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。     

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。     

差分干涉合成孔径雷达技术在广域滑坡动态辨识上的实验研究

通过ALOS卫星PALSAR传感器获得的三景合成孔径雷达(SAR)数据,利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术对金沙江下游乌东德水电站库区内的滑坡活动进行了详细的研究,获得研究区域内地表高精度形变位移值.将其按滑动速率及位移大小进行分级显示,清晰地表明了研究区内不同区域的地面活动位移状态,辨识出研究区内可能发生滑动和发生滑动较大的区域,从而确定了滑坡活动的风险区.对库区内正处活动状态的L1R--6号滑坡进行了详细的研究.结果表明:D-InSAR技术与全球定位系统GPS在监测整体形变和运动趋势上基本一致.对D-InSAR结果存在的单点误差进行了分析,提出了D-InSAR与GPS相融合的栅格函数误差插值消减法,提高了D-InSAR技术的监测精度.     

融合多种差分干涉测量的矿区地表形变监测

为解决时序短基线集差分干涉测量技术(SmallBaseline Subset-InSAR,SBAS-InSAR)无法准确估计煤矿沉降中心形变值的问题,通过融合合成孔径雷达差分干涉测量(Differential InSAR,D-InSAR)和SBAS-InSAR技术研究了测量矿区地表形变的监测方法。利用25景Sentinel-1数据,根据基于相干性系数的D-InSAR方法和结合永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)的SBAS-InSAR方法分别生成研究区域的形变图,并借助Kriging插值法,将前者方法所得结果填补于后者方法所获形变结果,完善矿区形变中出现的空缺值,从而更为准确地估算矿区地表形变结果。此外,沿着开采面的横纵剖面详细分析典型矿区的形变结果,并绘制地表形变剖面曲线,以此剖析矿区沉降漏斗的演化过程。最后,为了定量说明该方法的可靠性,将矿区形变结果和水准测量数据进行误差对比,并将标准差和均方根差作为矿区形变结果精度的评定指标。结果表明：相干性系数图整体质量较优,研究区域中最大累积沉降量可达176.39mm,年均沉降速率最大可达-103.82 mm/y。通过本文方法得到的形变结果和水准处理数据基本一致,且误差均小于13 cm,监测精度满足煤矿开采相关测量技术要求。     

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.     

差分干涉测量技术在四川甲居滑坡监测中应用研究

选择四川省丹巴县甲居滑坡作为监测的示范,检验差分干涉测量(D-InSAR)技术在中国西南山区滑坡监测的有效性.利用差分干涉测量技术,通过EARTHVIEW软件,处理了两期Radarsat-1数据,取到了甲居滑坡的两期位移量.结果表明,甲居滑坡南北两个区域滑动速度有明显的差异,并且北部区域的滑坡边界应后移.甲居滑坡整体滑动有加快的趋势.     

基于GPS差分算法的研究与滑坡监测系统软件实现

选择比较先进的GPS卫星定位技术及静态差分算法作为滑坡监测的手段和解算方法.从GPS定位的基本原理出发,对双差算法数学模型进行了研究,并且编写出差分算法程序.     

SAR差分干涉测量技术及其在地表形变监测中的应用现状

合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)是一种新的空间对地观测技术．它利用合成孔径雷达(SAR)的相位信息提取地表的三维信息和高程变化信息,可以监测地球表面和冰雪表面的微小变化,且探测地球表面位移变化的精度可达到cm量级．因此,介绍了D-InSAR的基本原理和发展概况,综述了D-InSAR在地表形变监测中的应用现状,并对D-InSAR的应用前景进行了展望、     

基于D - InSAR的彬长矿区沉陷变形监测

差分雷达干涉测量(D - InSAR)技术能够监测沉陷区空间连续曲面的形变,具有精度高、连续监测、成本低等特点,是对现有矿区地表沉陷监测方法有益的补充.以陕西彬长矿区为例,根据获取的雷达影像图开展干涉测量的研究,将形变前后2幅干涉图相位差分得到地表形变,对照矿区的实际情况,分析去相干源影响,并对其误差作了简要分析.结果表明:D - InSAR技术,能够准确反映出矿区沉陷的位置和下沉程度,尤其在黄土高原,地质地貌条件比较复杂的条件下,更展示出D - InSAR技术在矿区地面沉降监测适用性、优越性和实用价值.     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

秀罗海滑坡治理工程变形监测分析

秀罗海滑坡是四川省甘孜藏族自治州炉霍县沿鲜水河两岸大型滑坡之一,该滑坡于2013年被进行过整治,治理工程采用了抗滑桩加裂缝回填夯实的方案。为了评价秀罗海滑坡治理的运行状况,工程质量以及治理效果,分析秀罗海滑坡的稳定性现状,在工程运营期间对其位移进行了长期监测,对滑坡的发展趋势进行了预测,为是否需要进一步采取治理措施提供了依据。     

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。     

建筑物变形监测的综合研究

叙述了变形监测的概念及引起建筑物变形的主要原因,建筑物变形监测的主要作用及内容,建筑物变形监测的方法、基本原则和注意事项,变形监测的数据处理、必要精度和频率等,旨在为确保建筑物的施工及安全运营提供监测理论和方法等方面的依据。     

山体滑坡监测的RSSI定位改进算法

针对现有山体滑坡监测技术自动化程度低、系统成本高、实施难度大等问题,将RSSI定位技术用于山体滑坡监测,提供无需任何一次检测仪表的山体滑坡监测新方法。提出的RSSI定位改进算法引入加权调整因子,通过动态获取路径损耗模型参数和实时计算WSN节点间通信距离,可降低外部环境变化对定位精度的影响,从而提高山体滑坡定位精度。使用MATLAB对改进算法进行的模拟测试结果表明,与传统RSSI固定路径损耗模型定位算法相比,平均误差显著下降。     

基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法及应用

提出了一种基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法。应用CATIA软件建立三维滑坡地质模型,将反映该三维模型形态的空间点集和拓扑关系存储在数据库中;基于云平台架构,将现场监测数据的变化和模型有限元计算的结果反馈到模型数据库中。通过对模型数据库的实时数据迭代、增量处理和模型重构,建立BIM地质灾害模型动态反馈机制,实现滑坡三维模型的动态变化和协同。     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

采用真空激光技术实现直线型混凝土重力坝变形连续监测

针对连续监测直线型混凝土重力坝变形的要求,采用基于三点法准直原理的真空激光波带片衍射成像方法,研制出全自动真空激光变形测量系统并取得了成功的应用．该系统主要特点为：全自动,在主控机的控制下全自动运行,可在设定的时间点上对大坝的水平和垂直变形同时进行监测;精度高,采用特殊设计的接收装置和专门的优化算法,测量精度0.1mm,分辨率0.01mm;全封闭,为保护整个系统的安全和稳定运行,整个系统采用全封闭设计;系统同时具有网络通讯能力,上位机可通过Internet自动连接现场主控机,远程实现对整个测量系统的完全控制．     

基于分段回归模型的变形监测数据分析

通过对回归模型在变形监测的应用研究,结合工程实例,对某高铁隧道的拱顶沉降值运用分段回归模型进行分析预测,建立时间和位移变形量的回归分析模型,并从统计检验、曲线线型、拟合度三个层面进行评价,得出分段回归模型可以较好的预测隧道断面的变形趋势,从而验证了该方法的工程实用价值。