金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征

金沙江结合带结构破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生.针对该区域开展大范围滑坡调查与监测研究,对减灾防灾具有重要意义.以金沙江结合带巴塘段为试验区,采用堆叠InSAR技术分别利用升轨、降轨Sentinel-1 A卫星数据对该区域滑坡隐患开展了调查研究.在此基础上,以中心绒乡滑坡群为重点研究区,利用多维小基...     

基于SBAS-InSAR技术的阿海电站滑坡形变监测可靠性分析

利用2017-07～2019-04 Sentinel-1A数据对阿海电站区域滑坡形变速率及位移时间序列进行监测分析,并利用同期GPS数据对SBAS-InSAR监测结果的可靠性进行评价。结果表明,在InSAR观测时间内滑坡形变量从坡体后缘向前缘逐渐递增,最大形变速率可达136.7 mm/a,最大累积形变量达216 mm;在形变量较小区域,SBAS-InSAR与实测GPS值较为接近,精度较高,但在形变梯度较大区域,两者还存在一定差异。     

基于地形特征融合的卷积神经网络滑坡识别

滑坡严重威胁着人民群众的生命财产安全。完整、准确的滑坡编录图是研究滑坡的重要资料。深度卷积神经网络方法由于众多优势而备受关注,然而卷积神经网络结构复杂,需要大量的训练样本,制约了其在滑坡制图上的发展。提出了融合地形特征的卷积神经网络建模方法。首先在遥感影像上叠加地形因子构建新的滑坡样本,然后设计提取并融合空间与光谱特征的轻量级卷积神经网络(FF-CNN),最后训练最优模型进行滑坡识别。在四川汶川地区进行的消融实验证明：在空间特征基础上融合光谱特征的FF-CNN模型滑坡识别评价指标F1分数和平均交并比(MIoU)分别提高0.020 2和0.014 4;在遥感影像上叠加地形因子后,FF-CNN模型滑坡识别评价指标F1分数和MIoU值分别提高0.066 4和0.048 2。在湖北省三峡库区和四川省都江堰市虹口乡的实验说明FF-CNN模型表现出较强的适用性和迁移能力,在滑坡识别上具有较大潜力。     

基于Sentinel-1影像的2019~2020年河北隆尧地裂缝及周边形变监测与分析

为了解隆尧地裂缝目前的发育状况及其对周边地区的影响,采用2019-01~2020-12共31景Sentinel-1影像,基于SBAS-InSAR和Stacking InSAR技术获取隆尧地裂缝及其周边区域的形变时间序列及形变速率分布,进一步采用均质弹性空间模型研究隆尧地裂缝现今滑移状况。结果表明：1）隆尧地裂缝2019~2020年南北两侧的形变速率梯度差达4 cm/a,较2007~2011年5 cm/a的形变速率梯度差有所下降;2）固城店镇、魏家庄镇、官庄镇存在明显的周期性地表形变,但总体趋势仍为沉降;3）建模结果表明,隆尧地裂缝现阶段几乎破裂至地表,滑移速率为27 mm/a,与2007~2011年结果相比深度及滑移速率有所降低,说明现阶段隆尧地裂缝虽仍处于活跃状态,但活跃程度有所减缓。     

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。     

基于SBAS/PS-InSAR技术的滑坡遥感监测对比研究

以2015~2019年12景ALOS-2 PALSAR2影像和2018~2019年38景Sentinel-1A影像为主要数据源,利用PS-InSAR和SBAS-InSAR技术提取西藏江达县波罗乡白格滑坡点的形变信息,并对处理结果进行交叉验证。研究得到以下结论：1）PS-InSAR技术条件下,ALOS-2数据和Sentinel-1A数据的平均形变速率范围为-68.9~37.9 mm/a和-64.5~24.2 mm/a;SBAS-InSAR技术条件下,ALOS-2数据和Sentinel-1A数据的平均形变速率范围为-84.2~-40.0 mm/a和-84.0~-13.0 mm/a。2）对2种数据结果中提取的4个特征点进行时序分析和定量分析显示,2种InSAR技术结果变化趋势较为一致,验证了两者在滑坡监测中的可靠性和准确性。     

基于位移与应变场的滑坡体时空形变特征研究

以山西省沁水县里必煤矿附近一处滑坡体为例开展近1 a的高精度变形监测。通过小变形条件和有限变形条件下的应变,计算研究目标滑坡体在滑动前、滑动期间和滑动后不同阶段形变场的时空特征。通过分析最大、最小主应变场发现,锚索加固之前里必煤矿支挡墙对早期滑坡体前缘的加速滑动仍有40%左右的抑制作用。滑坡体前缘与支挡墙之间的挤压冲击作用具有明显的时空不均匀特征,二者之间的主压应变方向与强度存在明显的时空变化。滑坡体的局部强应变异常可能是监测目标结构性破坏的重要标志,研究区域830 m等高线位置于2020-12-13出现的局部强拉张变形与斜坡上一条10～20 cm宽的横向开裂具有良好的对应关系。在滑坡体整体运移与相对变形都较小的稳态背景下,斜坡表面裂缝的发育表明滑坡的破坏仍在持续。滑后调整阶段,滑坡体整体特别是发生滑动的后缘变形模式相当复杂,同时经历了相近强度的压缩变形与拉张变形。滑坡体历经3个月仍没有完全归于稳定,仅在后缘中段初步形成了与原主滑动轴方向相似的局部滑动趋势。     

基于物理模型试验的滑坡-抗滑桩位移场变化特征

滑坡-抗滑桩体系演化机理是滑坡灾害防治的重要理论基础,其中桩土相互作用是滑坡-抗滑桩体系中的关键,而位移场是相互作用的重要表征之一,因此,对滑坡-抗滑桩体系位移场的研究具有十分重要的工程意义。以物理模型试验为手段,基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征,建立大型物理试验模型,通过逐级施加荷载来模拟滑坡后缘推力,采用高速摄像机及粒子图像测速技术等获取滑坡坡表与桩顶位移数据,定量分析了体系位移场变化特征。试验结果显示:在滑坡-抗滑桩体系演化过程中,坡表位移场变化呈现出很好的规律性,这为桩土相互作用研究机理起到了一定的推动作用。      

基于逻辑回归模型和3S技术的思南县滑坡易发性评价

区域滑坡易发性评价对滑坡灾害防治具有重要意义，贵州省思南县由于其特殊的自然地理和地质条件，受滑坡地质灾害的影响非常严重，因此，非常有必要对思南县的滑坡易发性进行评价。在滑坡编录的基础上，采用由RS、GIS和GPS组成的3S技术，获取了思南县的数字高程模型、坡度、坡向、剖面曲率、坡长、岩土类型、地表湿度指数、距离水系的距离、植被覆盖度和地表建筑物指数10个滑坡影响因子；再在频率比和相关性分析的基础上，利用逻辑回归模型对思南县的滑坡易发性进行了评价并绘制了易发性分布图。结果表明:利用逻辑回归模型预测思南县滑坡易发性的准确率(AUC值)达到0.797，较为准确地预测出了思南县滑坡分布规律；极高和高滑坡易发区主要分布在高程低于600 m、地表坡度较大且以软质岩类为主的区域；而极低和低滑坡易发区主要分布在高程较高、地表坡度较小且以硬质岩类为主的区域。      

基于特征筛选与差分进化算法优化的滑坡危险性评估方法

突发性地质灾害危险性评估对灾害防治与风险管理具有重要意义。由于不同地区影响灾害发生的因子各不相同,实际评估过程中难以全面客观地选取适宜的评估因子。机器学习对处理灾害系统的高维非线性问题独具优势,但因模型难以调优而评估效果有限。本文尝试提出一种双向优化的滑坡危险性评估方法：在构建因子敏感性指数开展定量敏感性分析的基础上,结合重要性分析、相关性分析、共线性分析构建四维(Four-Dimensional, 4D)特征筛选法用于评估因子综合优选;为克服模型难以调优的问题,引入差分进化(Differential Evolution, DE)算法优化支持向量机(Support Vector Machine, SVM)与多层感知机(Multi-Layer Perceptron, MLP) 2种推广能力较强的机器学习模型。最后,以福建省滑坡为例,开展评估方法研究。研究表明：4D特征筛选法能更加客观全面地选取适宜性更高的危险性评估因子,从而降低数据维度、减少信息冗余以提升评估模型性能;DE算法对SVM与MLP具有显著的优化效果,有益于增强模型滑坡危险性的评估准确度,DE-SVM、DE-MLP相较于未优化...     

基于坡表变形分析与降雨响应模拟的立节北山滑坡运动特征

速度倒数法(INV)是基于坡表变形特征的滑坡启滑预测工具,其与滑坡内部多物理场演化的关系仍需进一步明晰。开展了甘肃省舟曲县立节北山滑坡的勘察与坡表变形监测,采用基于速度倒数法、速度阈值法、以非饱和土理论为基础的边坡降雨响应模拟3种方法,对该滑坡的运动特征与失稳的内在机制展开了研究。研究结果表明：边坡变形速度倒数-时间曲线有明显的加速起始点。速度倒数在2021年6月3日达到最低值后,进入约60 d的平稳期,在9月20日突然加速,并在20 d内速度达到200 mm/d以上,变形不再收敛。基于速度倒数法得到的滑坡生命周期结束点,与实际的失稳点相差8 d,提前约130 d对该突发性滑坡进行了预报。根据全过程速度时程曲线,存在20,60,100 mm/d的多级速度阈值。边坡应力场、变形场、渗流场的数值模拟结果显示,变形时程曲线的拐点与降雨强度的增加相关,累计降雨量与安全系数呈指数负相关。数值模拟得到的累计变形为2 250 mm,变形速度为10～35 mm/d,速度倒数为0.03～0.12 d/mm,与实际监测数据接近。综上所述,速度倒数法对立节北山滑坡的生命周期进行了有效预测,基于速度的预警阈值...     

基于MT-InSAR技术的城市活动断层定位与监测——以美国休斯敦地区为例

活动断层的有效定位和监测是抗灾规划、防灾减灾工作的重要前提。针对断距不明显的城市/近城区活动断层难以探测的实际问题,以美国休斯敦地区为例,利用L波段ALOS-1和C波段Sentinel-1 SAR数据,采取MT-InSAR技术获取了休斯敦北部区域地表形变速率图,并根据InSAR监测结果定位了区域活动断层。结果表明休斯敦北部区域存在3条大范围活动断层带,即Hockley断层带、Big Barn断层带和Conroe断层带。利用LiDAR、地球物理勘察绘制断层迹线和现场调查信息验证了InSAR探测断层迹线的有效性和准确性,并结合InSAR监测结果剖线及GPS时间序列数据分析了该断层系统的构造特征及时空演化规律,揭示了该地区断层的加速活动与地下水过度汲取之间有高度时空相关性,地下水过量开采促使地面沉降的发生,进而加强了已有断层的垂直运动或诱发新的断层活动。本文研究不仅监测到了休斯敦地区已知断层的活动性,还探测到其他地空技术尚未发现的活跃断层迹线,对城市规划和防灾减灾具有重要意义。