Virtual reality and its application to slide annimation of landslide

A few researches adopt virtual reality in landslide. So it is significant to combine the physics-based deformable method with the process simulation of a sliding landslide, this way the dynamic process of a going landslide can be simulated. The analysis of the dynamic law of landslide provides a foundation to forecast and make it realiable to foretell disasters. After recounting the condition of VR and landsliding body simulation, this paper puts forward simulating landslide by the physics-based deformable method. The method divides landsliding into deformable body and rigid one. The deformation of deformable body can be compute by DDA and FEM, and DDA fits the great deformation and FEM is good for the tiny deformation. This paper shows it is feasible to simulate the landslide animation by this method.     

一种基于全站扫描的特征点自约束点云变形分析方法

为了对大坝、高层建筑、滑坡区、采空区等危险变形体进行变形观测，针对智能全站仪、GNSS测量、三维激光扫描等变形监测技术无法很好地实现变形特征点和点云的综合变形分析问题，提出了基于全站扫描特征点自约束点云变形分析方法，获取变形体的离散特征点和整体点云变形数据，利用特征点形变矢量求取点云至模型的形变量，从而刻画变形体的整体形变信息。试验结果表明，利用本文所提出的方法能够成功计算出点云至模型的形变量，经统计分析，所有点的形变量真误差的期望值为-0.04 mm，结果精度为1.2 mm。试验结果能够反映变形体的整体形变信息，且具有较高精度。     

变形预测的逆多元统计模型

测量和预测目标点的空间变形是掌握变形体稳定性的重要手段,本文论证了逆多元统计预测模型用于滑坡的稳定性分析,利用变形点的空间三维移动量模拟时间的变化特征,与正常的时间序列进行对比,检验变形体的稳定性。并结合实例说明了在滑坡变形分析中逆多元统计模型的实用性和可靠性。     

球面坐标系非连续变形分析折数学模型

从球面坐标系的弹性力学基础方程出发，推导出球面上块体的位移与6个位移不变量之间的数学关系，进一步建立了联立方程式的球面坐标形式，为大范围现代地壳运动的非连续形变形下了数学基础。     

构造断面法在滑坡变形监测数据处理中的应用

数据处理是滑坡变形监测的一项重要工作,目前应用的滑坡变形监测数据处理方法很多。针对一些方法的不足之处,文中介绍了构造断面分析法处理滑坡体变形监测数据的原理和方法,通过举证在积石峡水电站I^#滑坡体变形监测数据处理中的应用,证实该方法的可行性。     

融合工程地质资料与GNSS高精度监测信息的黑方台党川黄土滑坡稳定性研究

针对当前滑坡稳定性评价方法难以准确获取评价结果的突出问题,本文提出了一种融合地下水、工程地质钻孔信息及灌溉资料等工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性评价方法。首先,基于高分辨率影像、高精度DEM、地层地貌等多源异构数据,建立滑坡精细三维地质模型体;然后,将滑坡外部高精度GNSS监测数据作为模型外部约束条件,进一步构建起融合工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性综合评价模型。本文方法能够将滑坡外部大地测量高精度监测数据与工程地质数值模拟手段有机融合,实现了滑坡外部形变信息与内部变形机制的有效耦合。通过我国典型黄土滑坡域甘肃黑方台党川实际发生的两起滑坡失稳事件验证表明,本文方法可有效地提高滑坡稳定性评价结果的精度及可靠性,获取了与试验区域滑坡实际失稳情况相一致的结果:HF06/07 GNSS监测点首先失稳,其次是HF09监测点失稳,最后是HF05监测点失稳。基于本文方法获取的滑坡失稳顺序与实际滑坡发生顺序高度一致,显著优于现有的滑坡失稳数值模拟法。     

地基SAR数据优化及灾变体面积预警预报分析

针对地基SAR异常数据难以识别、潜在滑坡体发展特征及规律不明显、临滑面积估算难度大的问题,本文以甘肃某矿山滑坡数据为基础,介绍了地基SAR形变数据的处理方法,通过Matlab软件有效地识别、筛选、剔除了异常形变数据,并以色彩差异进行区分,进一步突显了不同阶段潜在灾变体面积的演化规律。基于地基雷达监测原理,提出一种多边形面域估算方法,实现潜在危险区域面积的估算。研究不等周期处理的速度倒数曲线组,发现速度倒数平方法能够进一步放大特征趋势,预测结果准确、预报效果好,为实现矿山滑坡超前预警预报提供了新的思路。     

递进式预测模型在滑坡变形预测中的应用

为达到提高滑坡变形预测精度的目的,利用量子算法和粒子群算法对支持向量机进行优化,并利用马尔科夫链对滑坡变形预测误差进行修正,综合构建滑坡变形的递进式预测模型。结果表明:通过量子算法及粒子群算法对支持向量机优化,克服支持向量机参数选取困难,实现预测过程的全局优化,并经过MC误差修正模型对滑坡变形预测值误差修正,提高预测精度及预测值稳定性,验证预测模型可行性和有效性,为滑坡变形预测提供一种新的预测方法。     

地基SAR在滑坡形变监测中的应用

地基InSAR是近年发展起来的基于地基SAR (GB-SAR)获取地表形变的一种新的技术手段,分辨率高、可实时监测,实现毫米级形变监测精度,为近距离滑坡实时监测与预警提供了先进的技术手段。本文首先以澜沧江某滑坡体为研究对象,在滑坡体对岸设立固定站点,按固定频率进行GB-SAR数据采集;然后通过先后两景影像形成干涉对,利用相干阈值方法提取相干点目标;最后利用形变模型提取滑坡体形变结果。研究表明,地基SAR可获得整个滑体形变边界、形变大小空间分布及时间变化历程,对滑坡体灾害实时监测非常有效,可为滑坡灾害监测及预警提供参考。     

非连续变形分析与现代地壳运动研究

介绍了非连续变表分析（DDA）方法的原理、特点及适用范围，分析了DDA方法较常用的有限元法的优越性，进一步提出把现有平面DDA推广到球面DDA方程的基本思路，希望为在大范围内研究地壳运动找到突破口。在此基础上，结合目前我国地学研究的热点，提出了三类最具代表性的实际问题，应用DDA方法可以在此方面进行深入研究。     

滑坡变形的模式识别

探讨利用变形模式的拓扑约束识别方法来识别滑坡块全的变形模式及其应用问题，并根据GPS多期监测数据对云阳宝塔滑坡体进行了块体识别与分析，实例证明，该方法对滑坡块体及块体变形参数的识别是有效的，其结果对于滑坡体的滑带弱化的扩展过程的认识及稳定性分析与监测系统，滑坡整治系统的设计具有一定的价值。     

贫信息条件下的多点变形预测模型及其应用

常用的单点变形分析方法没有利用监测点间相互关系的信息，不足以反映变形体整体的变形规律。本文将单点的变形预测模型扩展为多点的变形预测模型，建立了贫信息条件下的多点预测模型。进行了实例建模与分析，结果表明，多点预测模型为解决少数据，多因子的动态系统预测与分析提供了新的途径。     

SBAS-InSAR技术与无人机影像融合的滑坡变形监测北大核心CSCD

山体滑坡对人类安全造成严重影响,准确识别滑坡变形对预防滑坡灾害具有重要意义。利用SBAS-InSAR技术可以进行空间连续地表变形监测,但无法精确获取滑坡边界的变化。为了综合监测滑坡,本文首先采用SBAS-InSAR技术与无人机影像结合的滑坡变形监测方法,利用2018年1月1日—2020年12月24日,共计80幅升轨Sentinel-1A SAR影像,进行了VV极化和VH极化数据处理;然后通过SBAS-InSAR技术获取滑坡区地表雷达视线(LOS)方向变形速率,选取了若干变形点进行滑坡体变形时序分析;最后采用无人机获取滑坡影像并提取滑坡边界,分析了滑坡边界的变形。试验结果表明,利用SBAS-InSAR技术获取的滑坡变形和无人机获取的滑坡变形趋势基本吻合,通过该方法可以获取滑坡的综合变形情况,对滑坡活动性的判断具有重要意义。     

基于GPS技术的滑坡动态变形监测试验结果与分析

结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS单历元定位技术和RTK技术对该滑坡体进行了连续实时监测。通过对该滑坡从开始滑动至产生破坏全过程监测数据的处理与分析,以及将GPS监测结果与全站仪三维监测结果的对比,发现在观测条件较好和基线较短时,基于Track模块GPS单历元定位技术监测滑坡变形的平面精度在5mm左右,高程精度约为9mm;RTK定位技术的平面精度在11mm左右,高程精度约为17mm;而用小波变换等方法进行滤波后的精度还会更高。     

大地测量联合反演理论和方法研究进展

综述了10多年来国内外大地测量反演问题研究的成果及最新进展，特别是大地测量联合反演模型、大地测量联合反演算法以及大地测量联合反演理论和方法在研究地壳运动、地球构造等中的应用成果，讨论了联合卫星测高、声纳测深及海洋激光雷达遥感信息反演海洋环境参量，联合INSAR、GPS和水准资料反演研究地壳运动和联合各种观测数据反演研究地球内部构造问题。随着科学技术的发展，大地测量联合反演理论和方法研究将在监测全球变化、防灾减灾、发展地球科学理论方面取得更大进展。     

The spatial response pattern of coseismic landslides induced by the 2008 Wenchuan earthquake to the surface deformation and Coulomb stress change revealed from InSAR observations

The 2008 Mw 7.9 Wenchuan earthquake triggered plenty of coseismic giant landslides, which resulted in almost one third of total fatalities and economic losses during the event. Previous studies investigated the spatial relations between landslide distribution and topographic and seismic factors such as elevation, slope aspect, distance from rupture trace and seismic intensity. However, few studies are performed exploring the effects of coseismic surface deformation and Coulomb stress change on triggering landslides due to lack of adequate deformation observation data and stress calculation model for slope failure. In this study, we develop an envelope method to map an entire coseismic deformation field in both near- and far-field areas of seismic faults through the data fusion from InSAR and pixel offset-tracking (POT) techniques. The change in static Coulomb stress (SCS) acting on coseismic landsliding surface caused by the event is determined using the faulting model derived from the joint inversion of InSAR and GPS data, and also with the use of the elastic half-space dislocation theory and the generalized Hook’s law. The analysis suggests the spatial response pattern of seismic landslides to the coseismic ground motion and stress change, especially in the vicinity of fault rupture trace. The landslide density dramatically rises with the stress increase within the range from Yingxiu to Beichuan areas along the major surface rupture. Moving further and eastward along the fault strike, most of large landslides are triggered as the zone of positive SCS change narrows. Moreover, the high-magnitude surface displacements are possibly responsible for the giant landsliding events in the easternmost section. From the analysis of the stress transfer, the occurrence of landslides in the study area is largely controlled by the Yingxiu-Beichuan fault with overwhelming rupture length and fault slip, yet the Pengguan fault indeed shows dominance in the area between the two faults. The results show that coseismic surface deformation (derived from InSAR data in this study) and static Coulomb stress change can serve as two significant controlling factors on seismic landslide distribution and that the stress factor seems more significant in the vicinity of surface rupture.     

无人机遥感数据支持下滑坡VR场景探索分析方法

滑坡灾害是最常见的地质灾害之一，无人机遥感和虚拟现实（virtual reality，VR）技术的快速发展为滑坡灾害沉浸式模拟与可视化分析提供了重要的数据资源和技术支持。拟重点开展滑坡灾害VR场景动态构建与探索分析研究，探讨了滑坡灾害数据多样化组织、VR场景动态融合表达等关键技术，提出了基于手柄射线的VR场景交互方法，在此基础上进行了原型系统研发与案例试验分析。试验结果表明，所提方法在无人机遥感数据支持下能够动态构建滑坡灾害VR场景，并且能够支持用户沉浸式交互与滑坡灾情信息分析。     

基于TM30测量机器人边坡监测系统的研究

随着露天矿不断开采,露天矿边坡滑坡事故造成了巨大损失。以往的人工滑坡监测无法实现全天候的监测,很难了解滑坡的动态变化过程。本文引进TM30测量机器人,对变形长期自动观测,数据实时传输到计算机,并用数据库进行存储,经EXCEL分析数据后,做出滑坡分析和预警,此系统实现了无人值守,全天候高精度,自动实时监测。     

数值流形方法及在川滇地区地壳运动研究中的应用(英文)

The numerical manifold method （NMM） can calculate the movements and deformations of structures or materials. Both the finite element method （FEM） for continua and the discontinuous deformation analysis （DDA） for block systems are special cases of NMM. NMM has separate mathematical covers and physical meshes： the mathematical covers define only fine or rough approximations; as the real material boundary, the physical mesh defines the integration fields. The mathematical covers are triangle units; the physical mesh includes the fault boundaries, joints, blocks and interfaces of different crust zones on the basis of a geological tectonic background. Aiming at the complex problem of continuous and discontinuous deformation across the Chinese continent, the numerical manifold method （NMM） is brought in to study crustal movement of the Stchuan-Yunnan area. Based on the GPS velocity field in the Sichuan-Yunnan area, a crustal strain and stress field is simulated and analyzed. Moreover, results show that the NMM is a more suitable method than DDA in simulating the movement of the Sichuan-Yunnan area. Finally, a kind of mechanism of crustal motion in the Sichuan-Yunnan area is discussed in the paper.     

广域滑坡灾害隐患InSAR显著性形变区深度学习识别技术

全面识别和发现地质灾害隐患,已成为我国地质灾害防治的重大实际需求。目前,基于InSAR技术和深度学习相结合用于广域尺度下地质灾害隐患智能识别应用效果与适用性还需要进一步探索与研究。本文基于Stacking InSAR技术获得地表形变相位数据,利用深度学习检测识别正在变形的滑坡隐患位置与分布,确定显著性形变区边界,探索将上述技术方法推广到一定的广域范围和动态更新数据集。结果显示,测试数据集显著性形变区平均识别精度为0.69,召回率为0.67,F₁ score为0.67,动态更新数据集识别精度为0.85,召回率为0.58,F₁ score为0.68。研究表明,本文方法在广域地灾隐患识别中具有应用可行性,可为地质灾害监测预警提供理论基础与技术支撑。