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自然资源遥感  2025, Vol. 37 Issue (3): 203-211    DOI: 10.6046/zrzyyg.2024015
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基于多源遥感影像的西藏白格滑坡失稳前后全过程形变监测研究
杨成生1(), 魏春蕊1,2(), 魏云杰3, 李祖锋4, 丁慧兰1
1.长安大学地质工程与测绘学院,西安 710054
2.甘肃煤田地质局一四九队,兰州 730020
3.中国地质环境监测院,北京 100081
4.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065
Whole-process deformation monitoring of the Baige landslide in Tibet before and after instability based on multisource remote sensing images
YANG Chengsheng1(), WEI Chunrui1,2(), WEI Yunjie3, LI Zufeng4, DING Huilan1
1. College of Geological Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an 710054, China
2. 149th Team,Gansu Coal Geology Bureau, Lanzhou 730020, China
3. China Institute of Geological Environment Monitoring, Beijing 100081, China
4. Northwest Engineering Corporation Limited, PowerChina, Xi’an 710065, China
全文: PDF(6886 KB)   HTML  
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摘要 

西藏白格滑坡于2018年10月和11月先后发生2次崩滑,造成了巨大的经济损失和广泛的社会影响。利用多源数据开展滑坡各阶段活动特征监测对理解此次滑坡事件的破坏机理具有重要意义。该文采用Sentinel-1,ALOS-2和Landsat8 3种数据源,通过短基线集合成孔径雷达干涉测量技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)和SAR偏移量以及光学偏移量跟踪技术获取了白格滑坡滑前、2次滑动和滑后的形变特征。光学偏移量计算结果表明,白格滑坡在2014年11月—2018年3月29日的滑前阶段,累积位移量达到40 m,其形变区为滑坡中部。SAR偏移量结果也表明该滑坡在滑前2018年5月与7月的累积位移量达到了6.4 m,其形变区同样为滑坡中部。基于InSAR技术的监测结果揭示了白格滑坡2018年10月—11月2次失稳后,在滑坡后缘和滑坡左上侧仍存在明显的残余形变。白格滑坡在2018年11月—2021年11月滑后阶段,在滑坡的后缘高位处仍存在-140 mm/a的形变,且滑坡左上侧形变范围在持续扩大。该研究成果恢复了白格滑坡大量级位移的滑动全过程,为滑坡监测及预警研究提供了参考。

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杨成生
魏春蕊
魏云杰
李祖锋
丁慧兰
关键词 白格滑坡SBAS-InSAR偏移量跟踪技术全过程形变监测    
Abstract

The Baige landslide occurred twice in October and November 2018, causing huge economic losses and extensive social impact. Monitoring the activity characteristics of the Baige landslide in various stages based on multisource data is significant for understanding the failure mechanism of this landslide. With Sentinel-1, ALOS-2, and Landsat8 data as data sources, this study derived the deformation characteristics of the Baige landslide before, during, and after two slide events using techniques, such as small baseline subset-interferometric synthetic aperture radar (SBAS-InSAR), SAR offset tracking, and optical offset tracking. The optical offset calculation results show that from November 2014 to March 29, 2018 in the pre-sliding stage, the cumulative displacement of the Baige landslide reached 40 m, with deformation concentrated in the middle of the landslide. The SAR offset results indicate that the cumulative displacement of the landslide reached 6.4 m in May and July 2018 in the pre-sliding stage, with deformation also concentrated in the middle of the landslide. The InSAR-based monitoring results reveal that after the two failures of the Baige landslide in October and November 2018, significant residual deformation remained in the trailing edge and upper left side of the landslide. From November 2018 to November 2021 in the post-sliding stage, the Baige landslide exhibited a deformation rate of -140 mm/y at the high trailing edge of the landslide, and the deformation range on the upper left side continued to expand. All the results of this study reconstructed the whole sliding process of the Baige landslide subjected to large displacements, providing a valuable reference for the monitoring and early warning of landslides.

Key wordsBaige landslide    SBAS-InSAR    offset tracking technique    whole process    deformation monitoring
收稿日期: 2024-01-09      出版日期: 2025-07-01
ZTFLH:  TP79  
基金资助:国家重点研发计划项目“广域重大地质灾害隐患综合遥感识别技术研发”(2021YFC3000404);国家自然科学基金项目“高分时序InSAR技术解译地裂缝时空形变与反演研究”(42174032);长安大学中央高校基本科研业务费专项资金项目“青藏高原冰冻圈灾害监测技术研究”(CHD300102262206)
通讯作者: 魏春蕊(1996-),女,硕士,主要从事InSAR技术地质灾害应用研究。Email: 3162869269@qq.com
作者简介: 杨成生(1982-),男,教授,主要从事地质灾害监测与机理反演相关研究。Email: yangchengsheng@chd.edu.cn
引用本文:   
杨成生, 魏春蕊, 魏云杰, 李祖锋, 丁慧兰. 基于多源遥感影像的西藏白格滑坡失稳前后全过程形变监测研究[J]. 自然资源遥感, 2025, 37(3): 203-211.
YANG Chengsheng, WEI Chunrui, WEI Yunjie, LI Zufeng, DING Huilan. Whole-process deformation monitoring of the Baige landslide in Tibet before and after instability based on multisource remote sensing images. Remote Sensing for Natural Resources, 2025, 37(3): 203-211.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2024015      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2025/V37/I3/203
Fig.1  白格滑坡地理位置与Sentinel-2光学影像图
SAR数据 Sentinel-1 ALOS-2
轨道方向 升轨 升轨
轨道号 99
入射角/(°) 33.9 36.2
方位角/(°) -10.1 90
成像模式 IW宽幅模式 PALSAR2
极化方式 VV HH
影像数量/景 85 2
影像时间间隔/d 12 56
影像时间范围 2018年11月—
2021年11月
2018年5月28日,
2018年7月23日
Tab.1  采用的SAR数据集主要参数
序号 数据源 影像 太阳高
度角/(°)
太阳方
位角/(°)
序号 数据源 影像 太阳高
度角/(°)
太阳方
位角/(°)
1 Landsat8 2014-11-29 33.838 3 158.818 0 8 Landsat8 2017-01-21 33.256 1 152.079 2
2 Landsat8 2015-02-01 35.408 1 150.056 2 9 Landsat8 2017-02-06 36.815 7 149.023 3
3 Landsat8 2015-11-16 36.762 2 158.626 6 10 Landsat8 2017-10-20 44.497 5 154.835 2
4 Landsat8 2015-12-02 33.341 8 158.725 2 11 Landsat8 2017-12-23 31.108 4 156.833 1
5 Landsat8 2016-01-03 31.180 0 155.324 6 12 Landsat8 2018-01-24 33.748 1 151.531 9
6 Landsat8 2016-02-04 36.098 4 149.556 6 13 Landsat8 2018-02-25 42.578 0 145.266 3
7 Landsat8 2016-12-04 32.900 5 158.631 4 14 Landsat8 2018-03-29 54.207 2 137.820 0
Tab.2  采用的光学数据集主要参数
数据 监测时间 处理方法 观测类型 方法描述与适用性 白格滑坡应用阶段
Sentinel-1 2018年11月8日—2021年11月28日 SBAS-InSAR技术 雷达影像 重点区域定性/定量分析;
长时期观测序列,小量级形变监测;
结果为距离向和方位向形变量
第一次滑动和第二次滑动引起的后缘变形区监测; 滑后的长时序监测
ALOS-2 2018年5月28日和2018年7月23日 SAR偏移量
跟踪技术
雷达影像 大量级的形变监测;
较高分辨率雷达影像使结果精度
更高;
结果为距离向和方位向偏移量
滑前的大量级位移
获取
Landsat8 2014年11月29日—2018年3月29日 光学偏移量跟踪技术 光学影像 大量级的形变监测;
可利用数据量较多的光学影像;
结果为东西向和南北向偏移量
滑前的大量级长时间序列位移的获取
Tab.3  各类数据应用的描述与总结
Fig.2  白格滑坡滑后形变监测SAR影像对时空基线分布
Fig.3  白格滑坡滑前光学影像对组合
Fig.4  2014年11月29日至不同日期的白格滑坡滑前光学偏移量时序累积形变结果
Fig.5  2018年5月28日—7月23日白格滑坡滑前SAR偏移量综合形变结果
Fig.6  滑前特征点光学偏移量时序形变
Fig.7  ALOS-2与Landsat8获取的白格滑坡滑前形变速率
Fig.8  白格滑坡第一次滑动InSAR形变结果
Fig.9  白格滑坡第二次滑动InSAR形变图
Fig.10  白格滑坡滑后形变速率(2018年11月8日—2021年11月28日)
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