基于光学遥感与InSAR技术的潜在滑坡与老滑坡综合识别

我国滇西北区域地质灾害频发,主要灾害类型为滑坡,对该区域进行滑坡类地质灾害隐患识别是有效的防灾减灾措施,传统的地质灾害隐患识别手段较为单一,且依赖大量的人力,调查效率较低。利用WordView2、Sentinel-1A、ALOS-2几种遥感卫星数据,进行Stacking-InSAR等技术的处理,得到多种光学卫星影像和InSAR处理的地表形变图,建立滇西北区域潜在滑坡与老滑坡的光学解译标志和InSAR识别标志,并进行多次目视解译和人工交互式解译。依据解译、识别成果,总结识别方法并进行野外调查验证。共识别潜在滑坡与老滑坡696处,为今后滇西北区域地质灾害调查与评价提供新的调查思路和技术参考。     

多源遥感技术在降雨诱发勉县地质灾害调查中的应用

陕南秦巴山区地形地貌、地质构造和气候条件复杂，易发和频发滑坡、泥石流等地质灾害。由于该区地形高差大且植被覆盖率高，传统的人工地面调查排查在地质灾害的调查识别中难度较大，需借助先进的地质灾害监测识别技术方法。笔者综合采用光学遥感、合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）和无人机航测等多种技术手段，对陕南勉县“8.22”强降雨诱发的地质灾害进行应急调查与识别分析，探索多源遥感技术对降雨诱发型地质灾害的识别能力与有效性。研究表明，多源遥感技术在强降雨诱发区域性地质灾害的识别和应急调查中能够发挥重要作用，可大大减少现场工作时间，并能提供全方位、多角度和可视化的高精度遥感成果；光学遥感、InSAR、无人机航测等技术具有各自的优势和识别范畴，仅靠单一的技术手段难以完全有效地解决灾害隐患识别问题，建立一套多源遥感技术相互融合、优势互补的综合调查识别体系，是强降雨条件下区域性地质灾害快速调查识别与评价的有效途径。     

滑坡灾害InSAR应急排查技术方法研究

研究探索了一条以InSAR变形为主,辅助光学遥感、地貌和地质条件特征,进行活动性滑坡快速排查的技术方法,并以四川省雷波县域为例进行了实验。应用4种SAR数据（PALSAR-1升轨、Sentinel-1 A/B升、降轨和PALSAR-2降轨数据）进行合成孔径雷达干涉（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）处理,共解译活动性地质灾害163处,并分析了其时空分布规律,获得了几点认识:（1）InSAR技术能够追溯滑坡长期微小变形,从而实现活动性滑坡的有效识别;（2）多时段、多角度和多分辨率SAR数据的综合使用,可以有效克服滑坡观测的阴影叠掩、失相干等问题,提高滑坡（尤其是高位滑坡）识别的效果、效率和时效性;（3）与地面调查结果比较,InSAR识别的滑坡更全面、规模更准确,对高位滑坡和集中分布滑坡识别更有效,可以作为现今地质灾害排查的重要手段之一;（4）雷波县地质灾害主要分布在金沙江及美姑河沿岸,北向坡和30°~40°坡度是地质灾害高发区,除寒武系、奥陶—志留系地层发生地质灾害比例较高,其它各地层总体分布较均一。      

典型黄土丘陵区地质灾害隐患识别与时序监测

宁厦南部地区以黄土丘陵地貌为主,区内沟壑纵横,小型滑坡较为发育,地表形变监测难度大。为探索黄土丘陵区的地质灾害隐患识别方法,以宁夏回族自治区固原市泾源县为研究区,应用SBAS-InSAR技术对采集到的2016年7月—2021年5月的11期升轨L波段ALOS-2数据进行处理,得到形变速率结果。联合高分光学影像,根据形变速率、形变规模、坡度、形变区到承灾体的距离等因素进行综合分析,在泾源县共识别疑似隐患27处。经实地验证,其中22处形变迹象较明显、而且有明确的承灾体,确定为地质灾害隐患。对其中典型隐患点进行时序形变分析,发现这些区域在监测时间段内有持续显著的地表形变,最大沉降速率达到91.53 mm/a。结果表明：在黄土丘陵区,应用L波段SAR数据,采用SBASInSAR技术的地质灾害形变监测效果显著,联合高分辨率的光学影像数据、应用综合遥感识别的方法,在该地区地质灾害隐患识别的正确率较高,具有很好的适用性。未来可编程采集升、降轨结合的L波段数据、结合无人机LiDAR数据做更深入的研究,以进一步提高地质灾害隐患识别的准确率,为地质灾害精准防治做好技术支撑。     

九寨沟地震地质灾害隐患早期识别与分析研究

针对传统地质灾害调查手段难以有效识别高位远程、高植被覆盖下地质灾害隐患问题,本文研究采用InSAR、机载LiDAR、无人机光学遥感等技术,系统开展了九寨沟地震区域地质灾害隐患早期识别工作。通过SAR数据处理、激光点云数据处理、无人机影像处理等过程,构建了一套集成纹理特征、形变特征、形态特征的地质灾害隐患识别遥感解译图谱。通过综合应用多源遥感技术,完成了九寨沟核心景区230 km²范围内的地质灾害隐患早期识别任务,突破了以往地质灾害灾害调查灾害隐患看不见、看不清、看不准的难题,提高了该区域地质灾害隐患识别的成功率。研究表明,综合应用InSAR、机载LiDAR、无人机遥感等探测技术可以有效提高艰险复杂山地环境地质灾害隐患的识别率,可以为地质灾害隐患早期识别提供技术支撑。     

基于时序InSAR的黄土滑坡隐患早期识别——以白鹿塬西南区为例

中国黄土滑坡灾害频发且分布广泛，传统的地质灾害调查对于地处高位、形变特征不明显和隐蔽型的滑坡隐患难以有效识别，是滑坡灾害监测预警成功率低的主要原因之一。如何有效超前判识别地质灾害隐患是地质灾害防治工作的前提和基础，时序InSAR技术在此领域具有良好的应用潜力，但如何更好地将InSAR技术融入到滑坡灾害相关研究中仍处于探索阶段。笔者以西安市白鹿塬西南区为研究区，在高精度三维倾斜摄影、ALOS-2雷达影像集等数据基础上，以时序InSAR技术反演得到104处地表形变明显区域；结合黄土滑坡易发指数、航拍影像和野外核查，快速识别黄土滑坡及隐患23处，其中包括新识别的滑坡隐患20处和在册的滑坡灾害3处，通过与传统地灾调查数据比对和实地调查核实验证了时序InSAR方法探测结果的优势和有效性，并构建了基于高精度InSAR和DEM数据的黄土滑坡隐患早期识别方法。     

中国东南地区隐性滑坡遥感识别研究

我国东南地区植被发育,地质灾害发育规模小,以浅层的残坡积层滑坡为主,采用传统遥感解译方法识别此类地质灾害存在困难。为提高东南地区地质灾害野外调查的工作效率和正确性,提出了隐性滑坡遥感解译技术方法,其解译的直接目标不是地质灾害体本身,而是隐性滑坡,即地质灾害易发的边坡或斜坡。其技术路线包括:遥感解译GIS工作环境创建、易发程度初步分析、建立解译规则、确定解译点位和解译区段及划定重点调查区等内容。该方法在淳安县1:50000农村山区地质灾害详细调查工作中进行了实际应用,采用0.5m和1.0m分辨率的航片和5m×5m分辨率的DEM数据,基于ArcG IS平台创建了解译环境,共确定解译点位3025个和解译区段969个,划定重点调查区面积约914.18km2。经过野外实地调查,共确定地质灾害隐患和不稳定斜坡283处,其中位于解译区段内的隐患或者不稳定斜坡共计199处,占总数的70.3%;位于重点调查区内的隐患或者不稳定斜坡共计264处,占总数的93.3%。ROC计算结果表明隐性滑坡遥感解译的正确率为92.9%。野外调查及验证结果说明,隐性滑坡遥感解译技术方法能够合理地划定解译区段和重点调查区范围,从而有效地指导野外调查工作,该成果可为我国东南沿海地区如浙江省等地区的大比例尺地质灾害详细调查提供参考。     

一种基于多源遥感的滑坡防灾技术框架及其工程应用

我国是世界上受滑坡影响最大的国家之一,也投入了大量的人力物力开展区域性滑坡隐患探测工作.近年的政府工作表明,80%的滑坡发生在已圈定的隐患点范围外,80%的滑坡发生在防灾减灾工作条件相对薄弱的边远农村地区.为了解决这个困境,亟需:（1）厘清不同类型滑坡宜选用的广域探测技术,解决滑坡隐患广域探测的漏检问题;（2）突破社区协同滑坡防灾的难题,助力滑坡隐患探测和风险评估.本文将滑坡隐患分为4类:斜坡变形区、复活历史变形破坏区、稳定历史变形破坏区和潜在斜坡变形区,以便充分发挥多源遥感数据和技术的优势;进而提出一种“滑坡隐患广域探测-单体滑坡隐患风险评估-社区协同防灾”的多源遥感滑坡防灾技术框架.以青藏高原交通工程关键区段约10 000 km2区域作为研究区,协同社区（如设计和建设单位）共识别出滑坡隐患263处,其中斜坡变形区249处,复活历史变形破坏区5处,稳定历史变形破坏区9处,并针对3个典型滑坡隐患进行风险定量评估和社区协同防灾.该多源遥感技术框架将有助于提高社区滑坡防灾的能力,也将直接服务于青藏高原交通工程的建设与运维.      

梯田型黄土滑坡隐患发育特征与成因分析

黄河流域地质构造活跃、地貌演化迅速、气候区域分异显著,导致流域内重大灾害类型多、分布广、突发性强。文章以宁夏南部黄土丘陵区为研究区,引入梯田型黄土滑坡隐患的概念,通过结合历史资料收集、遥感影像解译、现场调查和数理统计等手段,分析了梯田型黄土滑坡隐患的发育特征、分布规律及形成原因。结果表明:（1）研究区梯田型黄土滑坡隐患共26处,主要分布于第四系黄土中,中长边坡数量较多,主要为浅层与中层梯田型黄土滑坡隐患,规模以小型为主。（2）梯田型黄土滑坡隐患在空间上主要分布在黄土梁峁区和大起伏山地区,1 800~2 000 m的高程区间,坡向为东南、南、西南时分布较多;在时间上主要分布在雨季或地震活动时期。（3）地形地貌、地层结构、降雨、地表水和人类工程活动是梯田型黄土滑坡隐患发育的主要因素。研究结果对于宁夏南部黄土丘陵区以及黄河流域梯田型黄土滑坡隐患风险识别与风险管理具有指导和借鉴意义。     

高分辨率遥感技术在地质灾害调查与成灾规律分析中的应用——以攀西米易地区为例

攀西地区山高谷深,地形切割强烈,历来是地质灾害的重灾区和易发区。为摸清地质灾害家底,查明地质灾害分布与发育规律,排查出可能存在的地质灾害隐患,支撑灾害现场核查与工程防治,利用高分辨率遥感技术(简称高分遥感技术)对四川攀西米易地区开展地质灾害遥感调查与现场验证,共确定有明显威胁对象的地质灾害隐患点106处,主要以崩塌、滑坡为主,其次为泥石流。结合调查结果,开展隐患点成灾规律分析,结果表明: 地质灾害主要发育于安宁河及其支流沿岸一线,沿省道S214线及米普路、麻楠路、二滩库区环湖路段呈带状分布,主要分布于断层两侧500 m范围内,达到51处,占遥感调查隐患点总数的35.8%; 2019年5—9月共发生地质灾害104处,占全年发生地质灾害总数的98.11%; 区域西北部和中北部地质灾害发育程度相对较低。应用结果表明,利用高分遥感技术能够有效查明地质灾害隐患分布与成灾规律,对服务基层防灾减灾工作,减轻灾害损失,提升地质灾害科技水平和防灾能力具有重要意义。     

基于SBAS-InSAR技术的金沙江流域沃达村巨型老滑坡形变分析

近年来突发性高位滑塌灾害日益频发,造成恶劣影响。这类地质灾害调查难度高、隐蔽性强,单靠群测群防和地质调查难以解决灾害的防治问题。随着雷达遥感卫星数据质量的不断提升,合成孔径干涉雷达测量(InSAR)中的SBAS-InSAR技术为特大型老滑坡灾前形变探测提供了新的技术途径。利用SBAS-InSAR技术对金沙江流域沃达村滑坡进行地表形变监测,获取了2017年3月30日至2019年9月28日内的形变结果,划定了强烈形变区(Ⅰ雷达)、均匀形变区(Ⅱ雷达),分析了滑坡复活区整体和局部滑塌地表形变速率、累积位移变化趋势和主裂缝形变情况。同时实地进行了工程地质调查和复核,发现老滑坡复活区变形迹象与SBAS-InSAR技术解译成果有着较好的一致性。表明SBAS-InSAR技术在复杂山区地质灾害监测预警领域有较为广阔的应用前景,为类似老滑坡监测预警提供了新的思路与借鉴。     

国道213汶川—松潘段滑坡隐患遥感识别与易发性评价

国道213汶川—松潘段位于强震山区,滑坡灾害频发,每年都会因滑坡灾害导致交通中断,迫切需要查明沿线滑坡隐患的空间分布,并对其易发性进行评价。利用光学遥感和InSAR综合遥感技术对沿线滑坡隐患进行识别,共识别滑坡隐患288处,其中InSAR探测出有形变的滑坡隐患点27处。以识别出的滑坡隐患为评价样本,选取高程、坡度、坡向、地表曲率、工程地质岩组、归一化植被指数(normalizied difference vegetation index,NDVI)、距道路距离、距河流距离、距断层距离等9个影响因素作为评价因子,采用Logistic回归模型评价该沿线滑坡隐患易发性,评价结果可为国道213汶川—松潘段滑坡灾害防治提供参考。     

金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征遥感动态分析

金沙江结合带由于地质构造发育,地震活动频繁,河谷切割强烈,岸坡高陡狭窄, 岩体极为破碎,历史上发生过多起大型滑坡堵江事件。以白格滑坡两次堵江事件（2018年10月11日、2018年11月3日）为例,采用2009年12月4日至2020年10月16日多期、多源卫星遥感数据源,通过遥感判识、对比分析等方法对滑坡体滑前斜坡变形特征、滑后滑坡堆积特征、滑后斜坡残留体变形特征进行特大型堵江滑坡链式特征遥感动态分析。根据多期遥感影像,将白格滑坡变形特征划分为早期滑动变形阶段（2009—2011年）、稳定变形阶段（2011—2015年）、快速变形阶段（2015—2017年）、剧烈变形阶段（2017—2018年）、变形破坏阶段（2018年以后）等5个阶段。根据滑坡第一次滑后的变形破坏特征,将滑坡划分为滑源区、铲刮区、堆积区以及拉裂变形区。根据滑坡第二次滑后的变形破坏特征,将滑坡划分为二次滑坡滑源区、二次滑坡堆积区（堰塞体）、二次铲刮（堆积）区、二次铲刮区影响区以及拉裂变形区。基于上述研究成果,对白格滑坡灾害链式特征进行总结分析,为金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征研究提供参考。     

利用InSAR技术研究黄土地区滑坡分布

InSAR技术能够获取大面积、连续、高精度的地表垂直形变信息,可用来监测地震、火山、滑坡等自然灾害造成的地表形变。文章介绍了InSAR技术在监测陕北黄土地区滑坡中的应用,首先进行野外地质勘察和TM光学遥感影像解译,接着通过EnviSat SAR数据差分干涉处理,获取研究区干涉形变场,提取出滑坡位移量,最后详细分析黄草湾至董家寺沿线一带的滑坡变形范围,并划定出了4个有一定变形的重点监视区。     

Post-failure evolution analysis of an irrigation-induced loess landslide using multiple remote sensing approaches integrated with time-lapse ERT imaging: lessons from Heifangtai,China

The Heifangtai terrace, in Northwest China, is a typical area where loess landslides have been induced by agricultural irrigation, and many of the landslides are prone to reactivation. However, the spatiotemporal evolution and hydrological-triggering mechanisms of loess landslide reactivation are not well understood. In this research, multiple remote sensing (SBAS-InSAR, TLS, and optical remote sensing), integrated with time-lapse ERT (tl-ERT) imaging, was used to monitor the post-failure evolution of the Luojiapo landslide in Heifangtai during the period of May 2015 to Nov. 2020. Pronounced temporal and spatial differences in the deformation and hydrological evolution of landslides after sliding were observed. The largest displacement rates occurred in the landslide source area, and the lateral extension of the landslide source area caused by spatial differences in reactivation is an important feature of landslide evolution. In the landslide area, the groundwater table (GWT) decreased at first ascribed to the spring hole caused by the exposure of the GWT after sliding and then increased due to the subsequent continuous irrigation, and the lag time of the GWT response to irrigation decreased significantly. Spatial differences in GWT evolution are one of the main causes of spatial differences in landslide reactivation, and reactivation was more likely to occur where the GWT fluctuated at a high level. The GWT also fell with local reactivation. Our findings highlight the potential for obtaining internal and external spatiotemporal information of loess landslide evolution using multiple remote sensing integrated with tl-ERT. Our results also help to understand the reactivation process of irrigated loess landslides and provide a reference for the monitoring and early warning of such landslides.

     

西藏波密茶隆隆巴曲高位地质灾害类型及发育特征

茶隆隆巴曲位于帕隆藏布右岸,陡变地形孕育了大量高位地质灾害,威胁下游线性工程。采用多源、多期次高分辨率遥感数据,建立高位地质灾害遥感解译标志,厘定了研究区高位地质灾害类型,并详细阐述了其发育特征。结果表明,研究区主要地质灾害类型包括高位冰崩、高位崩塌、高位滑坡。其中高位冰崩发育3处,均位于沟谷上游南坡海拔5000 m斜坡,面积在15×104 m2以上。高位崩塌体发育19处,多分布于沟谷中游及上游主沟两侧高陡岸坡,北坡多于南坡。高位滑坡发育2处,位于沟谷上游,滑体以冰碛物为主。上述高位地质灾害在强震或强降雨作用下,极易发生失稳、堵沟,且堵沟后极易诱发洪水、泥石流等次生灾害链,对下游帕隆藏布造成堵江风险。     

“空-天-地”一体化技术在滑坡隐患早期识别中的应用——以兰州普兰太公司滑坡为例

长时间序列SBAS-InSAR形变监测，能够减弱误差带来的影响，提高监测精度，有效识别地质灾害隐患。研究获取了兰州地区2019年9月至2020年4月的L波段升轨ALOS-2编程数据，利用"空-天-地"一体化地质灾害监测体系，基于小基线集（SBAS-InSAR）技术对兰州市普兰太有限公司滑坡进行了有效识别。经现场核查，滑坡宏观变形迹象明显，并与同期C波段Sentinel-1A升轨数据处理对比分析，表明基于L波段的SBAS-InSAR形变监测在兰州市典型滑坡早期识别中发挥了很好的作用，可以在区域滑坡早期识别中推广应用。     

基于多元遥感影像数据的黄河上游滑坡发育特征研究

黄河上游地区滑坡分布广泛,危害严重,是我国地质灾害的高易发区。文章以不同分辨率的多元遥感数据QuickBird(QB)、GeoEye、ZY-3、ZY-1 02C、Google earth等为数据源,结合野外现场实地调查和遥感验证等手段,开展了黄河上游地区滑坡发育的空间形态、展布特征研究,主要取得了以下认识:(1)研究区滑坡遥感影像特征明显,共发现各种类型的滑坡体508处,以群科尖扎盆地分布数量最多; (2)滑坡的空间宏观展布形态主要有8种,岩土体类型主要有4类,并以泥岩滑坡发育数量最多; (3)滑体堆积体的长、宽主要集中在550～1500m和600～1500m,且长、宽呈两极化方向延展; (4)滑坡体的长度与前后缘的相对高程差和滑体平均坡度呈良好的线性关系。研究成果将为该地区严重的地质灾害防治提供基础地质依据。