甘肃省舟曲县城周边滑坡隐患遥感探测与监测研究

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滑坡灾害是造成经济损失最大的自然灾害之一。甘肃省舟曲县城是我国地质灾害的高易发区,近年来发生过多次泥石流、滑坡等重大地质灾害,严重威胁当地居民生命财产安全。合成孔径雷达干涉测量技术(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)可以全天时、全天候、大范围、高精度的获取地表形变信息。利用该技术对舟曲县城周边区域滑坡隐患进行早期识别,对保护当地居民生命财产和基础设施安全具有重要意义。本文利用In SAR形变探测、光学卫星影像解译和野外核查等技术手段对舟曲县城周边活动滑坡进行探测,并分析典型滑坡的形变特征以及与降雨之间的关系,并对舟曲县城周边滑坡进行风险性评级和分类制图。主要成果如下:(1)利用2017年10月至2020年6月Sentinel-1A卫星升、降轨雷达影像数据,基于堆叠法(Stacking In SAR)和小基线干涉测量(Small Baseline Subset,SBAS)两种技术对舟曲县城周边活动滑坡进行探测。提取了研究区Sentinel-1A升、降轨卫星数据几何畸变的位置及范围,其中,升、轨数据中的透视收缩区域主要位于东北朝向的坡体上,且主要位于白龙江的东岸;降轨数据中的透视收缩区域主要位于西南朝向的坡体上,且主要位于白龙江的西岸。阴影区域主要分布在较为陡峭无法接收雷达信号的坡体。因此,升、降轨数据结合可在一定程度上弥补单一轨道影像因几何畸变带来的滑坡探测遗漏问题。(2)结合光学影像数据目视解译和现场核查共同判断滑坡隐患的位置及边界,在研究区圈定了21处活动滑坡隐患,其中有4处为文献记载滑坡,其余17处为新发现的滑坡隐患。(3)基于SAR传感器成像原理、雷达波束发射角度及滑坡坡度之间关系提取舟曲县城区竖直及水平方向的二维形变。以坡体坡度、最大形变速率、变形范围、地形条件、体积方量、威胁对象及高程范围作为判断依据,对探测到的21处活动滑坡进行风险性评级,其中3处为高风险滑坡,7处为中风险滑坡,11处为低风险滑坡。(4)基于滑坡前缘、中部、后缘等不同位置二维形变(水平向及竖直向)之间的对比关系,结合不同类型滑坡的形变特征,对舟曲县城In SAR探测的活动滑坡分类为推移式滑坡、牵引式滑坡及复合式滑坡三种类型,其中9处为推移式滑坡,5处为牵引式滑坡,7处为复合式滑坡,并建立该地区的滑坡分类数据图。(5)在现场核查基础上,利用降雨数据和滑坡形变曲线关系对江顶崖滑坡、门头坪滑坡、泄流坡滑坡和锁儿头滑坡4处典型滑坡的变形模式进行分析,得出该地区典型滑坡形变主要受降雨及人类活动影响,且与降雨之间存在一定的滞后作用。
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