Stacking InSAR和IPTA技术应用于探测宁夏隆德县滑坡隐患

宁夏回族自治区隆德县是典型的黄土丘陵区,古滑坡分布广泛,坡体受河流切割作用强,属于地质灾害中易发区。本研究采用时间跨度17个月共43景Sentinel-1卫星影像,利用干涉叠加(Stacking)和相干点目标分析技术(Interferometry Point Target Analysis,IPTA)对隆德县全境滑坡隐患进行了探测,根据已有滑坡隐患记录,Stacking技术有效探测44处,有效探测率93.6%,IPTA技术有效探测37处,有效探测率78.7%。两种InSAR测量结果的最大形变速率线性相关性强(R²=0.56),测量结果相互吻合。所识别滑坡隐患主要集中在缓坡和斜坡,形变速率和坡向对2种InSAR技术的有效探测率影响较小。同时IPTA时序测量结果反映出隆德县滑坡隐患区存在4种典型形变特征。该研究结果表明联合2种InSAR方法能够更好的对隆德县滑坡隐患进行全面探测。后续将开展InSAR技术滑坡隐患测量精度验证和IPTA测量方法的改进工作。     

高海拔排土场边坡安全稳定性的PS⁃InSAR监测

为了解决高海拔排土场边坡灾害监测难度大以及安全稳定性预警等问题,提出利用 PS-InSAR 技术对高海拔排土场边坡进行安全稳定性监测分析。通过对西藏山南桑日县某排土场边坡进行监测分析研究,采用 2018 年 11 月 04 日至 2020 年 12 月 23 日的 25 景 Sentinel-1A 数据,利用时序差分干涉相位的时空分析方法,进行差分干涉、模型迭代计算和地理编码等解算,解算得到平均形变速率分布,基于平均形变速率结果分析该排土场边坡的安全稳定性。结果表明：利用 PS-InSAR 技术能够获取排土场边坡区域的地表形变信息;该研究区域坡体 2018 年 11 月至 2020 年 12 月的平均形变速率最大值为 -20.00 mm/a,最大形变速率区域出现在排土场边坡的下部 ;通过 PS-InSAR 技术能够对其安全稳定状态进行准确评价,并进行预警预报,为排土场边坡的安全稳定服役提供有效技术保证。     

辽宁省滑坡危险区的模式识别

基于CORA-3算法对辽宁省的滑坡危险区域进行模式识别。将地形地貌、地层岩性、断裂构造、河流水系和年平均降雨量作为滑坡影响因子,在综合分析各因子影响的基础上,结合历史滑坡灾害的分布,利用CORA-3算法识别辽宁省内可能发生滑坡的危险区域。结果证明,识别出的区域与历史资料相吻合,更重要的是,识别出了一些尚未发生过滑坡的潜在危险区域。该识别方法可为滑坡灾害预警系统的建立提供理论依据。     

利用水准测量资料计算局部地区地壳的主倾斜方向和倾角

地震形变资料表明,震中往往位于形变量较大或者形变差异剧烈的地方,也即大致上位于形变梯度矢量的方向,如果掌握某地区形变梯度的失量方向,尤其是掌握多地区形变梯度矢量方向,这对从形变资料推断未来可能发震的危险区域显然具有现实意义。当某地区有限长度水准路线水准点高程变化呈现较强的地形变信息,一定程度上表现为面的趋势倾斜时,用本文介绍的方法,根据水准点平面座标和高程可以计算其主倾斜方向和倾角。本文利用上海佘山地区基岩水准点资料计算出1984年5月21日南黄海6.2级地震前一年,其最大倾斜方位为NE43°,倾角0.16角秒;1975年9月2日郎家沙5.3级地震前,其主倾斜方位为NE28°,倾角0.08角秒。倾斜应变的方向基本上指向震中。     

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...     

基于遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别技术研究

传统的滑坡识别主要通过遥感目视解译和人机交互识别,存在耗时费力、主观性强和提取精度低等问题。文中以福建省某公路为实验区,提出了一种基于高分辨率遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别方法。包括采用亚米级高分辨率遥感影像,通过对色调、地形、光谱、植被指数和纹理等滑坡特征进行分析与研究,确立了适用于东南山区公路的多维多尺度滑坡分类识别规则;借助机器学习算法分类工具与多维多尺度特征筛选集相结合构建了公路滑坡识别模型,并基于高分辨率遥感影像在色调尺度上对滑坡进行初步识别;最后经由坡度、归一化植被指数和纹理特征筛选集对初步识别的滑坡区域进一步的分割提取,从而对山区公路滑坡空间分布实行精准识别。经实验验证,文中方法所得滑坡识别的平均精度达到85.73%,且滑体提取形态特征完整,可清晰地展现出滑体的“舌”、“簸箕”状形态,亦可清晰辨别滑体的滑壁与堆积体。研究成果可为我国植被发育区的山区交通线路的滑坡识别与风险评估提供科学参考。     

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。     

融合GPS与DInSAR的区域地表三维形变获取研究

合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)是监测地表形变的有效方法,而地表形变是三维形变,因水平方向形变信息的不敏感性,通过DInSAR视线向形变难以获得准确的三维形变信息。综合GPS水平形变精度高、DInSAR垂向精度高和空间分辨率高的特点,研究融合GPS与DInSAR获取区域地表三维形变。首先介绍GPS水平形变、DInSAR垂向形变与三维视线向形变以及三维视线向转化为三维形变的理论基础;然后以雄安新区为例,开展三维视线向形变与DInSAR视线向形变的比较,两者存在较好的相关性,存在一定的偏差;其次针对短时形变监测和长期地表形变监测的需求,通过不同时间间隔的GPS、DInSAR形变结果,分别构建了基于SAR重访周期和一年间隔的DInSAR视线向形变校正模型,并以实测GPS、DInSAR结果进行模型可靠性验证;最后将三维视线向形变转化为水平方向形变和垂向形变,该三维形变在保证精度的基础上保留了SAR数据的高空间分辨率特征。研究结果表明:对于SAR重访周期时间间隔来说,DInSAR视线向形变与三维视线向形变差异较小,仅存在1 mm的校正,说明对于短时期来说,水平方向的形变微小。对于1年时间...     

西南深切河谷区滑坡早期识别及斜坡微地貌动态演化特征研究——以北川县白什乡老街后山滑坡为例

我国西南深切河谷区,新构造运动活跃,地质环境条件复杂,滑坡灾害易发、频发,并具有较强的隐蔽性与突发性,该文以白什乡老街后山滑坡为例,利用七期遥感卫星数据对滑坡的早期变形特征、成因机制、运动模式以及后期演化特征进行分析研究。分析认为该地区斜坡早期变形特征表现为:①斜坡表部早期发育多条有序分布的形变裂缝;②斜坡相似部位发育并行排列且运动方向一致的早期小规模崩塌、滑坡等异常变形;③斜坡局部变形范围与斜坡早期裂缝,共同呈现出"近似圈闭"的边界形态特征;④构造方面,滑坡周边出露的较大规模断层,是该滑坡边界范围的控制条件之一,滑坡后缘与断层位置具有一定的吻合度;⑤微地貌特征方面,滑坡多发育于斜坡坡度突变的转折部位,临空条件好。上述特征可以作为该区域滑坡早期识别解译标志,其中①、②、③可以作为早期识别的直接解译标志,④和⑤作为间接解译标志或综合解译标志。在斜坡微地貌演化方面,该区域斜坡呈现出"斜坡后部早期裂缝形变"-"斜坡中部中期失稳,形成滑坡"-"坡脚堆积体,后期表部流水侵蚀形成冲沟"-"冲沟下切拉槽-泥石流二次堆积形成扇状堆积"的微地貌演化过程。     

滑坡变形突变异常的小波识别方法

准确地判别滑坡的变形演化阶段,特别是对进入加速变形阶段突变点的识别,对及时捕捉滑坡前兆,尽早开展滑坡预警报和进行工程处理都具有十分重要的意义。将小波的多分辨分析与突变点识别原理相结合,依据滑坡的累积位移监测资料,结合3类典型滑坡(光滑型、阶跃型和振荡型)实例对滑坡进入加速变形阶段的突变点进行了识别研究。研究结果发现,滑坡在进入加速变形阶段时,其累积位移监测信号在4个连续尺度上分解重构后的细节信号的幅值均存在着明显的突变特征,而且4个尺度的突变特征均具有较好的一致性。据此特征,即可较为准确地识别滑坡进入加速变形阶段的突变点。     

地面三维激光扫描点云应用于滑坡监测中基准统一研究

每一期滑坡变形体获取的点云数据分别基于独立坐标系,造成多期数据形变分析时基准不统一,该文提出了基于永久三棱锥标靶和基于全站仪站点坐标后视定向两种数据采集与基准统一理论与方法,实现多期点云基准统一。以甘肃省癿藏镇3号滑坡为研究对象,采集2021年2月、2021年5月两期点云数据,基于永久三棱锥标靶配准精度为0.003 m,基于全站仪站点坐标后视定向配准精度为0.005 m。结果表明方法理论严密、外业操作简单实用,可高精度实现多期点云基准统一。该理论方法的成功应用对三维激光扫描技术在滑坡等灾害变形监测的深度应用和有效推广有重要借鉴意义。     

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。     

基于熵权的属性识别模型在陕西土质滑坡危险度评价中的应用

根据陕西省三大区域土质滑坡的特点,选取9个影响因素,建立滑坡危险度评价分级标准,利用熵权理论客观地确定出各影响因素的权重,计算多指标综合属性测度,结合属性识别理论和置信度判别准则,对10个典型滑坡进行危险度评价。通过实地调查,评价结果与实际情况基本一致。     

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.     

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。     

根据断层形变剖面资料分析泾阳口镇-关山断裂活动状况

首先分析泾阳地震台1986～2005年跨口镇一关山断层定点形变观测资料,指出形变剖面各点的运动特征:1995年前泾阳台N1A测线资料基本上呈线性变化,1995～1997年该测线形变资料呈现较大的波动性异常,1998年1月5日陕西泾阳发生4.8级地震,靠近断层的点位发生了阶跃式变化,之后各点位运动渐趋于平缓.其后结合断层位错模型引起的地表形变特征,分析得出该形变变化主要由地裂和断裂活动共同引起;不考虑地震引起的异常时段,分析1986～1994以及1999～2005形变年变化量,可看出变化趋势基本一致;最后利用1986～1994形变速率进行断层蠕滑段或地裂速率及深度反演.从反演结果可以看出,基准点N1比较稳定,3号点附近的地裂较浅,底部几十米,以垂直下滑为主,兼有张裂活动;5、6号点之间的断层活动深度在1 km左右.该断层上盘仍在下降.     

基于无人机遥感的区域黄土滑坡识别及发育特征分析

基于无人机遥感的黄土滑坡识别及机理研究正处于快速发展的时期,当前主要集中在单体或小范围的黄土滑坡识别。超前性的在土地利用规划阶段进行区域滑坡研究,是减轻滑坡灾害行之有效的方法。该文以宁夏彭阳县红河镇为研究区,构建了无人机航摄系统并制作了精度为0.13 m、面积为164 km²的正射影像;进而确定了形态、色调、水文、纹理及微地貌5个识别标志,并结合现场验证确定了180个滑坡;分析了研究区滑坡空间分布、孕灾地貌、平面形态、相对高度、滑动方向,滑坡后缘、滑坡壁及滑坡前缘、滑坡滑动面(带)和滑坡体微地貌特征。研究区黄土滑坡在空间分布上以红河为界呈现南多北少的特点,具有群发性;红河河谷两侧的黄土丘陵提供了滑坡孕灾地貌;平面形态上以半圆形和不规则形的滑坡为主;长度在30～300 m上、长宽比在0～1之间的滑坡数量相对较多;滑坡相对高度主要集中在0～90 m的区间内;滑坡滑动方向以北和西北居多;滑坡后缘多为圈椅状、滑坡壁总体上较为平直、研究区大部分老滑坡的前缘基本没有保存;滑坡滑动面(带)的含水率往往较高;滑坡体的微地貌形态常见的有滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡台阶和滑坡平台等。     

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...     

基于随机森林权重的滑坡危险性评价:以东江流域为例

对滑坡潜在区域进行危险性评价是滑坡防治管理的一种有效手段。在评价过程中,指标权重关乎评价结果是否合理。基于随机森林(RF)算法提出一种客观赋权方法,选取8个指标变量构建随机森林权重(RFW)的滑坡危险性评价模型,并对东江流域进行评估,结果表明:增加RF分类树的数目可一定程度降低模型的训练和测试误差;RFW可根据RF分类过程产生的Gini指数减少值计算,其中高程(DEM)与坡度(SL)被识别为最重要的两个指标,而土壤可蚀性指数(SEF)和岩石抗剪能力(SRC)被识别为最不重要的2个指标;评估结果表明危险区域主要位于东江流域的东南部、西部及东北部山区,验证精度高达76.81%,分别高于熵权和CRITIC权的44.93%和42.03%;当去掉RFW中最重要和最不重要的2个指标并分别生成危险图,验证精度分别为75.36%和36.23%,进一步验证基于RF生成的权重科学合理。基于RF算法提出的客观赋权方法应用效果良好,可应用于滑坡危险性评价领域,也可为相关领域权重计算提供新思路。     

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。