Kinematics of active earthflows revealed by digital image correlation and DEM subtraction techniques applied to multi‐temporal LiDAR data

Earthflow‐type landslides are persistent natural hazards having deep socio‐economic and environmental consequences. They have significantly contributed to the geomorphic evolution of mountainous slopes in Europe since the Late Glacial. An understanding of their complex kinematics is crucial to better constrain the processes governing their occurrence and mobility. In this work we explored the possibility to quantify displacement vectors on a spatially distributed basis and to quantify volumetric transfer at the slope scale with regard to a large flow‐type landslide located in the northern Apennines of Italy. For this purpose we applied digital image correlation (DIC) and digital elevation model differencing (DEMoD) techniques to multi‐temporal airborne LiDAR surveys of 2006, 2007 and 2009. The DIC was applied to greyscale slope gradient maps retrieved after precise co‐registration of LiDAR surveys. Thereby, movement patterns over various sectors of the landslide were reconstructed and quantified, most notably up to 20 m in the head zone, up to 51 m in the lower main track, and up to about 27 m at the landslide toe. The DEMoD analysis revealed significant mass transfer from the source to the tracks and toe zone, with the upper flow tracks acting as temporal storage of large amounts of material. The mass balance indicated that significant amounts of advancing landslide debris were eroded by a local stream. An integrated analysis of DEMoD and DIC results allowed for a discussion of governing processes, such as the transition from slide to flow, the influence of underlying topography on earthflow mobility, and the role of undrained loading as a mechanism of toe zone reactivation. In conclusion, the successful application of DIC and DEMoD to the case study underlines the added value of high‐resolution DEMs in the analysis of earthflow kinematics toward a better understanding of their role in the geomorphic evolution of slopes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

夏垫断裂带深部构造特征与第四纪活动性讨论

利用重力、浅层地震和高密度电阻率法物探工作成果,由深及浅垂向上“接力拼接”的方式,结合钻探等手段,把夏垫断裂带分解为基岩断裂带和第四纪断裂带2个部分进行研究,结果表明:1)夏垫断裂带的基岩断裂带由主干断裂和次级断裂构成.其北段(马坊-西集一带)较窄,由2条主干断裂构成.其南段(西集-凤河营一带)较宽,由3条主干断裂构成.2)第四纪断裂带是基岩断裂带向上延伸的部分,是断裂带最新活动的直观表现,并受控于基岩断裂带.夏垫第四纪断裂带同样由主干和次级断裂构成,北段(马坊-西集一带)由2条主干断裂和分布于北端尾部次级断裂构成,与基岩断裂带一一对应关系较好.2条主干断裂产状差异较大,最新活动时间均为全新世.而南段(西集-凤河营一带)断裂分布不连续,很难分清主次断裂,同基岩断裂带的对应关系较差,推测为基岩断裂中夏垫断裂的活动.这些主、次级断裂产状均较为陡立,最新活动时间为晚更新世晚期-全新世早期.3)夏垫断裂带内上、下两盘全新世沉积底界垂向累积位错量为1.7 ～4.8m,晚、中、早更新世以来则分别为6 ～ 26m、26 ～ 167m和44 ～ 330m,其中最大累积位错量位于夏垫地区,向南、北逐渐减小.4)以张家湾断裂为界把夏垫断裂带划分为南、北2段.北段第四纪活动性强,中强震及微小地震时有发生,而南段第四纪活动性弱,仅发生微小地震.     

基于宽巷载波的GPS周跳探测与修复的算法改进

鉴于双频P码伪距结合相位观测值用于探测周跳存在的不足,提出了结合DCPC图像和相应的算法来分析周跳发生大小以及发生位置的方法。尤其是在载波L1与L2出现大小相同的周跳且宽巷载波失效的情况下,需结合DCPC图像来分析周跳发生的历元,通过M-W宽巷载波组合及其电离层残差组合,用两历元间的二元一次方程来修复周跳。该方法能够快速地探测及修复周跳,具有实用性。     

一种顾及影像间位置关系的匀光方法

提出了基于矩匹配的色彩平衡算法,在顾及影像间位置关系的基础上将影像的均值和均方差映射到给定的数值,并且使不同区域的灰度均值和均方差近似相等,在尽量保持影像原有色调的条件下消除影像之间以及影像内部的色调和亮度差异。     

面向对象的泰安市高分辨率影像住宅建筑物提取

基于eCognition Developer平台,以泰安市QuickBird影像为数据,采用面向对象多尺度分割、最邻近和隶属度分类,充分利用高分辨率QuickBird影像具有的丰富光谱、形状、纹理和结构等地物信息,对实验区进行分类并提取住宅建筑物信息。实验表明,与传统逐像元分类法相比,面向对象分类法有效地避免了分割区域的离散破碎,地类信息的提取更加完整、精确、高效。     

基于LiDAR的解析空中三角测量像控点提取研究

提出了一种利用雷达数据解算航空影像的方法,即在航空摄影测量过程中用规则建筑物顶面中心作为控制点,代替传统摄影测量中的像控点。LiDAR数据中导出的中心点相当于一个带有3维坐标的单个点,能够用于空中三角测量系统,从而省去外业像控测量的步骤。利用LiDAR数据作为地面控制点进行空中三角测量的控制点加密,验证了方法的可行性,证明了LiDAR参考系中规则顶面中心点作为控制点进行空三加密可以满足丘陵地区1∶5 000比例尺成图要求。     

CBERS-02B星CCD与HR数据融合方法探讨

随着CBERS-02B星(以下简称02B星)多光谱CCD数据与全色HR数据在各个领域的广泛应用,两者相差较大的空间分辨率给图像融合带来难题。在对改进型的IHS变换、主成分变换、Brovey变换、GS变换等融合算法分析的基础上,利用02B星数据进行融合试验,并对试验结果进行定性与定量评价,结果表明:①Brovey变换融合效果较差;②在影像的阴影区域,改进型的IHS变换融合结果存在光谱失真;③PCA变换光谱保真较好;④GS变换无论是统计结果还是图像的色彩和清晰度都明显优于上述三种方法。     

倾斜影像的量测方法研究

随着“数字地球”“数字城市”的提出,能够快速获取空间数据基础信息成为当今急需解决的问题之一。传统的航空摄影测量主要是对地物顶部信息的获取,而对侧面信息获取比较困难,因此倾斜航空测量技术成为国内外快速发展起来的一门高新技术。本文主要论述了基于倾斜影像量测的几种方法,并对以后量测方法的发展趋势进行了说明。     

高分辨率卫星影像立体测图分析研究

运用高分辨率卫星遥感影像立体像对,利用少量的外业控制点,进行l：10000比例尺地形图立体测图精度试验,获取分辨率更高的彩色影像。     

基于像方特征点的多视影像最小二乘匹配

为了能得到更精确的影像初始值,进行高精度的影像匹配,本文分别选取了两种物方多视匹配模型和不同匹配策略、不同约束条件下的影像粗匹配结果作为初始值进行最小二乘精匹配。实验结果表明物方匹配模型可以提供很精确的初始值,而金字塔、视差和共线方程共同约束下的最小二乘匹配精度更高,可靠性、鲁棒性及稳定性更好,验证了结合合理的匹配策略和约束方法的最小二乘优化可以将匹配精度达到1／10000精度。