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2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震,在地质环境脆弱的山区诱发了大量滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。传统地质灾害调查在环境恶劣地方难以实地开展,具有一定的危险性,效率低。随着遥感技术在地质中的不断应用,其快速、全面、高精度的观测优势在地质灾害调查方面的应用体现出了巨大的优势。
论文以四川绵阳安县大光包滑坡与老鹰岩滑坡为研究对象,以遥感技术为主要手段,以震后高分辨率IKONOS卫星立体像对、震前ETM影像和地图数字高程模型为数据源,辅以滑坡分类、变化检测和卫星立体测量等技术方法,对滑坡位置、范围和规模进行遥感解译,对滑坡体积进行定量计算,通过定量的结果对滑坡的三维特征进行了研究,探讨了利用遥感手段快速有效调查地质灾害的技术方法。
主要结论和技术创新体现在以下几个方面:
(1)研究高分辨率卫星进行地质灾害立体测量的原理,建立有理函数模型快速提取地质灾害立体信息的技术框架:研究通过有理函数模型利用高分辨率卫星IKONOS立体像对建立研究区域滑坡后DEM,与研究区滑坡前等高线内插而成的DEM共同用于滑坡区地形变化对比分析,不但获取了滑坡范围,而且对滑坡体积实现了快速定量计算,推动遥感滑坡地质分析中传统平面位置系统提取研究向三维立体测量和三维分析发展。
(2)根据滑坡光谱特征,提出了高分辨率卫星影像滑坡快速变化检测方法:在正射影像图上,针对滑坡遥感信息特征和范围提取,在人机交互解译和图像分类研究的基础上,提出滑坡快速变化检测算法,并依此提取滑坡范围,计算出大光包滑坡面积为7.82km2,滑坡长度4.5km,堆积体最大宽度3.6km,老鹰岩滑坡面积为0.35km2。
(3)开展滑坡体三维分析和滑床模拟研究:对于未完全脱离滑床的大光包滑坡,利用滑坡前后两期的DEM,通过出露的部分滑床对掩埋的滑床进行模拟推断,获得滑坡体下底面。以黄洞子沟为界,通过将滑坡分为未脱离滑床区与脱离滑床区两部分进行体积的计算,得到滑坡堆积体总体积为10.23×108m3。对于脱离滑床的老鹰岩滑坡,直接将两期DEM相减获取滑坡体高度,计算得到滑坡体积为7.34×106m3。
(4)实现滑坡三维可视化技术:利用高精度正射遥感影像图与相应区域DEM叠加实现三维可视化,反映真实直观的地面情景,为滑坡特征的三维分析提供依据。