INSAR技術(shù)在區(qū)域滑坡災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

張輝

摘 要：近年來(lái)，利用差分干涉合成孔徑雷達(dá)技術(shù)監(jiān)測(cè)很多著名滑坡體都取得了較好的效果，也證明了IN-SAR技術(shù)監(jiān)測(cè)滑坡災(zāi)害的能力。但很多滑坡災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生在未被監(jiān)測(cè)到的區(qū)域，給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大損失。該文采用多期L波段ALOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域尺度地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查，采用基于D-insar技術(shù)對(duì)區(qū)域性滑坡災(zāi)害進(jìn)行分析。此外，還利用幅度信息對(duì)已發(fā)生的滑坡進(jìn)行了檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方法能較好的識(shí)別和監(jiān)測(cè)了區(qū)域內(nèi)幾個(gè)著名滑坡，并且發(fā)現(xiàn)了一些不知名的滑坡，證明了該方法的有效性和可靠性。同時(shí)，證明了L波段SAR衛(wèi)星在調(diào)查滑坡災(zāi)害中具有極大的潛力。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害 調(diào)查 監(jiān)測(cè) INSAR 滑坡

中圖分類號(hào)：P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（a）-0013-02

滑坡是指在重力作用下巖體、碎屑、泥土等沿斜坡的運(yùn)動(dòng)下滑（M et al，1991）。在三峽地區(qū)，由于水位周期性升降以及降雨大大加劇了滑坡發(fā)生的可能性。近年來(lái)，合成孔徑雷達(dá)技術(shù)作為傳統(tǒng)調(diào)查方法的重要補(bǔ)充，已發(fā)揮出了較大的作用。隨著永久散射體方法（Ferretti et al，2000）、準(zhǔn)永久散射體、小基線等方法的提出，已實(shí)現(xiàn)了對(duì)單體滑坡的監(jiān)測(cè)，如黃土坡滑坡和范家坪滑坡（Shi etal，2014；Zhang etal，2015）。然而，大多數(shù)的研究只集中在小區(qū)域，這主要是由植被茂密等原因造成的失相干和大區(qū)域內(nèi)大氣變化差異較大造成的。該文為了克服研究區(qū)去相干問(wèn)題，采用波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)L波段ALOS數(shù)據(jù)；為了減小大氣擾動(dòng)的影響，采用小基線時(shí)序分析的方法。在三峽地區(qū)嘗試大范圍的滑坡災(zāi)害調(diào)查方法，并與GPS和水位數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)選擇在長(zhǎng)江沿岸的某縣，區(qū)內(nèi)滑坡較為發(fā)育，包括白家包滑坡、淹鍋沙壩滑坡、范家坪滑坡、卡子灣滑坡、樹坪滑坡、千將坪滑坡等典型滑坡。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)源

獲取2007年2月——2010年2月年間16景ALOS PALSAR存檔數(shù)據(jù)，其中FBS為單極化，F(xiàn)BD為雙極化數(shù)據(jù)。以2007年2月11日影像為主影像，采用1 000 m的垂直基線閾值和500天時(shí)間基線閾值生成干涉對(duì)，如圖2所示。這些干涉對(duì)也存在失相干情況，綜合考慮相干性、基線大小、季節(jié)等因素，最終篩選出21個(gè)干涉對(duì)。

2.2 方法

研究區(qū)地處西南山區(qū)，植被覆蓋較好，氣候變化復(fù)雜，季節(jié)因素對(duì)相干性影響嚴(yán)重。小基線方法可以很好的克服由于時(shí)間基線過(guò)長(zhǎng)和空間基線過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的失相干問(wèn)題（Berardino et al，2002）。小基線集主要研究大尺度上的形變，同樣適合災(zāi)害調(diào)查。小基線方法將所有獲得的SAR數(shù)據(jù)組合成若干集合，集合內(nèi)SAR圖像基線距小，集合間SAR圖像基線大。利用最小二乘法得到小集合的地表形變時(shí)間序列，利用奇異值分解方法對(duì)多個(gè)小基線聯(lián)合起來(lái)求解。其流程如圖1所示。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果處理與分析

利用小基線方法得到2007年2月-2010年2月間形變速率如圖2所示，可以看出，利用ALOS影像得到形變區(qū)域與遙感影像解譯結(jié)果具有一定的一致性，研究區(qū)內(nèi)幾個(gè)著名滑坡都已經(jīng)成功監(jiān)測(cè)出來(lái)，證明了INSAR技術(shù)在該地區(qū)進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)的可行性。同時(shí)，幾個(gè)不知名的疑似滑坡也能有效檢測(cè)，說(shuō)明了該方法有較好的滑坡調(diào)查能力。

4 結(jié)語(yǔ)

INSAR數(shù)據(jù)在監(jiān)測(cè)滑坡災(zāi)害時(shí)具有大范圍覆蓋和精度較高的優(yōu)勢(shì)，但必須要克服失相干與大氣擾動(dòng)等因素的影響。本文使用L波段ALOS數(shù)據(jù)，并采用小基線方法對(duì)三峽地區(qū)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一定程度上克服了失相干和擾動(dòng)等因素的影響，取得了較好的結(jié)果。

對(duì)緩變型滑坡，我們應(yīng)用小基線方法對(duì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測(cè)，通過(guò)與GPS數(shù)據(jù)的對(duì)比，證明了監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性；與水位信息對(duì)比則發(fā)現(xiàn)了水位信息的急劇變化一定程度上會(huì)引起滑坡體的變化。對(duì)于突變型滑坡，我們則采用幅度信息變化檢測(cè)來(lái)調(diào)查滑坡體。兩種方法結(jié)合能較好的識(shí)別潛在的滑坡和已經(jīng)發(fā)生的滑坡災(zāi)害，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查意義重大。

在與GPS數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，INSAR對(duì)于視線向的位移相對(duì)敏感，二者差異較小。飛行向的位移則監(jiān)測(cè)效果較差，可采用升軌和降軌的影像來(lái)提高監(jiān)測(cè)的有效覆蓋區(qū)域，也能有效克服失相干的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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