InSAR用于高山峡谷区滑坡监测的适用性

针对升降轨Sentinel-1A数据获取的得荣县古学乡2个大型滑坡形变特征不一致的问题,利用R指数、敏感性和相干性等参数,开展InSAR技术用于该地区滑坡监测的适用性研究。结果表明,降轨数据比升轨数据更适合2处大型滑坡的识别与监测,并很好地解释了升降轨滑坡监测结果不一致的原因。对2个滑坡进行时间序列形变分析及多维形变特征分解,结果表明,2个滑坡在2019～2020年累积形变量最大值分别约为300 mm和230 mm,需加强关注。     

基于升降轨Sentinel-1A SBAS InSAR的西南山区滑坡隐患早期识别研究

以贵州省水城县为研究区,使用SBAS InSAR分别对2018-07~2019-07鸡场镇滑坡发生前31期升轨和30期降轨Sentinel-1A数据进行处理,提取地表形变场。结果表明：1）鸡场镇滑坡发生前SBAS InSAR形变场并未出现明显形变,已超出12 d重访周期SAR的形变监测能力;2）研究区存在5个明显形变区,推断与斜坡失稳、地下/露天采矿和矿物加工的抽排水有关;3）升降轨数据的SBAS InSAR形变场相互补充、验证,可显著提升卫星雷达对山区滑坡隐患早期识别和形变监测能力。研究方法可为贵州省以及中国西南山区滑坡隐患调查与早期识别提供技术参考。     

基于SBAS-InSAR技术的小金川两岸滑坡隐患识别

为全面准确地识别小金川半扇门-达维河段干流两岸滑坡隐患,基于SBAS-InSAR技术,通过Sentinel-1升、降轨数据分析结果结合互补的方式对该区域的滑坡隐患进行早期识别。结果显示：1）升、降轨数据结合有效减小了阴影叠掩区干扰,能够较全面地识别出两岸岸坡长期蠕变的隐患点;2）Sentinel-1降轨处理得到LOS向形变速率为-120~10 mm/a,升轨处理得到的形变速率为-131~10 mm/a;3）基于形变结果识别出35处滑坡隐患点,其中8处为典型滑坡隐患点。重点分析两处滑坡隐患点的形变特征并进行现场复核显示,坡体上道路错断明显,在形变区域发育有裂隙并导致地台发生错动,验证了坡体处于长期蠕变状态。     

基于DS-InSAR技术的金沙江流域贡觉地区滑坡与地裂缝形变特征

金沙江流域贡觉地区地处中国西部山区,地形复杂,构造发育,滑坡和地裂缝等地质灾害隐患分布广泛,对沿线人民生命财产与交通等基础设施建设和安全运营构成严重威胁,亟需对该地区滑坡和地裂缝近期发育特征开展广域监测分析。采用2019年2月至2021年7月64景升轨和69景降轨Sentinel-1数据,采取融合分布式目标的DS-InSAR技术,获取研究区雷达视线向高精度地表形变空间分布信息,共探测到22处明显地质灾害隐患,其中沙东乡附近滑坡雷达视线向最大形变速率可达-254 mm·年^-1。在此基础上,结合最大坡度向形变和降雨数据,分析了该地区典型滑坡和地裂缝形变时空变化特征。结果表明：该地区滑坡分布规模及其运动形态多样,与地形关系较为密切,地裂缝形变与其走向呈现较好的空间相关性,且降雨加剧了部分地质灾害的活动性。     

天津蓟州五名山滑坡隐患早期识别监测

为精确识别五名山滑坡隐患,利用Sentinel-1A/B升降轨数据,基于SBAS-InSAR技术反演2017-03~2021-04该地区垂向和坡向形变,识别滑坡灾害以及隐患点,对形变时间序列及滑坡原因进行分析。结果表明,五名山潜在地质灾害隐患可分为3个区域,其中最大垂向累积形变达-38.28 mm,临空面坡体最大坡向累积形变为22.10 mm;降水量对坡体稳定性具有不同程度的影响,坡体累积形变峰值滞后于降水峰值。研究成果可回溯蓟州五名山滑坡灾害形变特征,为天津北部山区地质灾害监测识别提供新思路,为防灾减灾提供保障和技术支持。     

风振影响下乔木坡地暴雨型浅层滑坡演化机制

强对流或台风等极端天气下乔木坡地发生浅层滑坡灾害往往是暴雨和强风共同作用的结果。以皖南山区一处暴雨型浅层滑坡——畈章组滑坡为例, 通过现场调查和气象资料的分析表明, 除暴雨外风荷载也有可能促进滑坡的启动。为揭示该滑坡启动与破坏后这一完整运动过程的演化机制, 首先基于无限斜坡模型分析了实际降雨条件下的滑坡稳定性, 然后对取自于滑坡体内乔木根系周围和滑动面附近的两种土样利用DPRI型环剪仪, 分别开展了不排水循环剪切试验和自然排水残余剪切试验。结果表明: ①降雨入渗引起滑动面孔隙水压力的上升, 并导致稳定性的降低是畈章组滑坡启动的直接原因; ②乔木根系周围的饱和土在风振作用产生的动剪切荷载下易形成高的超孔隙水压力, 并导致浅表层的局部失稳滑动, 增加了畈章组滑坡整体破坏的可能性; ③滑动面土体的残余强度具有强烈的"正速率效应", 从而控制了畈章组滑坡启动后不会表现出高速远程的运动特征, 与现场调查结论一致。研究结果可以为暴雨协同风振作用下富乔木坡地浅层滑坡的预警预报研究提供参考。      

湖南省桂阳县东塔景园项目滑坡地质灾害评价及防治对策

简要地阐述了桂阳县东塔景园建设项目滑坡的地质环境条件、现状成因。根据现场调查勘探,利用滑坡数学模型对滑坡进行了稳定性计算及评价,提出了该滑坡的相应防治对策。     

滑坡图像自动识别浅议

识别滑坡须先了解什么是滑坡,广义滑坡包括崩塌、滑坡、碎屑流、泥石流等所有斜坡重力侵蚀现象;狭义滑坡指部分斜坡沿着斜坡内的一个或数个面在重力的作用下作剪切运动的现象。各类滑坡有自已特殊的地表形态特征,发育的基本地质环境条件和触发因素,据这些特征识别滑坡。利用数字滑坡技术进行滑坡识别大致分为2步:(1)通过RS和GIS技术将不同时间的调查区地物现场以不同分辨率展现在数字图像上,并与地理控制及地质环境信息配准、组合,建立解译基础;(2)在滑坡地学理论指导下,通过人机交互方式进行解译和时空分析,获取减灾防灾需要的信息。该方法尚未达到遥感自动识别滑坡的程度,但建立解译基础的过程已可由计算机通过多种程序软件完成,故认为滑坡模式识别的前2个步骤:数字化及预处理已由计算机实现。现需探索的是用计算机实现基于滑坡地学理论知识,以人机交互方式进行的滑坡识别及分析过程。就狭义滑坡而言,基于DEM的滑坡地形识别已可由计算机实现。如能确定地面滑坡壁及滑体与地下滑面、滑床的关系,了解它们的光谱特征并建立计算模型,便可构建遥感技术的滑坡模式识别。     

四川省滑坡灾害气象预警模型建立与验证

四川省滑坡灾害严重,特别是2008年之后,灾情显著加剧,如何预防滑坡灾害是保护人民生命财产安全的有效途径。滑坡灾害的预警模型研究是滑坡灾害预防领域的核心课题。本文对四川省滑坡灾害危险性进行了评价,并开展了滑坡灾害气象风险预警模型研究。①以确定性系数的方法量化坡度、地形起伏度、水文地质岩性、植被覆盖度、地震烈度和年均降雨量因子,建立逻辑回归模型,定量地进行四川省滑坡灾害危险性区划,并对结果进行验证。结果表明,四川省滑坡灾害高危险性区域成“Y”字型分布,此外川中、川东北地区滑坡灾害危险性也非常高,这与四川省滑坡灾害的空间分布情况相符。②在前期滑坡灾害与降雨量统计分析、滑坡灾害危险性评价的基础上,以滑坡灾害危险性评价为静态因子,日降雨量数据为动态因子,通过逻辑回归模型的结果,确定以当日降雨量概率化值、滑坡灾害危险性值、前一日降雨概率化值、前两日降雨概率化值、前三日降雨概率化值为临灾模型影响因子,各因子对预警结果影响程度按上述顺序递减,建立了地质-气象耦合的临灾气象预警模型。通过检验区数据对模型的检验表明,该预警模型能成功预警80%以上的滑坡灾害;通过滑坡灾害群发个例检验发现,该预警模型与四川省现用模型相比,预警区域明显减小,空报率和漏报率显著降低。     

特大型顺层古滑坡复活变形特征分析及变形预测研究

为有效掌握古滑坡复活特征及其变形规律,基于滑坡区现场调查成果,首先开展其复活变形特征分析,再利用WPT-ROA-RVM-CT模型进行滑坡变形预测研究。结果表明,在强降雨或持续降雨后,滑坡地表裂缝较为发育,具有张剪性质,且滑坡呈明显推移式特征,即滑坡中、后缘变形明显大于前缘,变形方向具有逆时针变化规律,充分说明古滑坡复活变形特征显著。同时,通过变形预测,验证WPT-ROA-RVM-CT模型具有较高的预测精度,并经外推预测,得到滑坡后续变形速率均为正值且较大,判断滑坡后续变形还会进一步增加,具有较大失稳风险,需尽快开展灾害防治研究。     

Geometrical and Geotechnical Characteristics of Landslides in Korea under Various Geological Conditions

The goal of this study is to determine the geometrical and geotechnical characteristics of landslides under various geological conditions using detailed field surveys, laboratory soil tests and precipitation records. Three study areas are selected to consider different rocks, including gneiss in Jangheung, granite in Sangju and sedimentary rocks in Pohang, South Korea. Many landslides have occurred in these three areas during the rainy season.Precipitation records indicate that landslides occurring in the gneiss area of Jangheung and granite area of Sangju may be influenced by the hourly rainfall intensity rather than cumulative rainfall.However, landslides occurring in the sedimentary rock area of Pohang may be influenced by hourly rainfall intensity and cumulative rainfall. To investigate the factors that influence these types of landslides, a detailed landslide survey was performed and a series of laboratory soil tests were conducted.According to the detailed field survey, most landslides occurred on the flanks of mountain slopes, and the slope inclination where they occurred mostly ranged from 26 to 30 degrees, regardless of the geological conditions. The landslide in the gneiss area of Jangheung is larger than the landslides in the granite area of Sangju and sedimentary rock area of Pohang.Particularly, the landslide in the sedimentary rock area is shorter and shallower than the landslides in the gneiss and granite areas. Thus, the shape and size of the landslide are clearly related to the geological conditions. According to the integrated soil property and landslide occurrence analyses results, the average dry unit weight of the soils from the landslide sites is smaller than that of the soils obtained from the nonlandslide site. The average coefficient of permeability of soils obtained from the landslide sites is greater than that of soils obtained from the non-landslide sites with the same geology. These results indicate that the soils from the landslide sites are more poorly graded or looser than the soils from the non-landslide sites.     

新铺下二台滑坡变形机制及中长期预报模型

以奉节新铺下二台滑坡为例,基于GPS位移监测数据、裂缝数据、降雨量及库水位等多源数据,总结分析了大型古滑坡的复活规律,引入滑坡中长期预报模型,实现了以季度或月份为时间单位的跨水文年滑坡位移预测,并通过岩土体蠕变压缩模型,验证了推移式滑坡后缘裂缝形成机理。结果表明：(1)降雨是下二台滑坡变形的主导因素,滑坡变形使得滑体产生裂缝并成为降雨入渗通道,加剧了岩体破碎与软弱层软化,降低了滑坡稳定性,集中持续降雨可使滑坡失稳破坏;(2)通过模型预测值与地表监测数据的比较,将年降雨量作为滑坡中长期预报模型中的主控因素具有实际可操作性且有助于提高滑坡中长预报精度;(3)推移式滑坡后缘裂缝由滑坡推移式位移和岩土体压缩形成,引入蠕变压缩模型计算的裂缝宽度并和监测数据的比较说明,蠕变压缩模型非常适合该类边坡,同时应用岩土体蠕变压缩模型反推得到岩土体平均变形模量,判断岩体破碎程度,可以为滑坡稳定性分析及后续工程治理提供参考。     

BDS/GPS单历元阻尼LAMBDA算法及其在边坡变形监测中的应用效果分析

论述了BDS/GPS双系统组合下的单频单历元阻尼LAMBDA算法原理,并基于该算法实现一种实时远程变形监测系统。以理县某边坡变形监测应用为例,比较了GPS、BDS及其组合系统下的观测条件和阻尼LAMBDA算法定位效果：BDS的观测卫星数多于GPS,PDOP值相较于GPS也更加稳定;BDS单历元解标准差在N、E、U方向上分别为0.40 cm、0.31 cm、1.00 cm,优于GPS的0.61 cm、0.40 cm、1.74 cm。长期实验结果表明,在我国南部边坡监测中,BDS相比GPS具有一定优势。理县边坡23个月内位移量显著,3个监测站平均位移在N、E、U方向上分别达到8.70 cm、43.63 cm、18.03 cm。强降雨是引起土质山体滑坡的主要因素,使用累积降雨量和累积位移量建立线型回归模型,线性相关系数在0.98以上。在边坡监测中,可将实时的位移数据和降雨数据作为滑坡预警的重要依据。     

水库滑坡成因机制研究进展与展望

滑坡是水库库区主要地质灾害类型之一,开展水库滑坡成因机制研究具有重要理论意义和工程应用价值.利用WebofScience(WoS)数据库和VOSviewer文献计量工具对1999-2018年已发表的969篇以水库滑坡为主题的相关论文进行研究趋势分析.文献计量分析表明三峡库区滑坡稳定性和变形研究是未来水库滑坡成因机制研究主要趋势.从库水对滑坡的宏观力学作用方式、库水作用下岩土体渗流应力耦合机理和库水对岩土体劣化作用过程等方面,对国内外水库滑坡成因机制研究的主要成果与进展进行了综述.综合现有的研究成果指出水库滑坡在精细化地质建模、岩土体多场耦合特征参数获取和岸坡长期演化评价等方面尚存在不足.基于上述问题,提出水库滑坡成因机制研究应以多场信息监测为重要手段,立足多学科交叉,采用大数据融合与挖掘和人工智能技术等解决水库滑坡长期演化趋势难题.考虑水库滑坡所处地质环境的复杂性,建议未来应在水库滑坡立体精细地质建模、多场关联监测、地质结构多场多尺度演变过程、基于监测数据大数据分析的滑坡预警阈值确定和原位试验综合平台构建等方面进一步深入研究.     

基于SBAS-InSAR的矿区采空区潜在滑坡综合识别方法

针对位于山区且受大量采空区影响的边坡,利用传统测量方法监测耗费人力、物力且光学遥感难以定量识别其是否为潜在滑坡的问题,本文提出一种融合研究区小基线集（SBAS-InSAR）地表监测数据、坡度及坡向的识别方法。通过SBAS-InSAR技术获得研究区地表雷达视线（LOS）方向形变速率,将其转化为垂直方向形变速率,并根据研究区DEM建立坡度及坡向分析图,根据不同山体的坡度、坡向找到易发生滑坡的区域,融入该区域垂直方向的时序形变速率,对其进行滑坡识别。实验表明：卡房镇周边受采空区的影响较大,多数区域垂直方向年形变速率大于10 mm/a;通过本文方法对研究区潜在滑坡进行识别,发现在研究区的21处历史滑坡点中,有16处被识别为潜在滑坡,5处未被识别但也位于发生形变的区域内,表明本文方法对潜在滑坡的识别精度高,具有可行性。该研究为识别采空附近的潜在滑坡提供了一种新的思路,可以有效识别采空区附近山体边坡是否处于潜在的、不明显的滑动状态,对滑坡灾害具有预警作用。     

Long-term kinematics and mechanism of a deep-seated slow-moving debris slide near Wudongde hydropower station in Southwest China

Long-term kinematic research of slowmoving debris slide is rare despite of the widespread global distribution of this kind. This paper presents a study of the kinematics and mechanism of the Jinpingzi debris slide located on the Jinsha river bank in southwest China. This debris slide is known to have a volume of 27×106 m3 in active state for at least one century. Field survey and geotechnical investigation were carried out to define the structure of the landslide. The physical and mechanical properties of the landslide materials were obtained by in-situ and laboratory tests. Additionally, surface and subsurface displacements, as well as groundwater level fluctuations, were monitored since 2005. Movement features, especially the response of the landslide movement to rainfall, were analysed. Relationships between resisting forces and driving forces were analysed by using the limit equilibrium method assuming rigid-plastic frictional slip. The results confirmed a viscous component in the long-termcontinuous movement resulting in the quasioverconsolidated state of the slip zone with higher strength parameters than some other types of slowmoving landslides. Both surface and subsurface displacements showed an advancing pattern by the straight outwardly inclined(rather than gently or reversely inclined) slip zone, which resulted in low resistance to the entire sliding mass. The average surface displacement rate from 2005 to 2016 was estimated to be 0.19~0.87 mm/d. Basal sliding on the silty clay seam accounted for most of the deformation with different degrees of internal deformation in different parts. Rainfall was the predominant factor affecting the kinematics of Jinpingzi landslide while the role of groundwater level, though positive, was not significant. The response of the groundwater level to rainfall infiltration was not apparent. Unlike some shallow slow-moving earth flows or mudslides, whose behaviors are directly related to the phreatic groundwater level, the mechanism for Jinpingzi landslide kinematics is more likely related to the changing weight of the sliding mass and thedownslope seepage pressure in the shallow soil mass resulting from rainfall events.     

基于PS-InSAR和offset tracking技术的金沙江白格滑坡形变监测

2018-10-11西藏江达县波罗乡白格村附近发生山体滑坡,导致金沙江断流并形成堰塞湖。收集高分二号、高分三号卫星数据,分析滑坡形成的堰塞湖对上游村镇的影响,并基于Sentinel-1以及ALOS-2 PALSAR-2数据,分别应用PS-InSAR和offset tracking技术获取滑坡体在滑坡发生前的运动特征。结果表明,白格滑坡在灾害发生前已有明显的滑移,根据PS-InSAR技术结果,2017～2018年白格滑坡边缘处存在年平均视线向滑动速率超过2.5 cm/a的PS点,且在白格滑坡周边发现2处潜在滑坡;根据offset tracking结果,白格滑坡在2015-07～2018-07期间的3个时间段呈现出滑动不断加速的特征,滑坡累计滑动量超过30 m。应用InSAR技术可在滑坡灾害发生前识别出活动性滑坡,为滑坡监测预警提供重要依据。     

长距离输气(油)管道沿线地质灾害监测技术研究

研究采用GPS技术进行长距离输气(油)管道沿线地质灾害监测的理论和方法,主要分析滑坡体表面的形变,同时结合雨量监测和裂缝监测分析滑坡体的形变.研究表明:GPS技术可以有效地对地质情况复杂区域的地质灾害体进行监测,分析其滑移状态,为工程的灾前治理提供科学依据.     

InSAR滑坡探测技术研究——以金沙江乌东德水电站段为例

采用3类InSAR产品和DEM数据开展金沙江流域乌东德水电站段的潜在滑坡探测,成功识别出多处已知和未知的滑坡点,并探测出滑坡体的形态及稳定性,提供了一种高效的大范围滑坡探测技术。同时采用小基线集InSAR技术对金坪子滑坡进行监测,不仅获得该滑坡的空间分区特征,也获取重点滑坡区的时间序列结果,并且与地面监测结果比较,精度达1.8 cm。展示了不同InSAR技术在不同尺度滑坡调查与监测中的应用特点。