地理信息系统在滑坡灾害研究中的应用

对地理信息系统 ( GIS)技术在滑坡研究中的应用现状作了分析 ,并介绍了笔者在该方面的一些研究成果 ,认为只有在数据获取、GIS与滑坡专业模型的集成、GIS与遥感的集成等方面有较大的突破之后 ,才能充分发挥 GIS在滑坡研究中的作用。     

滑坡灾害遥感调查与分析

滑坡是常见的地质灾害之一,它不仅能直接成灾,而且经常为泥石流、崩塌等灾害提供物源,威胁工程设施和生命财产的安全.在滑坡灾害遥感解译分析的基础上,通过工程实例描述了滑坡灾害的遥感影像特征,利用多源、多时相遥感数据对滑坡进行了动态变化分析.     

金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征遥感动态分析

金沙江结合带由于地质构造发育,地震活动频繁,河谷切割强烈,岸坡高陡狭窄, 岩体极为破碎,历史上发生过多起大型滑坡堵江事件。以白格滑坡两次堵江事件（2018年10月11日、2018年11月3日）为例,采用2009年12月4日至2020年10月16日多期、多源卫星遥感数据源,通过遥感判识、对比分析等方法对滑坡体滑前斜坡变形特征、滑后滑坡堆积特征、滑后斜坡残留体变形特征进行特大型堵江滑坡链式特征遥感动态分析。根据多期遥感影像,将白格滑坡变形特征划分为早期滑动变形阶段（2009—2011年）、稳定变形阶段（2011—2015年）、快速变形阶段（2015—2017年）、剧烈变形阶段（2017—2018年）、变形破坏阶段（2018年以后）等5个阶段。根据滑坡第一次滑后的变形破坏特征,将滑坡划分为滑源区、铲刮区、堆积区以及拉裂变形区。根据滑坡第二次滑后的变形破坏特征,将滑坡划分为二次滑坡滑源区、二次滑坡堆积区（堰塞体）、二次铲刮（堆积）区、二次铲刮区影响区以及拉裂变形区。基于上述研究成果,对白格滑坡灾害链式特征进行总结分析,为金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征研究提供参考。     

遥感与GIS在蝗虫灾害防治研究中的应用进展

蝗虫是给农作物和草场造成严重危害的昆虫。长期以来,蝗虫的灭治一直依靠化学药剂喷洒,生物防治还处于刚刚起步阶段。从20世纪70年代起,就已在北非、澳大利亚等地,开始应用卫星遥感图像Landsat/MSS、TM及NOAA/AVHRR对蝗虫栖息、生长和繁殖的生境进行监测,研究蝗虫生境的绿度,以推断可能发生蝗灾的区域。进入20世纪90年代以来,遥感技术与地理信息系统(GIS)技术的结合,在蝗虫的监测中正得到日益广泛的应用。扼要论述了这些方面的研究进展。     

国外基于遥感的滑坡灾害研究方法进展

滑坡是世界上最严重的自然灾害之一,遥感技术可用于滑坡的识别、填图、监测和评价。与实地调查方法相比,遥感可以快速获取大区域数据,减少野外工作量和成本。因此,它能更经济地了解较大范围的滑坡分布,评估滑坡灾情。目前,国外在滑坡调查中使用遥感技术的新进展主要有：利用合成孔径雷达、高空间分辨率的便携式无人机、多时相遥感数据、面向对象的图像处理方法等。通过对这些新方法及其实例介绍,分析这些滑坡调查新方法的进展以及未来发展方向。     

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。     

滑坡灾害预测研究概况

本文以文献资料为依据,阐述了滑坡灾害的严重性、人类活动与滑坡灾害的伴生性,并从减轻灾害的角度,分析了滑坡灾害空间预测和长时间预测的重要意义及其研究趋势。     

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。     

滑坡灾害系统非线性动力学研究

从非线性动力学的观点出发，以滑坡的时间序列数据为基础，研究了滑坡灾害系统的动力学特征：相空间特征及其吸引子。建立了滑坡灾害系统的非线性动力学模型。通过对这一典型滑坡事例－新滩滑坡的预测表明：在一定时间尺度内，其趋势预监测情况吻合良好。最后的Ａ．Ｎ．Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵分析给出了新滩滑坡确定性预测的时间尺度为１．８年。     

机载激光雷达技术在长江三峡工程库区滑坡灾害调查和监测中的应用研究

机载激光雷达技术是一种利用激光对地表三维坐标精确信息进行采集的新型遥感技术。本文以长江三峡工程库区滑坡灾害调查和监测应用为主要研究目标,通过对试验区的机载激光雷达数据的获取和处理,得到了精度很高的机载激光雷达DEM产品,并从定性和定量两个方面进行了机载激光雷达技术滑坡调查和动态监测应用试验。研究表明机载激光雷达山体阴影图能够直观表达微地貌形态;机载激光雷达坡度和地表粗糙度图像能够提供精确的微地貌特征量;利用多期机载激光雷达数据进行滑坡动态监测,可以掌握一定时间段内滑坡体的变形趋势和特征,并精确测算变形量。     

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。     

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.     

冻土遥感研究进展——可见光、红外及主动微波卫星遥感方法

多年冻土和季节冻土分别占北半球裸露地表的24%和55%。近地表土壤冻融的范围、冻结起始日期、持续时间及冻融深度对寒季/寒区的植被生长、大气与土壤间能量、水分及温室气体交换都具有极其重要的影响。卫星遥感结合地面观测资料研究局地到区域尺度的季节冻土和多年冻土已取得诸多成果。综述了近几十年来卫星遥感技术在冻土研究中的应用。监测多年冻土和地表冻融循环通常需要综合利用可见光、红外、被动微波及主动微波(包括合成孔径雷达SAR和散射计)遥感数据,任何单一波段的传感器都无法满足研究需求。SAR图像能提供空间分辨率较高的寒季/寒区近地表土壤冻融状态的起始日期、持续时间和区域演变等信息,但目前在轨SAR的重访周期相对于春秋季的土壤冻融循环变化过长;星载被动微波传感器具有多通道观测且重访周期较高,但空间分辨率很低的特点;光学和热红外传感器的时空分辨率介于SAR和被动微波遥感之间,但应用于冻土研究时需要具备多年冻土分布和冻融深度与环境因子相关关系的先验信息。总体而言,微波遥感是探测无雪覆盖近地表土壤冻融循环的有效技术手段,而利用热红外传感器反演的地表温度研究土壤冻融过程具有极大潜力。应用卫星遥感反演的积雪范围、雪深、融雪、地表类型、...     

鹤庆盆地东缘古滑坡遥感识别与特征研究

古滑坡的识别与研究对认识区域地质构造、古气候、古环境的演变及其和人类社会发展的关系具有重要意义。基于遥感图像的纹理、色调特征等古滑坡解译标志,识别出鹤庆盆地东缘存在的两处古滑坡;同时,结合利用滑坡区数字高程模型(DEM)数据的滑坡地表形态分析,解译出两处古滑坡的位置、范围、前后缘高程等特征信息。利用GIS几何形态计算的结果表明,两处古滑坡规模分别达到1.30亿m³和5.64亿m³,属于巨型滑坡。综合滑坡区地层岩性、地质构造、地表覆盖特征及古地震活动分析,推测两处古滑坡均为地震所引发。对比分析古滑坡与大丽铁路、鹤庆火车站的相对位置关系,认为大型线性工程的选址不仅要着重目前区域稳定性的评价,还应考虑古地震次生地质灾害的影响范围和地震活动周期性,避让陡峭的断陷盆地边缘部位。     

Remote Sensing Monitoring Methods and Applications of Atmospheric Constituents

Accurate and timely monitoring of atmospheric constituents is the prerequisite for mastering the distribution characteristics of atmospheric constituents, studying the genetic mechanism of the forming of atmospheric pollution, and effectively preventing and controlling air pollution. Among various observation methods of atmospheric constituents, remote sensing monitoring technology can provide the long-distance and real-time observation, have the ability of rapid analysis of diverse atmospheric mixtures, and obtain stereoscopic spatiotemporal distribution of target constituents without sampling. There are various methods and instruments for remote sensing monitoring of atmospheric constituents, and each of them has its unique advantage, covering a multiple gases and aerosol. According to the difference of the height of the remote sensing platform, it can be divided into ground platform, aviation platform and space platform. Remote sensing technology is widely applied in the field of atmospheric constituents monitoring, and meets the observational requirements for a variety of purposes. This paper introduced the remote sensing monitoring methods and platforms of atmospheric constituents and summarized their application examples for different purposes. It also outlined the future development direction of remote sensing methods in atmospheric constituents’ observation.     

Landslide Hazard Zonation using Remote Sensing and GIS: a case study of Dikrong river basin, Arunachal Pradesh, India

Landslides are among the most costly and damaging natural hazards in mountainous regions, triggered mainly under the influence of earthquakes and/or rainfall. In the present study, Landslide Hazard Zonation (LHZ) of Dikrong river basin of Arunachal Pradesh was carried out using Remote Sensing and Geographic Information System (GIS). Various thematic layers namely slope, photo-lineament buffer, thrust buffer, relative relief map, geology and land use / land cover map were generated using remote sensing data and GIS. The weighting-rating system based on the relative importance of various causative factors as derived from remotely sensed data and other thematic maps were used for the LHZ. The different classes of thematic layers were assigned the corresponding rating value as attribute information in the GIS and an “attribute map” was generated for each data layer. Each class within a thematic layer was assigned an ordinal rating from 0 to 9. Summation of these attribute maps were then multiplied by the corresponding weights to yield the Landslide Hazard Index (LHI) for each cell. Using trial and error method the weight-rating values have been re-adjusted. The LHI threshold values used were: 142, 165, 189 and 216. A LHZ map was prepared showing the five zones, namely “very low hazard”, “low hazard”, “moderate hazard”, “high hazard” and “very high hazard” by using the “slicing” operation.     

Potential of Satellite Remote Sensing and GIS for Landslide Hazard Assessment in Southern Kyrgyzstan (Central Asia)

Big landslides are one of the main natural hazards in Kyrgyzstan, which are concentrated in the foothills of the high mountain ranges along the Eastern rim of the Fergana Basin. Because of the high number of landslides and their occurrence over large areas there is a strong need for effective and objective landslide hazard assessment at a regional scale. In Kyrgyzstan satellite remote sensing data represent the only source of multitemporal information about surface conditions covering large areas. Against this background the goal is the development of a satellite remote sensing and GIS-based system for quantitatively oriented and spatially differentiated hazard assessment. During the presented pilot investigations in the area of the Upper Maili Suu river basin a methodological framework has been developed incorporating remote sensing and GIS techniques for various levels of information extraction. So far, methodological investigations have been focused on the potential of satellite remote sensing data from different optical (Landsat-(E)TM, ASTER, MOMS-2P) and radar (ERS-1/2) systems for the creation of an improved knowledge basis for hazard assessment. This includes landslide identification, generation of topographic information and characterization of the geological setting. The derived primary information have been analyzed in a GIS environment to gain an improved process understanding as a main prerequisite for successful hazard assessment. The results show that currently available satellite remote sensing data are suitable for landslide investigation in Kyrgyzstan. Full exploitation of their information potential requires combined analysis with other thematic information based on methods of interactive and automated information extraction.     

生物多样性遥感研究进展

随着遥感技术和新型传感器的发展,遥感已成为目前区域或全球生物多样性研究的重要方法。综述了目前国内外生物多样性遥感研究的最新进展;分析了遥感生物多样性研究的主要理论基础,包括光谱变异假说、生产力假说和种—面积关系理论等;总结了利用高空间和高光谱分辨率遥感数据直接监测生物物种及其多样性的进展与局限性;基于遥感反演的不同环境变量进行生物多样性模拟和预测是目前最常用的方法,对其进行了较详细的分析,并介绍了相关模型的发展。最后,总结了该方法在我国的应用局限,指出增进学科合作、将遥感方法与生态学理论和模型相结合、重视地面验证数据的使用将是生物多样性遥感研究的发展趋势。     

数字遥感技术在宣汉县天台乡滑坡研究中的应用

2004年9月5日,四川省宣汉县天台乡的义和村发生特大型滑坡灾害后,利用先进的数字遥感技术,结合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)。在获取滑坡前后高分辨率卫星数据的基本上,采用合理的图像处理技术,获得了滑坡前后正射影像图。从三维角度出发,利用人机交互解译滑坡,求取特征点,分别对各部分滑体的滑动方向和距离进行了定量计算,估算出其体积约为2 300 万m³。综合地质学、灾害学原理和地理信息技术等,科学分析了天台乡滑坡的形成条件,认为超强降雨和原斜坡前新修公路开挖是滑坡形成的主要诱发因素。     

植被FAPAR的遥感模型与反演研究

FAPAR是遥感估算陆地生态系统植被净第一性生产力(NPP)的重要参数。FAPAR模型是否能真实反映植被冠层吸收光合有效辐射状况,将直接影响遥感估算植被NPP和碳循环的准确性。从FAPAR机理出发,考虑土壤反射率、冠层结构、太阳入射角等多种因素,构建了全新的定量FAPAR反演模型,并分析了太阳天顶角、LAI、土壤背景等因素与FAPAR的关系。与蒙特卡罗模拟结果的对比和用地面实测数据的验证表明该模型拥有较高的精度。选择甘肃张掖盈科灌区为研究区,利用PROBA-CHRIS高光谱多角度数据反演得到了LAI和FAPAR,并用同步观测数据验证了反演结果。