盐源地区雷达遥感滑坡灾害识别与形变监测研究

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处于横断山区南段的盐源县,是我国地质环境条件最为脆弱的地区之一,域内多条断层纵横发育,岩性破碎,第四系松散堆积体覆盖广泛,地势陡峭,高差悬殊,致使该地区地质灾害风险性较高。滑坡作为该区域里主要的灾害类型,随着当地基础设施建设对地表改造加剧,愈加发生频繁,造成巨大的人员及财产损失。岩土体位移是滑坡发生最为直观的特征,常规的地表位移监测方式往往费时费力,受外界环境制约大,不能满足大区域滑坡探测及高精度监测的需求。星载SAR时序干涉测量技术可提取宽幅地表mm/a级的地表形变速率及时序形变特征,这有利于缓慢蠕变滑坡的识别与监测,SBAS-InSAR技术作为时间序列分析技术的代表之一,能消除传统干涉测量中的时空失相干、大气延迟等影响,受限于复杂地表环境及雷达成像模式,使得该技术在山区滑坡隐患的区域识别及多维度、高精度监测的应用中,仍存在一系列亟待解决的难题。为此,本文在对盐源县地表干涉特征及SBAS-InSAR技术的研究基础上,选取Sentinel-1A数据的宽幅单视复数产品,考虑到干涉处理中,影像配准精度优于亚像素的要求及相位偏差对测量精度的影响,采用分步配准,外部资料辅助的方法,增加干涉结果的可靠性,取得了较好滑坡探测效果,并对典型滑坡体,开展二维滑坡形变监测实验,对滑坡演化特征及形成机理进行了研究,研究内容及成果如下:(1)利用RI指数及坡度、植被的空间去相干模型,对研究区的探测盲区及低敏感区进行了提取,对Sentinel-1A升轨数据应用于该区域滑坡识别的适用性及约束条件进行了较为系统的分析,讨论了SBAS-InSAR数据处理中的难点以及相应的解决思路及策略。(2)利用时间跨度约2年的23期Sentinel-1A升轨数据,开展盐源县地表SBAS-InSAR监测,保留可视性及相干性较好的结果,获取盐源县沿雷达向隆升及沉降的区域,及其相应的形变特征,得到盐源县地表形变速率,据雷达观测向与坡度的关系,提取得到滑坡沿斜面下滑速率范围为-147.86~0mm/a。(3)对判定滑坡运动的阈值进行了研究,得到疑似滑坡引起的形变点,对形变点进行空间分析,结合滑坡影像特征及发育规律,快速识别到缓慢/慢速变形的20处不稳定斜坡,58处新滑坡点,32处老滑坡点,并得到了历史资料的验证,证明了该技术的有效性。(4)分析了玻璃村滑坡形变发育的时间及空间特征,融合升降轨SBAS-InSAR处理结果提取了该滑坡在垂直向及滑动向上的形变特征,据形变-时间曲线对滑坡演化过程进行了简要分析,这为滑坡机理研究及监测预警提供了依据。
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