基于时序InSAR的青海同仁市滑坡隐患早期识别与特征解析

选取青海省同仁市作为研究区,以Sentinel-1A卫星升降轨合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)数据为主要信息源,利用差分干涉测量短基线集时序分析(small baselines subset InSAR, SBAS-InSAR)技术反演提取区域地表形变信息,结合区内地形地貌、地质构造、气象水文、植被覆盖、历史地灾等背景资料,辅以GF-2光学影像筛选确认,实现了区内滑坡隐患的早期识别,共识别出滑坡隐患19处,其中8处为已知滑坡灾害点,11处为新识别隐患点。对形变反演与隐患识别结果进行了形变速率精度分析与结合几何畸变的差异性分析,评价了形变反演结果的精度与有效性,证明了隐患识别结果的全面与准确性。选取了3处典型滑坡隐患从形变时空分布特征、光学影像特征、实地变形特征等方面进行特征解析,掌握了区内滑坡隐患的孕灾条件及变形趋势。区内隐患坡体不稳定,均呈缓慢变形趋势,尤其是6—8月集中降雨期间,形变呈加速趋势,降雨是该区诱发滑坡灾害的主要因素。     

基于InSAR的宁夏黄土丘陵区（西吉县）滑坡隐患早期识别

滑坡灾害突发性强,隐蔽性高,传统的排查手段已无法满足新形势下摸清地质灾害风险隐患底数的要求。随着雷达观测数据精度与质量的发展,合成孔径雷达干涉测量（InSAR）成为监测地表变化的有效手段。本研究利用InSAR技术对宁夏黄土丘陵区固原市西吉县进行面状监测,获取了2019年12月25日-2020年1月18日内的形变结果,结合光学遥感影像目视解译对潜在滑坡隐患进行综合遥感识别,共识别出8处隐患点,经实地核查验证,与实际情况吻合。该研究结果表明InSAR技术在该地区具有很好的适用性,可为当地防灾减灾行动提供数据参考,并为黄土丘陵区滑坡隐患早期识别提供方法借鉴。     

基于相位恢复的SBAS-InSAR技术与光学影像结合的攀枝花地区滑坡早期识别

为克服传统SBAS-InSAR技术存在的相干性高估以及高相干点密度、质量低的问题,将相位恢复引入SBAS-InSAR中,采用改进的高相干点选取方法提高形变速率反演精度;同时利用GF-1号高分辨率光学影像辅助InSAR形变监测结果,以提高研究区滑坡体早期识别准确性及全面性。研究发现,经过相位恢复后,选取的高相干点密度及质量明显提高;共识别出隐患点28处,其中11处与已知隐患点完全匹配,新识别出17个滑坡隐患点,在随机选取的隐患点现场调查验证时均存在地表裂缝等滑坡隐患特征。因此,将相位恢复的思想引入SBAS-InSAR中,可以有效提高高相干点选取的密度和质量,使得相干性得到有效校正,从而提高形变监测的精度;此外,光学影像辅助获取形变信息,是对InSAR滑坡隐患点识别结果精度及可解释性的有效补充。     

联合升降轨时序InSAR的金沙江滑坡群隐患识别

针对单一轨道合成孔径雷达干涉(InSAR)观测结果难以完整识别滑坡隐患的问题，在小基线子集(SBAS)算法基础上引入时间约束因子，结合时空基线组合优化与升降轨联合解算策略，提出了长时序InSAR二维形变提取模型与方法.针对白玉县和贡觉县交界处的金沙江沿线滑坡易发区，采用2018年-2022年的Sentinel-1A升降轨影像数据集开展时序InSAR形变解算，识别得到了金沙江深切峡谷区域的10处滑坡隐患及其空间分布，探明5处特大滑坡隐患(单体超过5 000万m³，最大形变速率超过-70 mm/a)，进一步解算得到了各滑坡点的滑移方向及量值，并结合降水数据总结归纳了滑坡的季节性演化特征与长期发展趋势.相关研究结果可为该区域的地质灾害防治与重大基础设施建设提供重要的参考数据和信息支撑.     

基于时序InSAR技术的中贵天然气管道天水市段沿线滑坡隐患识别与形变分析

中贵天然气管道天水市段沿线地处黄土高原，地貌类型多样、构造活跃、复杂地质条件下发育多种具有隐蔽性和潜伏性的地质灾害，其中滑坡灾害对中贵天然气管道的安全危害极大，因此，对中贵天然气管道天水段沿线滑坡隐患进行有效识别与分析具有重要意义。本文采用Sentinel-1A升降轨卫星数据，基于时序InSAR对中贵天然气天水段沿线滑坡隐患进行了解译识别、现场复核、发育特征与典型滑坡形变分析。研究区共识别17处滑坡隐患点，现场复核最终确定13处，其余4处为人类工程活动区，其中常沟村和磨峪沟村滑坡形变受降雨影响。统计发现研究区管道沿线滑坡多发生在坡度40~50°，高差400~600 m，东北坡向和距管道100~150 m范围内，且岩土体强度较低，地层以第四系全新统冲洪积层（Q4a1+p1）为主。研究成果证明，联合升降轨的时序InSAR技术可以有效识别管道沿线滑坡隐患，为油气管线的安全运营及今后油气管道选线提供重要的科学依据和参考。     

大渡河流域时序InSAR地质灾害监测

大渡河流域滑坡灾害频发,对流域内的施工建设和水电站安全造成极大威胁,获取流域地灾分布一张图对防灾减灾工作具有重要意义。本研究基于时间序列InSAR技术,对覆盖了大渡河丹巴至乐山段的升轨Sentinel-1数据进行分析,获取了流域2018-2021年的大范围形变结果,并结合光学影像识别出潜在的隐患区域。研究结果表明：区域最大形变速率达到了-65.2 mm /y;大部分沉降区集中在丹巴、石棉和汉源地区,主要受到地质构造活动和降雨等因素驱动;综合考虑形变速率、地形、植被覆盖和变形范围的影响,在大渡河沿线发现了15处较显著的滑坡隐患区;在典型形变区域,InSAR结果与地面测量数据基本一致,证明了InSAR滑坡监测技术在复杂西南山区的有效性,测量结果将为当地灾害治理提供指导依据。     

天水中部地区滑坡隐患早期识别及安全性分析

天水地区属于黄土丘陵沟壑区，地形起伏较大，区域内断裂褶皱发育，地质构造复杂，雨季期间滑坡等自然灾害频发。基于时序InSAR技术，利用哨兵一号(Sentinel-1)SAR数据对天水市中部区域内的潜在滑坡体进行早期的解译识别，发现2处存在隐患的坡体。结合地质资料，利用FLAC3D中的强度折减法，得到隐患坡体的安全系数分别为1.003和1.040。研究结果表明：采用时序InSAR技术探测出隐患坡体，再对隐患进行安全系数计算，可以对大范围区域滑坡隐患点进行精准识别和风险量化评估，从而对滑坡隐患区进行分级防治，为滑坡隐患早期识别提供思路和参考。     

PS-InSAR技术在兰州市地面形变中的监测应用

近年来,由于城市地表沉降带来的次生灾害后果愈加严重,给城市的发展带来了诸多隐患,因此对城市进行长时间序列的形变监测具有重要的现实意义,而传统的监测方法无法获取城市大面积的地表形变信息.合成孔径雷达遥感(interfer-ometric synthetic aperture radar,InSAR)技术在大规模地表形变监测中具有独特的优势.兰州市地质条件特殊,地貌条件复杂,是中国地质灾害发生频率较大的区域之一.采用63景Sentinel-1A和5景Sentinel-1B数据基于永久散射体合成孔径雷达干涉(persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar,PS-InSAR)测量技术获取了2014年10月—2020年4月的兰州市城区的地面形变场.研究结果表明,兰州市城区地表形变较小,临近城区周边的几处村镇存在着不同程度的沉降,且部分区域的沉降呈现出逐渐加快的趋势.     

基于InSAR的潜在滑坡人工智能识别——以延安宝塔区为例

基于合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术,结合热点分析和机器学习算法,进行区域高形变斜坡自动提取和潜在滑坡人工智能识别研究,以提升潜在滑坡识别效率和准确性,解决传统人工调查和目视解译无法有效识别位于高位、隐蔽性较强的潜在滑坡问题.结果表明,基于热点分析自动提取20处高形变区域,提取正确率、错分率和漏分率分别为74.31%、25.69%和11.80%,证实热点分析方法能够有效应用于InSAR高形变区自动识别和提取.基于识别的高形变区,结合历史滑坡灾害发育特征,利用机器学习算法建立潜在滑坡预测模型,采用表现最佳的自适应提升模型对自动提取区域进行预测,预测召回率和准确率分别为81%和65%,能够实现潜在滑坡的有效识别.     

基于哨兵1号的呼和浩特市沉降及成因分析

利用SBAS?InSAR及PS?InSAR技术,处理了2018年10月到2020年10月的28景sentinel?1A数据,计算出呼和浩特市平均地面沉降量和沉降速率.结果表明,呼和浩特市存在三处漏斗状沉降区,分别位于回民区、玉泉区北部、台阁牧镇北部,沉降区内大部分形变速率在5.32～17.31 mm/a之间;其中,台阁...     

昌都芒康帕学岗特大岩质滑坡局部复活特征

古滑坡复活是青藏高原东缘横断山区典型的地质灾害形式之一,昌都市芒康县帕学岗村一处古滑坡堆积体局部发生复活,通过InSAR形变分析、遥感影像解译和野外调查复核,进行滑坡堆积体局部复活特征的研究,评价其现今的变形特征和可能的失稳模式.结果显示:帕学岗滑坡堆积体上局部复活滑坡的主要形变特征为坡体中下部的蠕滑变形,InSAR的LOS方向平均形变速率达到21 mm/a,最大形变速率40 mm/a.滑坡堆积体存在沿新滑面滑动失稳的可能.相关结果可为复活滑坡的现状评价以及防灾减灾工作提供支撑.     

利用Stacking/SBAS技术在滇西北地区滑坡隐患的识别对比

文章以滇西北地区为例,分别利用Stacking和SBAS技术对92期Sentinel-1数据进行处理,并结合可视性开展滑坡隐患识别对比研究。Stacking和SBAS技术分别识别出32、26处滑坡隐患,其中,Stacking技术对滇西北地区滑坡隐患识别更具优势,尤其是在透视收缩区域也能保持较好的滑坡隐患识别效果;而SBAS技术识别准确率高,在获取形变速率的同时还可提取时序信息。研究表明,在西南区域利用升降轨数据开展滑坡隐患识别,首选Stacking技术,并结合SBAS技术,可有效防止隐患的漏判。     

多源遥感揭示白鹤滩库区五里坡滑坡蓄水期形变演化与复活机制

为揭示水电站蓄水期库岸滑坡形变演变趋势及复活机制，基于白鹤滩库区五里坡滑坡2021年1月—2022年8月共73景Sentinel-1影像，采用SBAS-InSAR技术提取蓄水期二维形变，并使用无人机航测技术对滑坡及次生灾害痕迹进行调查，此外利用GNSS位移实测数据对InSAR形变结果进行对比与补充，综合3种技术结果与库区水位实测数据、地质资料对五里坡滑坡进行精细化分析.结果表明：（1）五里坡滑坡形变与库区蓄水存在强相关性.在蓄水前无明显形变而在蓄水后一个月便发生可见形变，随着水位上涨，坡度方向InSAR形变速率最高达到-153 mm/a，雷达视线方向InSAR最大累积形变量达到121 mm，并表现为由下部形变逐渐带动上部形变的牵引式滑坡特征.结合水位实测数据与GNSS位移监测数据发现滑坡形变与蓄水期水位变化吻合度较高.（2）现场地质调查表明五里坡滑坡为上硬下软的反倾岩质边坡，且坡面岩体风化强烈，下部岩体容易受到库水作用软化发生压缩变形进而导致坡体沿风化层发生牵引式滑动.研究结果可为库岸滑坡蓄水期监测和防治提供科学依据.     

基于时间序列InSAR技术的川东红层滑坡识别及变形规律

针对川东红层滑坡典型易发区域,采用小基线集(SBAS)时间序列的InSAR(interferometry synthetic aperture radar)方法进行了解译,并采用Google Earth可视化展示,有效圈定并复核了潜在隐患区域。提取了采矿引起斜坡失稳及牛马场滑坡的变形位移曲线,揭示了其变形规律。研究结果表明:解译区滑坡基本都发育在形变速率较大的黄色欠稳定和红色不稳定区域,区域形变位移值大小与滑坡发育比例成正比关系,35%的解译面积滑坡发育比率可以达到70%以上。同时通过野外调查发现4个潜在不稳定隐患斜坡,极大地提高了红层滑坡的早期识别能力。InSAR解译显示研究区西北区由采矿引起的斜坡失稳,与干涉图上的条纹位置对应较为一致,形变位移最大能达到视线向20 mm/a;牛马场滑坡范围均为垂直形变速率较大的黄色和红色解译点,变形位移曲线显示滑坡发生前已经处于蠕变变形阶段,累计变形量可以达到500 mm左右。     

SBAS-InSAR技术在特大型滑坡形变监测中的应用——以西藏自治区庞村滑坡为例

针对西藏庞村滑坡2019年4月发现裂缝并持续增大,对附近村民及基础设施产生严重安全威胁,搜集2018 年 1 月 3 日至 2020年7 月 3 日的 75 景 Sentinel-1A 降轨数据,利用小基线集(small baseline subset-interferometric SAR, SBAS-InSAR)技术获取滑坡在该时间段内的地表形变信息;并在形变量较大区域内选取特征点,对形变量进行分析,最终将InSAR解译结果与地面调查以及GNSS(global navigation satellite system, GNSS)监测站结果进行对比,对解译结果的精度进行验证。结果表明：在所选时间段内,庞村滑坡最大形变速率为-38mm/y;滑坡体的形变存在明显的分界线,可将其分为三个不同的滑动区;2018年12月和2019年10月两个时间点,滑坡形变有明显的加速现象;与地面监测数据的精度验证表明：SBAS-InSAR解译结果与地面监测结果显示的滑坡形变时间和空间特征一致性,验证了利用Sentinel-1A数据采用SBAS-InSAR技术在特大型滑坡监测和治理中的有效性,为滑坡的治理提供了可靠的技术依据。     

基于多源时序InSAR的三峡坝区形变监测分析

自2003年三峡库区蓄水以来，水位的大幅上升和周期性变化，给三峡大坝及其周边环境的稳定性造成威胁，三峡坝区的形变监测一直备受关注.随着InSAR技术的不断发展，其在基础设施与地质灾害形变监测领域发挥着越来越大的作用.采用时序InSAR技术对获取的2015年—2019年L波段ALOS2 PALSAR2数据集和2015年—2022年C波段Sentinel-1数据集进行处理分析，发现三峡大坝与茅坪溪大坝存在与蓄水相关的周期性形变，振幅约为1.1 mm和3.2 mm，茅坪溪大坝左岸护坡、关门洞地区与银杏沱填埋区分别存在28、40、40 mm/a的显著形变.采用指数衰减模型对银杏沱填埋区形变过程进行拟合，结果表明填埋区可在2040年达到稳定状态。研究表明，InSAR技术有助于加深对地表形变的认识理解，为地质灾害治理与决策提供依据.     

利用Sentinel-1A 的时序干涉测量探测蒲县滑坡形变

利用覆盖山西蒲县地区的24景Sentinel-1A升轨影像,分别采用永久散射体雷达差分干涉测量(PS-InSAR)与短基线集雷达干涉(SBAS)技术对研究区域2019-01-2019-12的地表进行时序形变监测,获取蒲县地区疑似滑坡体位置、范围及滑坡速率,并对两种监测结果进行对比,深入分析滑坡隐患的可能性成因.结果 表明,两种时序InSAR技术采集的形变信息大致相同,蒲县大部分地区趋于稳定状态,年平均形变速率在-10 ～10mm/a;其中存在4处位置一致、形变明显的疑似滑坡点,分别是半沟村罗克线两侧、水泉窊015乡道附近、郭家山周边及井子洼村赵克路沿线.     

基于差分干涉合成孔径雷达技术的米林滑坡形变监测

滑坡灾害在中国具有多发特征,能有效的对滑坡灾害进行监测预警是减少危害的主要手段之一。合成孔径雷达差分干涉测量技术与传统的监测方法相比,具有全天时、全天候,能够获得面式数据、成本低等优势。在空间和时间上都能满足滑坡早期识别及动态监测的目的。以3景ALOS-2卫星PALSAR-2数据为数据源,采用二轨D-InSAR技术对米林滑坡进行形变监测,获得滑坡形变值。并最终得到米林滑坡灾前形变趋势,达到了发现变动,监测趋势的目的,形变趋势与实际结果一致,证明了D-InSAR技术用于滑坡早期识别与动态监测的可行性,在广域地质灾害监测中具有较大的应用前景。     

面向PS-InSAR技术的桥梁随机形变规律

为了建立面向合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的桥梁安全预警体系,需要考虑桥梁在随机荷载下的形变规律。由于桥梁的整体形变特征能由桥梁形变关键点的形变来表征,故在桥梁形变关键点上设置了人工PS点,利用蒙特卡罗法-有限元模拟技术,在不同的日温时段上探讨目标桥梁的形变关键点的随机形变规律,依据随机车流荷载模型探讨随机车流对桥梁形变关键点随机形变规律的影响。研究结果表明,统一桥梁的形变关键点与人工PS点,将蒙特卡罗法-有限元模拟技术和PS-InSAR技术结合起来,可将InSAR技术与桥梁工程联系在一起;随机系统温度对桥梁形变关键点的形变有明显的影响,甚至可达cm量级;将日温温度划分成4个时间段后对桥梁做蒙特卡罗法-有限元模拟,就能在SAR图像数据分析时剔除InSAR量测中随机系统温度因素的影响;随机车流下桥梁形变关键点的形变在mm量级,远小于随机系统温度对桥梁形变关键点形变的影响。     

基于干涉合成孔径雷达和哨兵-1A的广西岑溪地区滑坡隐患探测与形变分析

近年来广西地区滑坡坍塌灾害频频发生,威胁着人民生命和财产安全。为了给相关部门提供科学的滑坡监测数据以及提前制定合理有效的防治计划,本文以广西岑溪地区为例,利用干涉合成孔径雷达技术和岑溪地区2016年至2019年的20景哨兵-1A数据,提取了岑溪地区地表形变结果,结合地区历史降水数据综合评估了研究区内主要滑坡隐患和进行了形变时序分析。结果显示,岑溪地区的滑坡隐患主要分布在矿山采空区、公路沿线边坡、乡村山岭地带,其地表及边坡沉降多受生产建设等人为活动影响,加之广西地区重山复岭的山体地貌以及结构多变复杂的地质特点,在持续降雨的影响下加速下沉;此外,随着产业转移和地区经济的快速发展,区域内矿山、城乡公路沿线及边坡的沉降呈逐渐增强和扩大趋势。该案例可为岑溪地区的防灾减灾提供有力的数据与技术支持,并为丘陵山区的滑坡灾害隐患与形变分析提供思路与参考,也证明了干涉合成孔径雷达作为新兴雷达遥感测量手段,可以高效准确地对丘陵区域进行滑坡灾害隐患识别。