个致灾影响因子,通过信息量模型(I)与逻辑回归模型(LR)、随机森林(RF)、BP神经网络(BP)、卷积神经网络(CNN)等4种模型的耦合,以此构建出相应的易发性评价模型,同时对其精准性进行有效评价,进而在研究区范围内进行滑坡易发性分区。研究表明,信息量与BP神经网络耦合模型的ROC曲线AUC值最大(0.94),因此,可用此方法进行碎屑岩区的滑坡易发性分区。最后,通过评价可知,研究区的滑坡高易发区主要集中在路网和水系两侧。文中针对碎屑岩区的滑坡易发性分区进行了一次有效探索,可为当地防灾工作提供一定依据,也可为类似区域的滑坡防治提供一种思路。     

基于SBAS-InSAR技术的M矿区沉降监测与建筑群安全性研究

矿区开采沉陷会给地表建筑及人员安全带来巨大威胁,监测矿区时序沉降并为地表建筑安全提供指导意见具有重大意义。本文基于SBAS-InSAR技术开展了M矿区近5年的时序沉降监测,确定了M矿区的沉降区域及年平均沉降速率,并对重点沉降区域展开时序分析。另结合哨兵数据强度图像及GF-1号光学影像解译矿区地表建筑群信息,联合InSAR形变场对主要建筑区的安全性进行分析。结果表示,矿区以三矿和二矿的地表沉降最为严重,而一矿的沉降相对较小。矿井A区、B区都有沉降继续加深、影响范围继续扩大的趋势。矿区地表建筑群中,A1南部进入矿区的部分、A2以及B3建筑群安全性较差,沉降速率达30～60 mm/a,后续需进行现场勘探,做好建筑安全防护及安全预防工作。而A3、A4、B2建筑群,沉降速率为0～30 mm/a,值得后期关注。B1及C～G区建筑群沉降速率为0～20 mm/a,安全性相对较好。     

基于GIS的岩溶地区滑坡敏感性评价——以贵州织金县为例

滑坡是喀斯特山区主要的灾害类型。以贵州省织金县为研究区,结合遥感科学和地理信息系统,综合滑坡编目数据,分析织金县的滑坡发生机制,并基于信息论的滑坡信息量模型分析方法,选取主要滑坡因子,包括坡度、坡向、相对高差、地形湿度指数、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)、地质地层和公路,在此基础上建立区域滑坡空间预测的信息量模型,利用GIS对单因子滑坡信息量进行计算,再求得各因子的综合信息量并进行风险分级。结果表明,织金县相对稳定区为2 779.0 km2,高风险区共有42处,中风险区共有36处,低风险区共有67处。滑坡与地形的相对高差明显相关,植被也是滑坡稳定性的重要影响因素,研究结果对区域的发展和规划都具有较好的参考意义。     

汶川强震区震裂山体分布特征与成灾模式研究

为研究2008年汶川8.0级地震强震区震裂山体灾害的分布特征及其成灾模式，首先基于植被退化趋势法和全球地表类型覆盖图等多源数据融合方法对研究区震裂山体进行识别，建立了124处典型震裂山体灾害点数据集。分析表明：震裂山体分布特征与地震的峰值加速度(PGA)等值线和断层距呈现高度正相关性，受高程放大效应和地形影响，85.48%的灾害点发育于泥石流沟域内，同时94.35%的震裂山体来源于同震滑坡后缘的持续变形；震裂山体主要成灾模式包括高位震裂山体高速崩滑碎屑流、高位震裂山体崩滑铲刮侵蚀型泥石流和高位震裂山体多点崩滑堵溃型泥石流三种灾害链。研究结果对强震区震裂山体灾害的全面识别和综合防治及强震区工程规划具有一定参考价值。     

灾后复杂地形区域的测量测绘模型设计

灾后地形变化复杂,基于单一线性模型的测量测绘方法,测量灾区坡度陡、高差大等复杂地形时,无法有效拟合复杂地形趋势、获取高程点精度差,导致测量精确度较低。设计一种用于灾后复杂地形区域的测量测绘模型,在外部DEM辅助下精化灾区地形DEM,对灾区遥感InSAR影像进行干涉定标,实现干涉影像与外部DEM的精准对应;将多模型的线性回归策略与灾后复杂地形趋势相拟合,对解缠干涉影像图中全部影像快,通过多模型的线性回归,逐个像素精确的去除相位解缠中多余相位,过滤无价值高程点,得到有效灾区地形高程图,从中采集精确地灾后复杂地形区域高程点。实验结果表明,该模型可提高灾后复杂地形区域绘图精确度,对总体灾区地形InSAR影像测量效率高,测量的平均高程误差为±6.2cm,比单一线性模型低±3.77cm。     

白格滑坡区遥感光谱时空特征对滑坡发育的指示作用

2018年10月和11月,在金沙江川藏交界处江达县波罗乡白格村先后发生两次特大型高位岩质滑坡,堵塞金沙江,造成严重财产损失。文中基于多光谱遥感数据,针对区域光谱信息,采用统计分析与小波变换方法,分季探究了滑坡敏感性因子,分析了白格滑坡形变的时空特征。结果表明：（1）Landsat影像中,NIR、SWIR1和SWIR2波段是识别滑坡发育的敏感波段,归一化水汽指数可作为表征雨季滑坡动态变化的敏感指标,SWIR2可作为表征旱季滑坡体动态变化的关键因子;（2）利用地物光谱捕获到了滑坡动态发育的转折点,1998-2019年,白格滑坡区存在3个变形期,即：1998-2001年的缓慢变形期,2005-2009年的初加速变形期,2014-2018年的加速变形期;（3）在旱季,SWIR2波段反射率可用于区分白格滑坡不同部位的形变特征;在雨季,归一化水汽指数对监测区内植被覆盖区及裸露区有良好的区分度。     

基于熵权的典型滑坡危险度评价

根据典型滑坡的强度指标和发生可能性指标建立了典型滑坡危险度评价指标体系,利用信息熵原理,结合中国科学院成都山地所滑坡数据库(CDMI)中云阳县18个典型岩质滑坡的资料计算了各评价因子的客观权重,建立了定量评价模型.计算了云阳县18个典型岩质滑坡的危险度,通过实地调查对评价结果进行了对比验证,危险度评价结果准确率达83.3%,该方法可作为评价典型滑坡危险度的新方法进行推广运用,为滑坡的防治提供参考.