机载LiDAR技术在密林区低频泥石流沟调查中的应用

机载LiDAR是一种主动扫描式遥感技术,其激光脉冲信号能部分穿过多层植被的间隙直达地表,快速获得剥离植被层后的地表高精度三维数据与影像,从而实现真实刻画地貌轮廓和精细揭示地表特征。低频泥石流沟发生间歇期长,地表植被较茂盛,常用的光学影像、InSAR等遥感技术对其解译存在一定的局限性。盐田区地质灾害详细调查采用机载LiDAR技术,提取了0.2 m分辨率的地表DEM数据,生成了精细的山体阴影图像,初步建立了泥石流机载LiDAR图像遥感解译标志,在此基础上对17条沟谷进行了判释,最终确定了4条低频泥石流沟,再结合机载LiDAR的DEM影像详细调查了泥石流沟的形态特征、物源分布,初步分析了泥石流沟的现今活动性。实践证明,在植被覆盖率高的地区,机载LiDAR图像的可解译性明显好于传统的光学遥感,适用于泥石流等地质灾害隐患的早期识别与后续调查。     

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。     

隐伏对流型地热资源勘查方法研究——以花亭湖风景区为例

隐伏地热资源勘查一直是地热勘查的难点。为提高隐伏对流型地热资源勘查的“选区定位”精度,以安徽省太湖县花亭湖风景区为研究区,在充分了解地热田形成条件和主要特征的基础上,采用遥感解译、地热地质调查、可控源音频大地电磁测量和水化学分析等技术手段先后确定了重点区、地热靶区和验证孔位,最终发现水温为22 ℃,涌水量为780.4 m³/d(降深S=20.62 m)的地下水资源,地下水化学特征与地热流体非常接近,含水段与可控源音频大地电磁测量(CSAMT)推断含水构造位置吻合; 在此基础上,总结了研究区隐伏地热资源“选区定位”的工作流程,分析了勘查方法的应用效果,认为可控源音频大地电磁测量能够有效识别含水构造,系统的水化学分析是寻找地热资源线索的有效方法,寻找隐伏地热资源的关键是对控制地热形成的断裂体系的识别。     

基于贴近摄影测量技术的高位崩塌早期识别技术方法研究

高位崩塌具有地面高差大、突发性强等特点,难以对其做出准确的预警预报,因此开展高位崩塌早期识别对防灾减灾意义重大。依靠人工对高位崩塌进行实地调查难度大、效率低,容易存在调查盲区,现有调查技术手段难以有效获取岩体结构面产状、节理组合特征和裂隙几何特征等关键参数。为此,将贴近摄影测量高分辨率和“多角度”探测技术优势应用于高位崩塌早期识别,并以康定县郭达山高位崩塌为例,总结归纳了该技术方法的具体应用流程,可为地质灾害调查和高位崩塌早期识别提供一定的参考与借鉴。研究结果表明: 基于贴近摄影测量技术能够识别岩体亚厘米级裂缝,尤其适用于高位崩塌调查和早期识别工作,已取得显著成效; 在高精度三维实景模型基础上,基于空间解析几何理论,应用“三点法”能够有效获取岩体单体结构面产状。     

综合物探方法在覆盖区找矿中的应用——以皖东五河金矿整装勘查为例

五河地区处于郯庐断裂带南段,有大面积第四系覆盖且构造复杂,基础地质调查工作难以开展,长期以来没有取得找矿突破。为获取地质找矿信息,利用综合物探方法并结合区域地质特征解译异常有效地筛选矿致异常,提高钻探验证的成功率。通过开展中大比例尺的综合物探测量,研发了“中大比例尺组合”覆盖区基岩地质构造探测技术,并结合“一选三定四阶段反复循环”覆盖区综合勘查模式,克服了复杂构造条件下覆盖区深部寻找金矿的难题,取得了重要找矿成果: 已发现中型规模金矿床2处、小型规模金矿床1处,总规模已达大型,实现了安徽省境内郯庐断裂带金矿找矿的重大突破。中大比例尺综合物探测量和“一选三定四阶段反复循环”的勘查模式对覆盖区金多金属矿勘查具有重要的参考意义。     

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。     

地质灾害威胁下的农村居民点用地适宜性评价——以彭州市银厂沟流域为例

目前针对受震灾威胁、地质灾害频发的山地环境下的农村居民点布局研究尚不多见。该文以彭州市龙门山镇银厂沟流域为例,首先在总结分析区内地质灾害发育特征的基础上,基于8项指标进行地质灾害危险性分区; 然后,将地质灾害危险性区划结果作为影响农村居民点用地适宜性评价的首要因素,再结合地形条件、社会经济和生态环境等方面,以地质灾害极高危险区、单体地质灾害危害范围、坡度≥25°和基本农田保护区为限制性条件,构建地质灾害威胁下的农村居民点用地适宜性评价指标体系; 最后,采用模糊综合评价法对彭州市银厂沟流域内居民点用地适宜性进行评价分级。研究结果表明: 高度适宜区占研究区总面积的4.2%,中度适宜区占11.4%,低度适宜区占10.5%,不适宜区占73.8%; 农村居民点用地“适宜”区域主要沿公路分布,并存在多个“块状”集中分布区,这些地区地形平坦,交通条件便利,可为新农村住宅位置的选择提供指导意见。     

西昌市泸山地区典型火后泥石流特征与成因机制研究——以响水沟左岸3#支沟为例

2020年3月30日,四川省凉山州西昌市经久乡发生森林大火,山火燃烧后形成的山火灰和烧焦土体在强降雨作用下极易启动形成泥石流,给西昌市泸山、琼海景区生态环境及当地百姓生命财产安全带来潜在地质灾害风险。以西昌市安哈镇响水沟左岸3^#支沟为例,采用野外调查、无人机航拍、地球物理探测、现场及室内实验等手段,对2020年5月1日该沟发生的火后泥石流流体特征、动力学参数及成因机制等开展研究,系统分析了山火及降雨过程对该次火后泥石流形成的影响机制。该成果可为系统认识西昌泸山“3·30”山火地区火后泥石流的运动特征、物源规模、激发雨量及其发展趋势研判提供科学参考。     

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。     

长时间尺度下自然资源动态综合区划理论与实践研究——以青藏高原为例

自然资源综合区划是自然资源统一管理与利用的基础,其动态变化是自然资源合理可持续利用的重要科学依据。由于青藏高原海拔高、气候寒冷,分布着除极地以外的最大冰川遗迹,极端的环境和气候对自然资源分布影响较大。选取含冰川积雪在内的14个指标,基于遥感和地理信息系统技术,采用K-means聚类算法对自然资源综合指数进行空间聚类,采用“自上而下”演绎法和“自下而上”归纳法相结合确定研究区自然资源综合区划的等级和范围; 探讨了1990—2018年青藏高原综合区划的变化,分析了自然资源动态变化特征以及空间差异。研究成果清晰地认识了青藏高原的自然资源关系和演化趋势,为区划的多学科交叉应用提供案例。     

地质灾害遥感综合监测现状与展望

中国是世界上地质灾害最频繁、受灾最严重的国家之一.因此,利用更先进、更经济有效的手段对地质灾害进行监测和防治,成为我国的当务之急.通过总结目前中国以及世界上关于微波遥感、光学遥感和LiDAR等多源遥感数据在地质灾害领域的应用现状,包括地震、滑坡、地面沉降、地面塌陷、火山活动、冻土变化、冰川活动、土壤侵蚀、海岸侵蚀等地质灾害,对遥感在地质灾害方面的应用提出新的建议.     

植被覆盖度遥感估算研究进展

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的重要参数,在全球变化研究、地表过程模拟和水文生态模型中发挥着重要作用.遥感能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势,是获取区域及全球植被覆盖度参数的一个重要手段.综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源,包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达数据.而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方法及其优缺点,并评价了现有基于遥感数据的植被覆盖度产品及存在问题.最后,针对目前研究中存在的问题,讨论了植被覆盖度遥感估算研究的发展趋势,指出高时空分辨率长时间序列的全球植被覆盖度数据集、多源遥感数据融合和同化技术是未来植被覆盖度遥感估算研究的主要方向.     

Environmental Investigation and Evaluation of Land Subsidence in the Datong Coalfield Based on InSAR Technology

Heavy mining of Jurassic and Carboniferous horizontal coal seams in the Datong coalfield has seriously affected the local geological environment, which is mainly manifested by such geohazards as soil avalanches, landslides, mudflows, surface subsidence, surface cracks, surface solid waste accumulation and surface deformation. More seriously, coal mining causes groundwater to leak. Overpumping of groundwater has resulted in substantial land subsidence of the urban area in Datong City. Based on the previous geo-environmental investigation in the work area, the authors used radar remote sensing techniques such as InSAR （synthetic aperture radar interferometry） and D-InSAR （differential synthetic aperture radar interferometry）, supplemented by the optical remote sensing method, for geo-environmental investigation to ascertain the geo-environmental background of the Datong Jurassic and Carboniferous-Permian coalfield and evaluate the effects of the geohazards, thus providing a basis for the geo-environmental protection, geohazard control and prevention, land improvement and optimization of the human environment. In this study 8 cog-nominal ERS-1/2 SAR data frames during 1992 to 2003 were used, but the following processing was made： （1） the multitemporal SAR magnitude images were used to interpret the geological structure, vegetation, microgeomorphology and drainage system; （2） the multi-temporal InSAR coherent images were used to make a classification of surface features and evaluate the coherence change due to coal mining; and （3） the multi-temporal cog-nominal SAR images were used to complete D-InSAR processing to remove the information of differential deformation areas （sites）. In the end, a ten-year time series of differential interferograms were obtained using the multi-temporal cog-nominal SAR images. In the tests, 84 deformed areas （sites） were obtained, belonging to those in 1993-1996, 1996-1997, 1997-1998, 1998-2001, 1998-2002 and 2001-2003 respectively. Of the 84 areas, 44 are m     

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。     

西藏然乌湖口高位地质灾害变形特征分析

青藏高原持续隆升使得其周缘地带地质灾害频发,复杂的地质背景,造就了帕隆藏布流域链式灾害发育、堵江致灾风险高的特点。近年来,地处帕隆藏布流域的然乌湖口地质灾害变形强烈,本文通过光学遥感与InSAR监测技术,对然乌湖口82道班沟内进行风险物源识别,解译出研究区共存在高位冰崩、崩塌、冰碛物、崩滑体4种风险物源类型,针对各风险物源的遥感解译数据进行特征分析,综合然乌湖流域内的地质背景,阐述风险物源的致灾因素及成灾模式。结合InSAR监测结果,将然乌湖口右岸斜坡体及上部解译风险物源区划分为82道班、迫隆与哑隆三个高风险区,并依据变形监测结果进行形变特征分析。     

基于InSAR和光学遥感的贵州鬃岭采煤滑坡识别与危险性评价

贵州鬃岭滑坡群具有孕灾规律性强、 发育集中密集、 威胁严重等特点.文章利用InSAR和光学遥感进行精细识别,获取了区域滑坡灾害信息,总结了鬃岭区域滑坡变形破坏模式,基于此建立了该地区的滑坡风险评价的体积-距离统计公式,并对典型灾害体进行了计算,获得了一些重要认识.地下采煤活动是引起鬃岭桌山边缘山体变形的主要原因;InS...     

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。     

Rapid Identification and Emergency Investigation of Surface Ruptures and Geohazards Induced by the M_s 7.1 Yushu Earthquake

<正>The rapid identification based on InSAR technology was proved to be effective in our emergency investigation of surface ruptures and geohazards induced by the Yushu earthquake.The earthquake-generating fault of the Yushu earthquake is the Yushu section of the Garze-Yushu faults zone.It strikes NWW-NW,23 km long near the Yushu County seat,dominated by left-lateral strike slip,and appearing as a surface rupture zone.The macroscopic epicenter is positioned at Guo-yang-yan -song-duo of Gyegu Town(33°03'11"N,96°51'26"E),where the co-seismic horizontal offset measured is 1.75 m.Geohazards induced by the Yushu earthquake are mainly rockfalls,landslides,debris flows, and unstable slopes.They are controlled by the earthquake-generating fault and are mostly distributed along it.There are several geohazard chains having been established,such as earthquake,canal damage,soil liquefying,landslide-debris flow,earthquake,soil liquefying,roadbed deformation,etc.In order to prevent seismic hazards,generally,where there is a visible surface rupture induced by the Yushu earthquake,reconstruction should be at least beyond 20 m,on each side,from it.Sufficient attention should also be given to potential geohazards or geohazard chains induced by the earthquake.     

基于易滑地质结构与多源数据差异的岩溶山区大型崩滑灾害识别研究

岩溶山区地质环境复杂且脆弱,重特大崩滑地质灾害时有发生。如果对岩溶山区的地质环境认知不准,将直接导致对灾害识别能力不足。文章围绕岩溶山区裸露型岩溶陡崖、复合岩组型斜坡以及非裸露型岩溶斜坡3类基本易滑地质结构差异,探讨多源数据条件下更具适用性的识别探测方法。对于空间影响面积小的厚层岩溶陡崖结构,星-地组合识别方法更加适用,基于GNSS的识别探测方式可在获得动态变形趋势基础上,对可能发生的失稳模式进行初步预判,同时可对InSAR解译的地表位移进行矢量化校正,有利于提高对具有相同或相近SAR数据条件地区的灾害识别程度。对于具有较大空间影响面积的斜坡区域,可优先选用基于InSAR的遥感技术来获取地表变形结果,对于有致灾风险的大变形区还可结合易滑地质结构及外部影响因素对其可能失稳模式进行预判或反演分析。任何灾害识别方式都有其局限性,在实践中可根据不同地质结构特征与灾害类型特点,通过多源、多维度监测来构建综合识别体系,探索更具适用性的识别探测与数据分析新思路。      

基于遥感检测的输油管道泥石流灾害危险性评价

兰成渝成品油管道是我国能源战略的重要组成部分,礼县—广元段基岩山区线路上崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害均较为发育,对管道安全运行存在着潜在的威胁。基于多源遥感检测信息,以该段线路泥石流为例,建立了泥石流灾害的遥感解译标志,采用模糊综合评判法分析了降雨作用下泥石流灾害发生概率,并对管道泥石流灾害危险性进行了评价,从而实现了管道泥石流灾害的快速预警。