基于光学遥感与InSAR技术的潜在滑坡与老滑坡综合识别

我国滇西北区域地质灾害频发,主要灾害类型为滑坡,对该区域进行滑坡类地质灾害隐患识别是有效的防灾减灾措施,传统的地质灾害隐患识别手段较为单一,且依赖大量的人力,调查效率较低。利用WordView2、Sentinel-1A、ALOS-2几种遥感卫星数据,进行Stacking-InSAR等技术的处理,得到多种光学卫星影像和InSAR处理的地表形变图,建立滇西北区域潜在滑坡与老滑坡的光学解译标志和InSAR识别标志,并进行多次目视解译和人工交互式解译。依据解译、识别成果,总结识别方法并进行野外调查验证。共识别潜在滑坡与老滑坡696处,为今后滇西北区域地质灾害调查与评价提供新的调查思路和技术参考。     

数字滑坡技术及其应用

“数字滑坡”技术,就是以遥感（RS）和空间定位方法为主,结合其他勘探、试验、调查手段获取数字形式的、与地理坐标配准的滑坡基本信息;并利用GIS技术存贮和管理这些数字信息;在此基础上,根据滑坡地学原理进行空间分析,研制各类模型,并服务于滑坡调查、监测、研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、滑坡防治等。通过金龙山三维数字模型,卫星监测易贡滑坡、三峡库区重点城镇滑坡及千将坪滑坡等地的遥感调查说明数字滑坡技术的实际应用。     

数字滑坡技术及其典型应用

为了改变传统滑坡遥感技术方法效率低、调查精度难以提高的状况,经多年实践与探索,笔者于1999年提出了“数字滑坡”概念。该概念使传统的“地学滑坡”拓展为能以数字形式表达的,具有三维空间、“多维”时间信息的,由“多元”要素组成的“数字滑坡”。数字滑坡技术系统由滑坡解译基础技术、遥感识辨滑坡技术、滑坡数据库及滑坡模型4部分构成。多年来,数字滑坡技术已成功应用于我国大型水电站建设、山区交通线建设、区域开发环境治理以及抗震减灾等领域,也用于大规模个体滑坡调查研究,并取得了显著的经济和社会效益,有效服务于国家防灾减灾战略。该文主要以西藏帕里河及川东天台乡2个典型滑坡调查为例,阐述数字滑坡技术的创新应用。     

机器学习在滑坡智能防灾减灾中的应用与发展趋势

滑坡灾害易发频发、点多面广、隐蔽性强、危害严重.开展“天-空-地-深”观测一体化的滑坡早期识别、易发性评价及预测预报,对于保障人民生命和财产安全,推进滑坡灾害防治能力现代化具有重要意义.目前,依靠人工解译的滑坡识别耗时耗力,采用启发式模型的滑坡易发性评价不能较好地探明环境因子之间的非线性关系,基于传统监测数据的滑坡预测预报精度较低.机器学习算法凭借其强大的非线性处理能力及鲁棒性等优势,逐渐广泛应用于滑坡智能防灾减灾中.基于此,本研究系统阐述了机器学习在滑坡灾害早期识别、易发性评价及预测预报等方面的具体应用,综述了多种机器学习算法在上述3个领域中运用的优劣,最终对机器学习在滑坡灾害中未来的发展趋势进行了展望.     

基于多光谱遥感影像的巫峡滑坡灾害识别技术研究

三峡库区地质结构复杂,尤其是巫峡高陡岸坡发育区域历来是滑坡灾害高发区,对三峡库区的安全运行构成威胁.为了厘清巫峡高陡峡谷区滑坡灾害发育的高精度多光谱遥感影像特征,本研究以高精度遥感影像资料为基础,以巫峡高陡峡谷区为研究对象,应用面对对象的分类方法对研究区的高精遥感影像进行分割和分类,结合多尺度分割和ESP(Estimation of Scale Parameter)工具确定最优分割尺度,选取典型的滑坡对象样本进行最近邻分类,探索基于高精度多光谱遥感影像的高陡峡谷区滑坡灾害识别技术方法.经试验得出高陡峡谷区基于高精度多光谱遥感影像的滑坡灾害识别的最优分割尺度为720,形状因子和紧致度为0.5,在分割基础上,进行分类和滑坡信息提取.通过对比已有滑坡灾害资料,基于遥感影像自动识别滑坡灾害技术得到的研究区滑坡灾害分布结果总体精度达到了0.8696.研究结果表明,基于高精度的遥感影像自动识别滑坡灾害技术方法能够较好地进行分割与滑坡识别,精度评价的结果比较符合实际.研究结果为巫峡高陡峡谷区滑坡灾害的识别、调查、预测和防治提供依据,对三峡库区滑坡灾害的早期识别和防灾减灾有重要意义.     

基于GIS的中国滑坡灾害风险分析

随着我国减灾防灾工作的深入开展,对大范围区域性的滑坡灾害进行风险评估势在必行。GIS技术为滑坡灾害在不同模型条件下的风险评估提供了有效的技术支持。经过多年研究,作者开发出了基于MapGIS软件平台的滑坡灾害风险分析系统。在该系统支持下,采用信息量模型和专家打分模型对我国全国范围内的滑坡灾害进行危险性分析,进而进行区域社会经济易损性分析,并在此基础上进行最终的滑坡灾害风险评估。分析结果具有一定的指导意义和实用价值。     

多源遥感数据支持下区域滑坡灾害风险评价

滑坡风险管理是防灾减灾的有效途径之一,而灾害风险评价是风险管理的基础和依据。以三峡库首区为研究区、多源遥感影像为主要数据源,利用立体像对技术及光谱分析等方法快速提取地形地貌、地表覆被、地质及水文条件等滑坡孕灾环境信息,应用随机森林模型分析区域滑坡危险性;采用面向对象方法建立典型承灾体识别规则,快速提取建筑物及交通道路等信息,综合分析滑坡危险性及承灾体信息,以实现区域滑坡灾害风险评价。结果显示:高风险区面积为41 km²,约占研究区面积的9%,主要集中于人口聚集的城镇和交通建设用地等经济价值大的地区。其评价结果与野外实地调查情况基本吻合。     

一种基于多源数据融合的滑坡地形深度学习识别模型研究

传统高位远程滑坡识别依赖地质专家人工判别,识别效率较低。研究实现一种基于深度学习的滑坡地形自动识别模型,以提高大范围区域潜在滑坡隐患点筛查工作的效率。该模型以目标区域的遥感图像、DEM数据、地质分区、河流水系等地质观测数据为输入,针对不同类型观测数据差异巨大的问题,设计构建特征分支网络,精确提取对应的滑坡特征。对光学影像数据采用深层网络架构提取复杂特征,对海拔、地质构成、河流和断裂带分布等结构化数据采用浅层网络架构提取特征。随后设计特征融合模块,融合两个网络的提取结果获得全面的滑坡灾害特征。模型基于提取的滑坡特征进行滑坡区域语义分割,实现精准的像素级别滑坡地形分类和定位。通过实验验证,该模型对滑坡区域的识别准确率（ACC）达到了0.85,可为滑坡自动识别提供技术支撑。     

基于多源遥感数据的高位滑坡特征分析——以广元市利州区荣山镇岩窝村滑坡为例

2021年10月6日13时许，四川省广元市利州区荣山镇岩窝村三组发生高位滑坡灾害。滑坡造成4处民房、3条电力线路被毁，掩埋170 m长的乡村公路，堵塞河道350 m。利用高位滑坡滑前多期卫星数据、滑坡滑后高精度无人机航空影像以及机载LiDAR数据等多源遥感信息源，采用三维立体+时间的四维分析方法，研究高位滑坡特征及其滑动模式。从高位滑坡发育背景入手，通过高位滑坡滑前变形特征以及高位滑动过程动态分析，总结高位滑坡变形破坏特征及滑动模式。根据滑坡已经发生过程推演及后部残留滑坡体稳定性分析结果，预测分析高位滑坡未来滑动的三种滑动模式：一是滑坡后缘继续错落和活动，挤压前部滑坡体直接剪出；二是滑坡后缘继续错落和活动，沿着已有滑坡通道发生推移式滑坡；三是前部滑坡体启动，引发中后部滑坡体发生牵引式滑坡。高位滑坡在西南山区屡见不鲜，在早期地质灾害隐患调查中应有效识别、加强防灾减灾措施。     

遥感影像分辨率分析技术在滑坡研究中的应用

采用定性与定量相结合的方法对滑坡要素进行了深入分析。将滑坡要素划分为空间要素、时间要素和岩土性质要素3个方面,并分别讨论它们与遥感影像空间分辨率、时间分辨率和波谱分辨率的关系。首先对各滑坡要素进行了定性分析,然后提出了判识滑坡空间要素的定量依据;提出了通过遥感影像计算滑动速率的公式,以此作为按照时间分辨率选择遥感数据的依据;最后提出为判识岩土性质要素应采用高波谱分辨率遥感影像的观点。     

多源遥感影像融合方法研究

遥感影像融合处理能够综合利用来自同一场景的不同源的影像信息,获得更为准确、可靠的信息描述,是现代遥感技术的重要组成部分,是解决多源遥感数据综合、提高遥感影像空间分辨率和光谱信息以及挖掘遥感信息潜力的有效方法。针对多源遥感影像数据融合的技术原理及方法进行分析,比较其优缺点,同时给出影像融合的基本步骤以及评价准则。     

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。     

遥感地质勘查技术与应用研究

遥感的发展极大地拓宽了人类的视野和视觉能力,以其宏观性、综合性、多尺度、多层次的特点,已成为地质研究和地质勘查不可缺少的技术手段,在地质调查、矿产勘查、地质环境评价、地质灾害监测和基础地质研究等方面都发挥了越来越大的作用.随着传感器分辨率(空间、光谱、时间、辐射)的不断提高,特别是高光谱和干涉雷达技术的发展,不仅极大地...     

西藏吨托滑坡的遥感解译发现及其特征

介绍吨托滑坡的彩红外航片解译及发现和彩红外正射影像地形图遥感综合调查，叙述吨托滑坡区域环境地质条件、滑坡基本特征；进行滑坡成因与发展趋势分析，提出滑坡防治方案建议。     

中国东南地区隐性滑坡遥感识别研究

我国东南地区植被发育,地质灾害发育规模小,以浅层的残坡积层滑坡为主,采用传统遥感解译方法识别此类地质灾害存在困难。为提高东南地区地质灾害野外调查的工作效率和正确性,提出了隐性滑坡遥感解译技术方法,其解译的直接目标不是地质灾害体本身,而是隐性滑坡,即地质灾害易发的边坡或斜坡。其技术路线包括:遥感解译GIS工作环境创建、易发程度初步分析、建立解译规则、确定解译点位和解译区段及划定重点调查区等内容。该方法在淳安县1:50000农村山区地质灾害详细调查工作中进行了实际应用,采用0.5m和1.0m分辨率的航片和5m×5m分辨率的DEM数据,基于ArcG IS平台创建了解译环境,共确定解译点位3025个和解译区段969个,划定重点调查区面积约914.18km2。经过野外实地调查,共确定地质灾害隐患和不稳定斜坡283处,其中位于解译区段内的隐患或者不稳定斜坡共计199处,占总数的70.3%;位于重点调查区内的隐患或者不稳定斜坡共计264处,占总数的93.3%。ROC计算结果表明隐性滑坡遥感解译的正确率为92.9%。野外调查及验证结果说明,隐性滑坡遥感解译技术方法能够合理地划定解译区段和重点调查区范围,从而有效地指导野外调查工作,该成果可为我国东南沿海地区如浙江省等地区的大比例尺地质灾害详细调查提供参考。     

ASTER遥感数据蚀变遥感异常提取研究

基于ETM+/TM数据提取矿化蚀变遥感异常已趋于成熟,而利用ASTER(先进星载热发射和反射辐射仪)遥感数据提取矿化蚀变遥感异常鲜有报道.本研究利用USGS波谱数据库中典型蚀变矿物反射率数据,重建其在ASTER数据中波谱曲线.研究表明,ASTER遥感数据可以提取Mg-OH、Al-OH、CO32-和Fe3+离子(基团)信息.热液矿床的蚀变围岩通常含有上述4种离子(基团),它们的波谱特征是蚀变遥感异常提取的理论依据.本研究利用改进"去干扰异常主分量门限技术流程",以河北省承德地区和太行山区为例,上述离子(基团)信息提取结果与野外实际分布相一致,表明利用ASTER遥感数据提取上述4种离子(基团)信息是可靠的.     

多源遥感信息在喀喇昆仑火烧云一带找矿预测中的应用

本文采用多源遥感数据,开展新疆喀喇昆仑萨岔口-火烧云一带铅锌矿找矿预测工作。在对研究区典型矿床不同岩、矿石光谱特征测量的基础上,总结分析其光谱特征。赋矿灰岩具有强CO_3~(2-)吸收峰、弱Al-OH吸收峰,铅锌矿化体具有CO_3~(2-)吸收峰、Fe~(3+)吸收峰和Al-OH吸收峰。利用比值分析、密度分割和多特征匹配滤波等方法对ASTER数据有针对性地提取方解石、铁染、Al-OH遥感异常信息,异常呈北西向带状展布与区域地质体展布相吻合。本文以火烧云铅锌矿区为例,建立了区域铅锌矿床以"强方解石、弱Al-OH异常,伴有铁染异常"为特征的遥感找矿标志。结合Worldview-2高分辨率遥感影像特征及构造解译,以及成矿信息综合分析的基础上,对研究区内遥感异常信息进行筛选。利用相似类比理论,圈定五处找矿有利部位。结合异常查证,显示萨岔口、马鞍山、牛郎山、歪头山、金鱼山具有较好的铅锌矿找矿前景。利用多源遥感信息有助于推动喀喇昆仑这类高寒景观区的铅锌找矿工作。     

西藏滑坡地质灾害及防治对策

由于西藏独特的自然地理地质环境，加之人类工程经济活动不断加剧，滑坡地质灾害的分布范围、规模、频次和危害程度日益增强,属全国罕见。文章较系统全面地论述了西藏滑坡地质灾害的发育分布特征及主要危害，并对滑坡形成发展趋势进行了初步预测，提出了西藏减灾防灾的对策和措施。可为各级政府防治滑坡地质灾害提供宏观决策依据。