利用GACOS辅助下InSAR Stacking对金沙江流域进行滑坡监测.docx
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2022-11-29
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滑坡作为最为常见的地质灾害之一，对经济、社会、人员安全等方面带来巨大损失
[1-
2]
。川藏铁路沿线及邻区地形地貌、地质构造、气候水文等各方面极为复杂，尤其是在大江
大河流域，多为高原深切峡谷，峡谷之间的相对高差大多为 2 000~3 000 m，最大可达 5
000 m。金沙江流域地质灾害频发，2018-10-11 和 2018-11-03 在西藏江达县波罗乡白格
村附近金沙江流域发生两次大规模高位滑坡，对周围居民以及河道造成严重损害
[3]
，因此
对金沙江流域进行滑坡隐患定量全方位的探测，具有重要的社会和工程应用价值。
近年来，越来越多的学者致力于滑坡隐患点的探测和监测研究，传统的野外调查无法
探测一些高位和隐蔽性的滑坡，随着高精度对地观测技术的发展，尤其是光学遥感、雷达
遥感、机载激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）等技术的出现与普及，基于
多平台、多技术、多源数据的集成技术在滑坡隐患点的探测和监测方面的研究日益增多。
文献[4-5]提出利用天-空-地一体化的三查体系提高中国的地质灾害识别能力。文献[6]提出
基于对地观测技术的地质滑坡预警系统，利用星载对地观测技术进行广域的滑坡隐患点探
测，然后通过数值模拟和野外调查方法筛选出高风险滑坡体，在重点区域安装北斗/全球导
航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）、裂缝计、倾斜计、雨量计等传
感器实时监测滑坡体，进而作早期预警，并通过与政府和社区的合作确保预警系统发挥作
用。文献[7-14]对滑坡区域勘察、滑坡的探测和监测、滑坡的地质灾害评估以及滑坡的危
险性评估进行了研究。随着对地观测技术的迅猛发展，其在滑坡识别、测绘、监测和灾害
评估等方面的应用也日益增加。
合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）作为一项
极具潜力的空间对地观测技术，在大范围形变监测方面具有突出优势
[15-16]
。InSAR 在滑坡
探测与监测应用中也存在以下问题：（1）相干点密度低，空间分布严重不均匀。高植
被、高海拔落差、高冰雪覆盖等因素都会导致 InSAR 相干点密度低、空间分布不均匀，从
而影响到形变量的解算精度
[17]
。（2）大气延迟误差的干扰。多变的气象和巨大的地形起伏
可导致明显的大气延迟误差，直接限制 InSAR 提取的形变量精度
[18-19]
。（3）高海拔落差
研究区地质灾害具有多样性和复杂性的特点，往往需要从三维方向观测其形变，而传统
InSAR 获取的形变只是在一维视线向上的投影，难以反映真实的灾害变形情况。
位于川藏铁路沿线的金沙江流域具有高海拔落差、相干点密度低、空间分布严重不均
匀等特点，对雷达遥感影像处理和分析提出了很高的要求。本文以金沙江流域为研究区
域，利用合成孔径雷达通用型大气改正在线服务（generic atmospheric correction online
service for InSAR，GACOS）辅助下干涉影像堆叠技术（InSAR Stacking）和 LiCSBAS
时间序列分析包获取雷达视线方向（line of sight，LOS）年形变速率，进而提取出二维的
形变场，并针对研究区域开展了滑坡探测、监测和对比分析。
1. 研究区概况和研究数据
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