中国滑坡遥感及新进展

自本世纪初起，由于采用了“数字滑坡技术”和高分辨率遥感数据，滑坡遥感成为能更准确的定性、定位、定量的滑坡调查 手段，可进行区域的和大型个体滑坡的详细调查和监测研究。“数字滑坡”技术的实现基于滑坡地学原理并依赖遥感技术、数字摄 影测量及图像处理技术、GIS技术和计算机技术的支持。该项技术大致可分为4大部分：滑坡识别、滑坡基本信息获取、信息存贮和 管理及空间分析。20世纪末期以来，数字滑坡技术在应用中不断完善和获得新进展。     

《滑坡遥感》内容简介

正本书为笔者30余年滑坡遥感工作积累的概括总结和探索将现代信息技术应用于滑坡和地质环境调查研究的成果。全书分为五章,系统介绍了滑坡遥感的理论、方法和应用。其主要包括:从事滑坡遥感需了解的基本滑坡地学知识、遥感及空间定位的基础理论;提出"数字滑坡"的理论概念,创立了一整套识别、定性、定位及定量获取滑坡和地质环境信息的技术     

滑坡遥感调查、监测与评估

滑坡遥感调查包括滑坡识别、基本信息获取和滑坡空间分析等，本文以天台乡滑坡遥感调查中用特征点法确定滑坡边界、影响带及滑坡运动特征及规模为例说明。滑坡遥感监测可分为直接监测和间接监测。由于突发的高速超高速崩塌、滑坡及泥石流活动时间难以预测，滑坡运动的规模相对于遥感地面分辨率较小，获取遥感数据的不连续性及价格昂贵等原因，目前较少应用遥感技术直接监测滑坡活动； 遥感监测滑坡运动引起的环境变化，称为间接滑坡监测，以遥感监测易贡大滑坡引起的易贡湖水面变化及溃坝造成的下游灾害为例说明。滑坡遥感评估指在获取滑坡及其发育环境基本信息的基础上，评估滑坡的稳定性，预测其未来活动性，评估区域滑坡的影响因子和进行区域滑坡危险性评价，文中以天台乡滑坡、千将坪滑坡稳定性评估及三峡库区中前段区域滑坡危险性评价为例说明。     

遥感技术在三峡库区千将坪滑坡研究中的应用

 2003年7月13日，三峡库区湖北省秭归县沙镇溪镇千将坪村发生特大型滑坡灾害后，利用先进的数字遥感技术，结合滑坡前 后的高分辨率的遥感数据、地形图资料和野外所测的GPS控制点，制作出研究区滑坡前后的数字高程模型(DEM)，同时采用合理的图 像处理技术，获得了滑坡前后正射影像图。利用三维可视化技术，采用人机交互解译滑坡，详细的对比解译滑坡前后的影像，分别 对滑体的滑动方向、距离和堆积体面积进行了定量计算，结合勘查资料估算出其体积约为1 500万方，综合地质学、灾害学原理和 地理空间信息技术等科学分析了千将坪滑坡的形成条件，认为千将坪在“7.13”滑坡之前为一特大型顺层古滑坡，而“7.13”滑坡 是古滑坡的大规模复活，三峡库区蓄水和降雨综合作用是促使滑坡复活的主要诱发因素。     

CBERS-02B星数据在“5•12”地震滑坡调查中的应用——以唐家山至北川县城堵江河道滑坡为例

利用CBERS-02B星CCD和HR数据，采用数字滑坡技术，制作出滑坡地区的数字高程模型；采用三维可视化技术，结合当地的地质环境构造条件，用人机交互方式，分析“5•12”地震中唐家山至北川县城堵江河道滑坡发生的面积、运动方向、滑坡形成条件和诱发因素。     

“3S技术”集成在地震灾害调查与研究中的应用初探

遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术在自身进一步发展的同时,正日益朝集成化方向迈进,形成所谓“3S技术”集成。“3S技术”集成,为地震灾害调查和研究提供了新的、极具潜力的技术支持。本文简要分析了“3S技术”在震害调查与研究中的应用现状,并着重从“3S技术”集成的角度,探讨它在未来震害调查与研究中的应用模式及实施方案问题。     

多源地学信息数字图像综合处理技术现状及发展方向

前言 多源地学信息数字图像综合处理技术在我国已有近10年的发展历史。“六五”和“七五”期间,我国地质科技人员开发出了这套新的地学信息处理技术,并将其推进到了实用阶段。但该技术在我国目前的发展现状如何？已取得哪些重要进展,存在哪些问题：为摸清这方面情况,以便制定进一步发展规划,1989年,全国遥感地质工作协调小组组织实施了一项《我国遥感及其它多种地学信息图像综合处理研究的现状、问题及立项建议》课题的调研本文是对该调所结果的介绍。     

滑坡、泥石流遥感回顾与新技术展望

回顾了20a 来我国在滑坡、泥石流遥感调查方面所取得的成绩,总结了应用遥感技术调查滑坡、泥石流的方法和该方法在应用过程中存在的问题,指出了改善现有的滑坡、泥石流遥感调查方法技术的迫切性,展望了滑坡、泥石流遥感调查新技术的内容及应用前景。     

地震滑坡高分辨率遥感影像识别

区域性地震滑坡信息获取目前主要通过遥感目视解译和计算机提取,存在主观性强、耗时费力、提取精度低等问题,导致难以满足灾后应急调查、灾情评估等方面的应用需求。采用资源三号、高分一号高分辨率遥感影像,以汶川震区为实验区,在地震滑坡灾害特征分析的基础上,通过多尺度最优分割方法构建多层次滑坡对象,融合光谱、纹理、几何等影像特征和地形特征信息建立多维滑坡识别规则集合,基于高分辨率影像认知模式与场景理解过程提出滑坡分层识别模型,从而实现地震滑坡空间分布及其滑源区、滑移区和堆积区的准确识别。实验区分析结果显示最低识别精度为81.89%,而滑坡的堆积区最容易被分辨,识别方法具有可推广性。研究成果可为灾后应急调查提供技术支撑,并促进国产高分辨率遥感卫星的地质灾害应用。     

“6·28”关岭滑坡特大地质灾害应急遥感调查研究

2010年6月28日14时30分,贵州关岭县岗乌镇大寨村因连续强降雨引发山体滑坡,中国国土资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)立即收集了滑坡前卫星遥感数据,并于6月30日成功获取了滑坡区0.08 m分辨率的航摄数据。作者利用滑坡前后的高分辨率影像数据和数字高程模型,采用数字滑坡技术分别对该滑坡的影响范围、滑动方向、规模及灾情进行了定量解译,得出滑坡灾害影响区面积、滑塌体规模、碎屑堆积规模、损毁耕地面积及掩埋房屋数量等,并在第一时间为前线救灾治理工作提供了丰富而准确的调查数据,确定关岭滑坡为一起罕见的滑坡碎屑流复合型特大灾害,这一灾害在贵州历史上未有过记载。     

针对MODIS数据的大气水汽含量反演及31和32波段透过率计算

 针对MODIS的波段特征,首先,用近红外波段反演大气水汽含量; 然后,通过LOWTRAN模拟大气水汽含量与MODIS 31和32热红 外波段透过率的统计关系; 最后,计算31和32波段的透过率。该方法克服了以往一景图像只用1个透过率的局限性,使得透过率的求 算精确到每1个像元,同时保证参数获取的实时性。     

滑坡蠕变与遥感影像上植被异常关系

以滑坡蠕变阶段坡体的蠕变会引起环境条件的改变，进而影响植被生长状况的野外考察客观现实为依据，提出一种间接监测滑坡变化的新方法。利用高分辨率光学遥感技术，对滑坡蠕变阶段遥感影像上坡体上覆植被的异常特征进行判识，建立遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的关系，反映滑坡的演化过程，弥补GPS技术、InSAR技术及部分地面监测手段在地势高、地形陡峭、植被茂盛等条件下监测工作的不足，为后续的滑坡预测研究提供帮助。以植被覆盖度较高的新磨村山体高位滑坡为例，首先，对研究区域进行分区；其次，计算各分区的植被覆盖度；最后，利用植被覆盖度分析遥感影像上的植被异常与滑坡蠕变的关系，并根据滑后遥感影像和实地考察情况进行验证。结果显示，2014年—2016年，滑坡的主要物源区、变形体上方细长局部崩滑区和泉眼及冲沟周边的植被覆盖度出现明显的下降，即随着滑坡发生时间的临近，植被受滑坡蠕变的影响变大，植被生长状况变差；而且随着距裸地等滑坡风险较大区域的距离增大，植被受滑坡蠕变的影响变小，植被生长状况变好。这表明，植被异常与滑坡蠕变存在明显的时空相关性，体现了滑坡蠕变阶段遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的内在联系，反映了滑坡逐步失稳的演化过程，为进一步预测滑坡的发生提供依据。     

雷达遥感滑坡隐患识别与形变监测

滑坡是全球发生最为频繁、造成损失最严重的自然灾害之一,滑坡表面形变测量对于滑坡的早期识别、监测和预警具有重要意义。雷达遥感具有非接触式大范围空间连续覆盖和高精度形变测量等优势,在滑坡地质灾害领域中取得了广泛的应用。本文概述武汉大学干涉雷达遥感团队近几年在利用雷达遥感监测滑坡形变方面的研究内容,包括：雷达遥感在滑坡形变监测中的可行性和适用性分析、大范围滑坡隐患识别、复杂山区滑坡形变测量、大梯度滑坡形变测量、滑坡三维形变提取等。     

水体的遥感信息自动提取方法

本文在对各种遥感信息提取方法进行深入分析的基础上,提出了一种水体的遥感信息自动提取方法。该方法从遥感信息机理的角度出发,构造地物信息提取模型,并利用面向对象的设计方法建立了该模型,从而实现广义上的基于知识的专题信息提取。以ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ图像为例进行水体的自动提取,通过对自然水体和新积水区的应用研究,取得了较好的效果。可进一步应用于洪水灾害的监测。     

利用国产遥感卫星进行金沙江高位滑坡灾害灾情应急监测

高位地质灾害具有强隐蔽性、强破坏性、难排查性等特征,近年来在我国西南山区频频发生,给山区居民造成了严重的人员伤亡和财产损失。以国产高分二号与北京二号等国产遥感卫星影像为数据源,对"10·11"金沙江高位滑坡开展灾情应急监测,分析了滑坡致灾情况、致灾演变及灾前蠕变特征,对灾后堰塞湖周边隐患灾后开展二次排查,查明了堰塞湖全域存在疑似裂缝隐患2处、滑坡隐患16处及5淹没区受损情况。结果表明国产遥感卫星对国家重特大地质灾害应急监测发挥了重大作用。     

甘肃黑方台黄土滑坡InSAR识别、监测与失稳模式研究

采用合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术对甘肃黑方台地区潜在的黄土滑坡开展了多时相编目、长时序监测以及失稳模式识别研究。首先，采用不同空间分辨率、不同波长的历史存档合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）数据对黑方台地区2006-12至2017-11间的潜在滑坡开展了识别研究，在2006-12至2011-03和2016-01至2016-11两个时间段均识别出数10处不稳定坡体，实地调查和光学遥感影像验证了InSAR技术识别结果的可靠性与准确性。然后，对典型不稳定滑坡体采用高空间与高时间分辨率的TerraSAR-X数据开展了长时序监测，结果表明，在InSAR监测期间，累积形变最大的滑坡体在随后的时间里均发生了滑动，并成功地捕获到滑坡体形变加速的时间点。最后，利用升降轨SAR数据开展了黄土滑坡二维形变监测研究，基于滑坡的二维形变特征并结合地形图以及光学遥感影像进一步研究了滑坡的失稳模式，现场调查结果验证了所获得滑坡失稳模式的准确性。     

无人机摄影测量技术在阿娘寨滑坡应急调查中的应用

无人机摄影测量技术具有数据获取效率高、响应速度快、成果丰富多样等优势,逐步应用于地质灾害应急调查中。2020年6月18日阿娘寨滑坡复活后,采用无人机摄影测量技术进行应急调查。首先,通过检查点验证了无人机免像控摄影测量技术的可行性,总结性研究了无人机影像数据快速拼接和全面处理的软件选取,生成了调查区三维实景模型、数字表面模型(DSM)、正射影像(DOM)及密集点云等基础数据;最后对基础数据处理分析,完成了滑坡地形快速测绘、滑坡特征调查等工作,并对多期次的高精度无人机摄影测量数据进行差分计算,识别了滑坡形变较大的区域,定量表征了滑坡的形变特征,为监测仪器的选位提供了指导。滑坡体上GNSS监测的最大累计形变可达16m,将现场布设的专业监测设备的数据接入地质灾害实时监测预警系统中,有效保证了灾害防治工程的顺利实施。     

无人机在重大地质灾害应急调查中的应用

传统的地质灾害应急调查受限于地形、天气等外界条件，不能快速全面地获取灾害的详细信息，而无人机具有灵活性强、时效性高和不受复杂地形影响等特点，在地质灾害应急调查中有独特的优势。本文以“6·24”新磨村滑坡和“10·11”白格滑坡为例，阐述了无人机数据获取及处理流程，重点介绍了无人机获取的数字地形产品在地质灾害精确描述、定性及定量分析中的应用。结果表明：无人机摄影测量技术为重大地质灾害应急调查提供了更加科学高效的现场影像采集和遥感成果处理及应用方案，为应急救灾工作的顺利实施及分析研判提供了重要数据支撑，科学有效地保证了现场施工救援人员的安全。