滑坡是在重力、地震及降雨等因素作用下,坡体作剪切运动的自然现象,在山地演化
过程中发挥着重要作用
[1-2]
。甘肃省甘南藏族自治州舟曲县是中国典型的地质灾害高发区,
如 2010-08-08 舟曲县城北部山区因强降雨形成特大泥石流,造成舟曲县城大部分地区被
毁,1 765 人遇难
[3]
;2018-07-12 舟曲县城下游南峪乡江顶崖发生大规模滑坡堵江事件,
滑坡体总量达到 500 万 m
3
,造成白龙江河道堵塞,345 国道中断。舟曲县城周边区域是否
仍存在大规模活动滑坡隐患是社会各界关心的问题。因此,对该地区地质灾害隐患点进行
早期识别,对保护当地居民生命财产和基础设施安全具有重要意义。
传统滑坡地表变形探测技术主要有全站仪、水准仪、全球定位系统等,这些技术方法
操作简单、精度高,但均需要现场测量,费时费力、成本昂贵,且一般只能对已知的滑坡
进行单点监测,无法实现大区域滑坡形变探测。利用光学遥感技术可以目视解译和识别形
变特征明显的滑坡,但很难获取滑坡形变量
[4-6]
。近年来,日趋成熟的合成孔径雷达干涉测
量技术(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)利用雷达影像相位信息探测雷达
视线方向的微小形变信息,具有覆盖范围广、穿透云层、全天候运作、精度高的特点,形
变探测精度达厘米级甚至毫米级
[7-9]
。在差分 InSAR 的基础上,多次重复轨道观测演变出了
时间序列 InSAR 分析方法,包括永久性散射体(persistent scatter interferometry,
PSI)InSAR 方法、小基线集(small baseline subset,SBAS)InSAR 方法和混合时序 InSAR
方法
[10]
。由意大利学者提出并经过多国学者改进的 SBAS 方法
[8]
以多影像为主影像,形成
序列干涉图,时空基线较短。它首先对差分干涉相位进行空间滤波,并基于平均空间相干
性识别慢失相关滤波相位像素点(slowly-decor-relating filtered phase pixel,SDFP),然后
进行三维相位解缠和奇异值分解,求解单主影像相位序列,最后采用时空滤波估计和去除
大气延迟相位,得到地形高程误差和形变序列信息。SBAS 方法利用的 SDFP 点实际上属
于短时间段内保持较强相干能力的分布式散射体(distributed scatterers,DS)目标,而 DS
目标普遍存在于沙地、草地等自然界中,因此 SBAS 方法比 PSI 方法更适用于山区滑坡等
自然场景的形变检测
[8-9]
。
国内已有多位学者基于 InSAR 技术对舟曲县城周边滑坡开展了研究。Zhang 等
[11]
利
用 2003—2010 年 55 景 ENVISAT 降轨影像基于 SBAS 方法探测到舟曲县城附近存在 104
处形变异常点。Sun 等
[12]
利用 2007—2010 年 16 景 ALOS/PALSAR 升轨影像,基于
StaMPS-SB (Stanford method for persistent scatterer-small baseline)方法探测到舟曲县
城附近 4 个区域存在明显的形变信息。相关研究主要是对该区域 2010 年之前的活动滑坡
进行探测,同时利用升、降轨雷达卫星数据对该区域滑坡进行探测的报道鲜为少见。本文
基于 SBAS-InSAR 方法,利用 Sentinel-1A 升降轨雷达卫星影像对舟曲县城周边活动滑坡
进行探测,结合光学卫星影像和野外调查,分析典型滑坡的形变特征以及与降雨之间的关
系。
1. 研究区概况
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