小型斜坡隐患识别“空天地”图谱几何遥感方法

“空天地”一体化三查技术体系在西南地区大中型滑坡等灾害早期识别中得到验证和应用,但该方法对人类工程活动诱发的小型灾变体查全率较低。快速准确识别小型隐患点位置极为迫切。本文以广东省龙川县为例,针对点小面广、多发隐蔽的小型斜坡变形和人工切坡建房诱发的崩滑流灾害,研究试验“全查-带扫-点筛-面核-群防-联审”模式的早期识别图谱几何遥感方法,利用2019年1月8日至2022年6月29日94期Sentinel-1雷达影像SBAS-InSAR时序反演、提取异常形变区,综合激光雷达扫描和地质孕灾背景资料从异常形变区图斑中筛查标识出疑似隐患风险点,并开展现场外业核查界定隐患风险类型。结果表明：时序InSAR反演初查发现323处异常形变区,筛查标识出疑似隐患图斑82处,对55处图斑现场外业验证,7处界定为隐患点。证明该方法具有应用价值,能够为地质灾害隐患风险点防灾减灾提供科学依据。     

时序InSAR技术探测芒康地区滑坡灾害隐患

位于中国西藏自治区东南部的芒康地区受自然条件制约和人类活动影响，近年来滑坡等地质灾害频发，对电网建设运行、交通干线通行和人民生命财产安全构成严重威胁，亟需有效技术手段对该地区分布的滑坡灾害隐患进行探测识别，从而为防灾减灾提供决策信息支持。采用小基线集（SBAS）时间序列雷达干涉测量技术，对覆盖芒康地区的历史存档ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR数据集进行处理分析，探测发现了分布在318国道沿线和金沙江河谷的多处疑似滑坡灾害隐患点，获得了潜在滑坡形变的空间分布图和时间演化特征，证明了时序InSAR技术应用于藏东区域地质灾害调查的可行性和有效性。     

联合InSAR与无人机航测的白鹤滩库区蓄水前地灾隐患广域识别

白鹤滩水电站位于我国西南高陡山区,是我国实施“西电东送”的国家重大工程之一。水库两岸是地质灾害高易发区,传统的地质灾害调查手段存在工作效率低、危险性高、无法覆盖高位隐患点等弊端。联合星载合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)与无人机航测技术应用于广域地灾隐患探测对于库区地灾隐患广域识别、掌握其分布规律及辅助后续重点防治具有重要意义。本文基于142景Sentinel-1卫星升降轨影像,采用时间序列InSAR技术对白鹤滩库区重点库岸段蓄水前两岸活动性坡体进行探测,同时利用无人机航测技术对其进行了野外验证与辅助分析,根据航片生成的数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、三维模型等航摄数字产品,结合形变与地形地貌特征,确定了32处地灾隐患点。并结合隐患点的形变量级、形变面积、是否涉水、是否具有明确威胁对象等因素给出了防治建议,建立了全面而准确的蓄水前地灾隐患灾害库。最后基于此案例对两种技术优势特长、适用范围以及如何高效联合应用进行了总结。本文揭示了两种技术在广域地灾隐患识别时的结合应用,无人机航测不仅能对InSAR技术探测到的形变区进行验证,同时InSAR也可以指导重点航测区域,提高航测飞行效率。通过结合两项技术提供的实时与历史信息、形变与地质信息可实现综合研判,形成基于空天遥感技术的高效库岸地质灾害综合遥感识别方法。     

InSAR技术在地质灾害隐患早期识别中的应用

InSAR技术是对人不能至、观测条件苛刻地区的重大地质灾害隐患进行早期识别的重要手段之一。本文以天全县为例,通过InSAR技术解译出形变区域,然后结合"InSAR形变量、威胁对象、地形地貌"三要素分析出疑似隐患区域,并通过传统地质灾害野外调查进行验证,结果表明InSAR解译结果具有较高的准确性。     

四川茂县岷江河谷区段滑坡隐患雷达遥感识别与形变监测

长期以来,中国四川省茂县地区受地质、地形条件和构造活动的影响,滑坡等地质灾害频发,给人民的生命财产和公路等基础设施安全带来了巨大的威胁,因此需要对滑坡隐患区域进行有效识别和监测。以时序哨兵1号A、B卫星(Sentinel-1A/1B)影像为数据源,利用时间序列合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术对茂县岷江河谷区段的潜在滑坡隐患开展识别监测,对重点区段进行了分析,同时分析探讨了InSAR滑坡监测中不同轨道数据的视线方向形变测量灵敏度差异。从实验结果中成功探测识别出了茂县岷江河谷沟口乡至石大关乡段的20余处滑坡隐患,现场实地考察验证了识别结果的准确性,证明了时序InSAR方法在高山河谷区滑坡隐患识别监测中的有效性。     

基于机器学习方法的长输管线地质灾害预测建模

地质灾害是影响长输管线安全运行的重要因素,为减少地质灾害对长输管线的影响,有效预防、规避长输管线的安全风险,本文基于西南油气田仁寿作业区的地质灾害数据,以研究区地质灾害为预测变量,高程、坡度、坡向、地表覆盖为响应变量,采用人工神经网络、决策树、支持向量机3种机器学习方法分析研究区域地质灾害的发生规律,并进一步预测研究区内长输管线发生地质灾害的概率。通过模型对比,相较于人工神经网络和支持向量机,决策树的方法具有更高的预测精度,其预测正确率达0.86。本文的分析结果对研究区管线管理部门具有重要参考价值,相关部门可根据模型预测出的管线点发生地质灾害的概率,提前做好地质灾害预防工作。     

重大地质灾害隐患早期识别中综合遥感应用的思考与建议

2017年以来，以四川茂县新磨村高位垮塌、金沙江白格滑坡为代表的重大地质灾害多次发生，呈现出隐蔽性强、突发性高、破坏力大等特点，难以早期发现。值得注意的是，尽管地质灾害防治工作已在全国大范围开展并受到国家层面的高度重视与支持，但绝大部分灾害仍发生于全国现有地质灾害隐患点分布以外的区域。对这些人迹罕至、人不能至且观测条件苛刻的地区的重大隐患进行有效早期识别，是当前地质灾害防治工作尚需解决的难题和重要任务。在总结合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术特点与其应用局限的基础上，从光学遥感、InSAR、激光雷达等综合遥感测量的角度提出了以“形态、形变、形势”（三形）为观测内容、以定性识别灾害隐患位置、定量监测灾害体变形幅度、依靠综合遥感动态监测数据提升隐患识别能力的技术思路。对未来工作提出了若干建议与思考，以期服务于重大地质灾害隐患综合判断与早期识别工作。     

顾及大气误差和相位解缠误差的LiCSBAS方法对高山峡谷地区地质灾害的探测

针对目前时序分析数据预处理耗时量大及高山峡谷地区单轨道探测地质灾害存在的弊端,本文以东川小江沿线高山峡谷地区为研究对象,利用时序LiCSBAS方法和联合二维形变分解对高山峡谷地区地质灾害进行探测,探究利用LiCSAR和GACOS产品解决处理时间过长、控制大气延迟、相位解缠误差在实际应用中的效果。试验结果表明：(1)利用LiCSAR和GACOS产品能大大加快数据处理效率和降低大气延迟对形变结果的影响;(2)环闭合相位能够有效识别出均方根值大于定义阈值的有问题的环路;(3)联合升降轨获取一维视线向形变并进行二维分解,得到垂直向和东西向的形变,综合各形变信息,引入高分辨率光学影像,共探测出6处地质灾害区。通过试验验证了本文方法在高山峡谷地区地质灾害探测结果的准确性及优势,为政府部门监测及探测高山峡谷地区地质灾害的发生提供了一种有效、快速的探测手段。     

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。     

时序InSAR的贵州地质灾害监测

针对传统地质灾害监测手段无法进行全天时、全天候、大范围面状监测的这一现状,运用时序InSAR技术,以及L波段SAR数据、数字高程模型获取了研究区形变序列,并结合全球降水数据、实地调查数据、矿区采空区覆岩移动分带进行了成因分析。实地调查数据验证了小基线集InSAR技术识别地表形变具有较高的可靠性。通过引入全球降水计划GPM多星降水反演产品IMERG中的逐月降水数据分析了P2滑坡隐患点变形规律,发现在降雨多发期,隐患滑坡点变形速度明显增大。实验结果证明,时序InSAR技术在大面积地质灾害多发区中可以有效发挥作用,可为防灾减灾工作提供参考。     

时序InSAR滑坡探测与DEM误差影响分析

以贵州省西南山区为例,针对地质灾害隐患早期识别的实际情况和需求,开展差分干涉测量和时序InSAR方法的对比实验,以验证时序InSAR在抗误差干扰、探测微小形变、捕捉形变序列演化趋势等方面的能力;再基于高精度LiDAR DEM数据进一步研究DEM误差对时序InSAR处理结果的影响。实验表明,时序InSAR方法无法完全剔除DEM误差,从而导致形变速率、形变序列估计不准,在开展精细化InSAR形变分析时应尽可能选取高精度的外部DEM数据,以保证正确估计地质灾害隐患形变特征。     

孕灾机理与综合遥感结合的三峡库首顺层岩质滑坡隐患识别

隐患识别是实现地质灾害从注重灾后救助向注重灾前预防转变的重要技术工作。本文以三峡库首秭归沙镇溪镇周边岸坡段顺层岩质滑坡隐患识别为基础,提出基于孕灾机理与综合遥感相结合的地质灾害隐患识别方法。首先,借助资料整理分析、遥感调查和现场调查等查明孕灾环境,并建立孕灾指标体系;其次,针对典型灾害体开展地质结构与致灾机理分析,以揭示典型孕灾模式,并建立综合遥感判识标志;再次,采用易发性分区评价,结合高分光学卫星遥感与InSAR等天基遥感变化检测技术,圈定隐患识别的易发重点靶区;然后,针对高易发靶区,利用无人机摄影测量、LiDAR等空基遥感技术识别疑似隐患体;最后,通过地面核查与专家判识,确认并圈定地质灾害隐患。利用该套技术方法,在工作区内共识别出8处地质灾害隐患,其中5处为具备孕灾模式但尚未出现明显变形的顺层岩质滑坡隐患体。结果表明,该套技术方法以查明孕灾环境及建立孕灾模式为核心与前提、以综合遥感探测为重要技术支撑,可以弥补目前主要依赖遥感变化探测开展隐患识别易造成精度较低甚至失效的缺陷,尤其适合于山高坡陡、植被覆盖茂密地区的隐蔽性、突发性地质灾害的隐患识别。     

基于时序InSAR的贵州喀斯特地区地表形变监测——以清镇市为例

贵州是典型的喀斯特地貌,地质灾害问题比较突出。传统的监测手段无法做到长时间、大范围精细监测,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)具有全天时、全天候,监测范围广、精度高的优势,广泛应用与地质灾害监测中。利用时序InSAR技术,使用Sentinel-1A数据监测了清镇市2018-2019年的地表沉降。结果显示,清镇市整体比较稳定,在部分地区存在明显的形变,主要集中在清镇市的西部和中部区域(犁倭镇、麦格苗族布依族乡),最大的形变量达到了-44 mm·a~(-1),并结合高分辨率光学图像对可能的地质灾害隐患进行识别,分析了可能导致的形变因素。     

基于SBAS技术的输电线路地表形变监测

地质灾害对输电杆塔和电网系统运行带来安全隐患,人工巡查无法及时发现地表缓慢形变导致的杆塔形变,且巡查效率低,成本高.为解决地质形变给输电线路带来的威胁,需监测输电线路沿线的地表形变.基于Senti-nel-1A卫星数据,以SBAS-InSAR为技术手段,对RT甲、乙线和YF直流线沿线实现周期性、低成本和高精度的形变监测...     

地质灾害隐患三维一张图构建方法

以“８·８”九寨沟地震灾区地质灾害调查数据为基础,以地质灾害隐患早期识别“三查”技术成果和地质灾害 隐患防治效果动态监测等为依据,研究地质灾害隐患实景三维场景中多源数据处理与发布、场景按需组装、快速分 发部署等关键技术,结合地质灾害隐患研判分析和防治设计等实际需求,研发地质灾害隐患一张图三维管理平台。 为灾后地质灾害隐患管理、风险分析、动态管控及相关灾后重建工作提供及时、可靠、高效的测绘地理信息保障服务, 同时也为存在地质灾害风险的区域和有地质灾害防治需求的区域,提供一套地质灾害隐患防治和应急管理解决方案。     

光学遥感与InSAR结合的金沙江白格滑坡上下游滑坡隐患早期识别

2018-10-11和2018-11-03，金沙江上游西藏自治区江达县波罗乡白格村附近先后发生两次大规模高位滑坡堵江。虽经人工干预处置后进行泄流，但还是对下游居民和交通设施造成了严重损失，其上下游是否还存在类似的大规模滑坡隐患，成为白格滑坡灾害发生后社会各界关注的焦点问题。首先利用高精度光学卫星影像对白格滑坡上游30 km和下游100 km范围内的滑坡隐患进行人工目视解译和定性评价，共识别出滑坡隐患51处，其中下游70~100 km范围内有10处具有堵江风险的滑坡隐患。在此基础上，对具有堵江风险的重点区域（白格滑坡下游70~100 km范围内）收集存档ALOS PALSAR-1和Sentinel-1A雷达卫星数据，利用短基线差分干涉测量技术开展滑坡隐患地表形变定量探测和分析评价，共探测出7处具有较显著形变的滑坡隐患，其中3处堵江风险较大，为白格滑坡上下游地质灾害防治和川藏铁路选线提供了参考。     

针对地质灾害隐患点的无人机航摄像控点布点方案

以陕西省某地质灾害隐患点1∶2000航飞生产任务为背景，本文结合垂直起降式无人机航摄技术特点和地质灾害隐患点区域实际情况，通过详细对比几种无人机航摄像控点布控方案的优劣，研究无人机像控点布设方案对空三加密精度的影响，总结了适用于不同地质灾害隐患点的像控点布设方案。通过本文研究，为今后制定地质灾害隐患点的无人机航摄像控点布设方案提供了参考依据。     

我国典型丘陵区地质灾害发育规律与形成条件分析——以麻阳为例

南方丘陵区是地质灾害较严重的区域，麻阳则是其典型代表，地质灾害遍布全县23个乡(镇),地质灾害类型主要有滑坡、崩塌、地面塌陷、不稳定斜坡等。本文利用光学遥感和合成孔径雷达(SAR)影像开展麻阳县地质灾害隐患的遥感解译，再辅以人工地面调查、测绘和工程勘查手段，确定地质灾害点213处，其中不稳定斜坡35处，滑坡162处，崩塌15处，地面塌陷1处。基于区域地质、地形地貌等孕灾背景数据，分析了其基本特征、空间分布规律和形成条件。从地理位置看，地质灾害主要发育在海拔100～250 m的丘陵地区，超过80%分布于坡度20°～50°之间的斜坡，坡向具有一定的规律性，以北西、南东分布为主。滑坡与岩土的工程地质特性的关系非常密切，以软质红色碎屑岩岩组与红层碎屑岩类风化残坡积粘土、粉质粘土发育最多。另外，麻阳地质灾害多沿构造带分布，规律较明显，在麻阳向斜、锦和压性断层及麻阳压扭性断层附近发育程度较高。区内水系对地质灾害的发育也发挥了很大影响，麻阳地质灾害主要发育在锦江等河流沿线。本文研究结果为麻阳地质灾害防治与预警提供了基础数据。     

StaMPS技术在区域地表沉降形变监测中的应用

采用欧洲空间局环境监测卫星IW模式下Sentinel-1A VH极化影像数据,利用StaMPS技术,以惠东县为研究区域,选取区域内某个水准点(A)作为形变参考点,持续观测惠东县及城区重点区域2015-12～2018-02地表沉降形变,并对2019年解除的8个地质灾害点进行观测.实验表明惠东县东部山体部分有较明显沉降,最大形变速率达到-10 mm/y,城区部分及沿海部分有少量抬升,速率最大达到4 mm/y,累积最大沉降量达到-24 mm.城区重点区域地质情况较为稳定,部分区域形变基本在0～-2 mm/y,累积沉降量总体介于0～-4 mm,8个已解除的地质灾害点处于稳定状态.     

管道穿越采空区沉陷监测方法初探

长距离油气管道运行压力大,沿线地质、地理、生态环境复杂。由于成本控制、地理环境等因素,油气管道常常不可避免地铺设在矿山采空区上。针对油气管道穿越煤层采空区受地表沉陷灾害的威胁这一问题,对矿山采空区沉陷监测的几种方法进行了比较,分析了它们的优势及不足,对矿山沉陷监测方法的选择和保护油气管道的正常运营具有指导意义。