研究概况
宁夏隆德县黄土滑坡发育,严重阻碍区域经济的发展。因此,长安大学Jiaxin Zhong等学者利用光学遥感影像和SAR卫星数据,对宁夏隆德县滑坡灾害进行综合遥感识别。共确定了47个滑坡隐患点。通过现场调查,21个现场调查点,确认了16个隐患,准确率为76.19%。此外,选取了两个典型的滑坡危险点进行了详细研究。
研究区与数据
研究区位于六盘山的西麓,具有东高西低的地形。区内地形以丘陵为主,中低山区主要分布在县城东部(图1)。该地区地质构造复杂,黄土和红岩残积土分布广泛,是主要的滑动地层,以滑坡和不稳定边坡为主的地质灾害频发。隆德县滑坡以黄土滑坡为主,部分岩质滑坡正在发育。多为坡面泥岩表面风化残积物。
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图1 研究区地图
该文选取的遥感数据包括2019年1-2季度的GF-2高分辨率光和2019年1月至2020年5月的85景Sentinel-1A数据。
方法
技术路线如图2所示。采用Stacking-InSAR技术反演了陇德县2019 - 2020年雷达视线向形变率。随后,结合表1和表2的解译标志,利用多时相高分辨率卫星影像,以及光学遥感影像中可见的地面灾害形态特征和多时相变化规律,对关键隐患点进行识别和分析。这一分析得到了专家经验和目视解译的补充。
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图2 技术路线图
表1 滑坡灾害的光学遥感判读标志
![表2 隆德县滑坡隐患综合遥感解译标志](https://q1.itc.cn/q_70/images03/20240309/08516cff91574781a8145f64f285b56f.jpeg)
表2 隆德县滑坡隐患综合遥感解译标志
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结果与分析
InSAR形变结果:图3图4为研究区上升和下降轨道两个方向的地表形变信息。在上升轨道上,形变速率约为-74 ~ 61 mm/a,高形变区主要集中在六盘山东部、红山北部和黄土西部地区。下降轨道的形变速率约为-46 ~ 53 mm/a,高形变区主要集中在六盘山东部和中西部丘陵地区。
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![图3 隆德县DEM与Stacking-InSAR形变图](https://q4.itc.cn/q_70/images03/20240309/0c70cad9dbfe4199ae530b8cabbb8ba2.jpeg)
图3 隆德县DEM与Stacking-InSAR形变图
![图4 隆德县升轨Stacking-InSAR关键形变区分布图](https://q7.itc.cn/q_70/images03/20240309/c0e43ea1d0a14f218ae8b336d5331d88.jpeg)
图4 隆德县升轨Stacking-InSAR关键形变区分布图
滑坡灾害的综合遥感识别:根据Stacking-InSAR上升轨道形变结果,圈定了152个关键形变区。同时,根据下降轨道的形变结果,圈定102个重点形变区域(图4、图5)。作者进一步圈定47个具有明确威胁的对象(居民区、道路、水库)和一定诱发条件的点作为“疑似滑坡地质灾害点”(图5、图6)。在47个滑坡灾害点中,选取21个进行了现场调查,其中16个得到了验证,准确率为76.19%。
![图5 隆德县滑坡灾害分布图](https://q6.itc.cn/q_70/images03/20240309/d4ab35d6320d4a318c29d649c6260684.jpeg)
图5 隆德县滑坡灾害分布图
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图6 隆德县降轨Stacking-InSAR关键形变区分布图
典型滑坡灾害遥感特征分析:图7为Shenlin村滑坡点。图8为Haoshui村滑坡点。
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![图7 Shenlin乡Shenlin村滑坡危险点](https://q2.itc.cn/q_70/images03/20240309/d89078b7e57440dd92cf10f988344027.jpeg)
图7 Shenlin乡Shenlin村滑坡危险点
![图8 Haoshui村滑坡危险点](https://q7.itc.cn/q_70/images03/20240309/a40d86311ead417d87d040378a25cd75.jpeg)
图8 Haoshui村滑坡危险点
综合光学遥感影像和InSAR形变结果观察,Shenlin地质灾害隐患点光学影像特征不明显,InSAR形变监测底部异常,形变率达到73.52 mm/a。根据现场调查和勘探结果,滑坡长度约300 m,宽度约500 m,相对高差160 m,平均厚度约16 m,总体积约225万m3。坡顶覆盖6 ~ 12 m厚的黄土,坡底为滑坡堆积物和红泥岩。从滑坡的物质组成和规模判断,属于大型风化滑坡。近年来,由于道路开挖和连续降雨的影响,该滑坡产生了新的形变和破坏。滑坡后缘发生大规模坍塌,形成多处长约30 m、宽约10 cm的拉张裂缝,局部发育直径约1 m的洞穴。因此,在暴雨和连续降雨的情况下,不可避免地影响滑坡的稳定性。
根据光学遥感影像观测和InSAR形变结果,Haoshui镇滑坡隐患点为老滑坡,具有明显的“双沟同源”特征和明显的地形变异线。滑坡前坡向山谷突出,形成一个相对独立封闭的集水区。同时,该区域InSAR形变监测异常明显,形变率达61.28 mm/a。根据现场调查和勘探结果,由于水库的建设,原缓坡已转变为高陡边坡。滑坡平面形态呈扇形,南北两侧为深谷。滑坡长度约200 m,宽度约300 m;滑坡厚度约8 m,滑坡规模约48万m3;滑坡高差约40 m。上部为黄土覆盖,中部为灰色泥岩,下部为砖红色泥岩。从物质组成和规模上看,该滑坡是中型土质滑坡。在近年来降雨持续的条件下,局部发生了大规模的二次滑坡。滑坡堵塞了沟壑,形成圈椅形状。