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金沙江上游高山峡谷区InSAR典型滑坡监测应用研究

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金沙江上游高山峡谷区InSAR典型滑坡监测应用研究

作者：高壮长安大学

学位级别：硕士

山体滑坡是我国发生最频繁的地质灾害之一,具有突发性强、移动速率快、发生数量多、破坏程度强等特点。我国西藏金沙江流域属于典型的高山峡谷区,区内地质的构造呈多变特征,地层岩性不单一,地形切割破损严重,高程相差悬殊,气候复杂多变... 详细信息

山体滑坡是我国发生最频繁的地质灾害之一,具有突发性强、移动速率快、发生数量多、破坏程度强等特点。我国西藏金沙江流域属于典型的高山峡谷区,区内地质的构造呈多变特征,地层岩性不单一,地形切割破损严重,高程相差悬殊,气候复杂多变,滑坡灾害频发,为滑坡和泥石流的形成及其堵塞金沙江流域形成堰塞湖提供了有利条件,是全国特大型、巨型地质灾害最严重的省(区),已给当地人民生命财产造成重大威胁。因此,在此区域开展高山峡谷区滑坡的监测研究具有很强的现实意义,已成为应急响应、防灾减灾的当务之急,必须高度重视此项工作的开展和研究。世界屋脊的东缘金沙江流域一千米左右,类似滑坡、崩滑的自然灾害频繁发生,其中多为体积大于1000×10立方米的特大型滑坡。高山峡谷区的特大型滑坡主要沿着金沙江河谷发育,高位滑坡失稳后形成的灾害链多为滑坡-堵江-溃坝形式,例如很具有代表性的沃达滑坡、白格滑坡等。因此开展该研究能够为灾情分析、救灾预案选择和防灾减灾提供重要决策支撑,意义重大。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)技术因其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简单等优点,已成功应用于西藏等高山峡谷区滑坡的监测分析应用中。而近年来随着合成孔径雷达卫星不断的发射和升空,如高分三号、Sentinel-1、陆探SAR卫星、Ni SAR等,基于InSAR滑坡监测的数据日益增加,因此为监测工作者在滑坡范围内提取数据和监测提供了更大的可能。为此,本文依托于西藏自然资源厅《基于InSAR技术的高位冰崩、滑坡及崩塌灾害预判研究》项目,以典型的西藏金沙江流域高位远程滑坡—西藏白格滑坡和沃达滑坡为例展开研究。本文主要研究内容和成果如下:(1)系统总结了用于西藏高山峡谷区滑坡监测所用到的时序InSAR技术原理,分析了时序InSAR技术在西藏高山峡谷区滑坡监测中面临的几何畸变效应、干涉相干性等对滑坡灾害监测的影响,并提出了相对应的改善措施。此外,重点分析了金沙江上游内巨型滑坡—西藏白格滑坡和沃达滑坡的发育特征;(2)高山峡谷区滑坡常处于高位隐蔽区域,植被覆盖茂密,人工建筑物等稀少,传统的InSAR技术所能监测到的点目标数量较少,对滑坡区域点目标的识别探测和形变信息获取工作带来很多不利影响。因此,本文采用DS-InSAR技术进行西藏高山峡谷区白格滑坡的监测,通过增加滑坡区散射体的数量来提高可监测点目标的密度,从而获得更为完整的形变细节信息,保证滑坡监测结果的准确性和可靠性;(3)采用分布式散射体合成孔径雷达干涉测量技术(Distributed Scatter InSAR,DS-InSAR)得到了金沙江流域白格滑坡继2018年11月3日滑后的形变速率和时间序列形变。同时利用SBAS-InSAR获取的结果与DS-InSAR结果进行验证和分析,两种监测结果数据保持高度一致。最终表明相比于DS-InSAR技术探测到的点SBAS技术探测到的点更多,弥补了因点数分布不均匀而造成的不足。此外,DS-InSAR技术能更有效的提高高山峡谷区滑坡变形识别能力,具有较高的可靠性;(4)以金沙江流域沃达村滑坡为研究对象,利用Stacking技术获取了其升降轨滑坡形变速率结果,并利用MSBAS-2D技术获取了其在水平东西向和垂直方向的形变速率和形变时间序列。通过多视角升降轨数据对其形变信息进行监测,并结合降雨、地质相关资料,分析了该区域导致滑坡变形及稳定性的影响因素。

关键词：金沙江上游高山峡谷区滑坡监测 InSAR技术白格滑坡沃达滑坡 MSBAS-2D技术

金沙江上游流域滑坡堵江空间分布特征及危险性预测研究

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金沙江上游流域滑坡堵江空间分布特征及危险性预测研究

作者：李润涛西南交通大学

学位级别：硕士

随着西部大开发战略的深入实施,“三江地区”水电开发以及川藏铁路等大型基础设施的建设都已纳入国家发展规划当中,其选址以及长期稳定运行直接影响着国家的战略部署以及区域的经济发展。金沙江上游流域受到板块构造运动的影响,导致整... 详细信息

随着西部大开发战略的深入实施,“三江地区”水电开发以及川藏铁路等大型基础设施的建设都已纳入国家发展规划当中,其选址以及长期稳定运行直接影响着国家的战略部署以及区域的经济发展。金沙江上游流域受到板块构造运动的影响,导致整个区域构造运动活跃,地质复杂,故对区域内的地质灾害的早期识别和预测预警造成了巨大的困难。本文以金沙江上游流域峡谷为研究区域,通过查阅文献以及收集资料统计金沙江上游的滑坡堵江事件,并以其为研究对象。统计分析滑坡堵江事件的空间分布特征。利用离散元方法对滑坡空间分布特征规律进行数值模拟。提出滑坡堵江预测模型。对研究区的滑坡堵江事件进行堰塞坝形态预测,分析研究区堰塞坝形态特征。利用有限元方法对堰塞坝的形态特征规律进行数值模拟。提出堰塞坝稳定性预测模型。通过金沙江上游白格滑坡堵江事件对提出的预测模型进行验证。并预测白格滑坡表面残留变形体的滑坡堵江成坝危险性。通过以上的内容研究,得出以下结论:1.金沙江上游滑坡堵江事件的滑坡体积、滑坡岸坡坡角、滑坡轴线与河道夹角、滑坡所处位置的河道宽度的分布存在一定的规律。滑坡面积主要处于150×10～4m2以内,滑坡体积主要处于100×10～4m3～2000×10～4m3之间,即滑坡堵江事件主要发生在特大型滑坡中,滑坡岸坡坡角主要处于20°～40°,滑坡轴线与河道之间夹角主要处于80°～100°,滑坡所处位置河道宽度主要处于40m～80m。2.通过PFC3D软件对滑坡堵江运动过程进行数值模拟,揭示了滑坡体积量、岸坡坡角、滑坡轴线与河道夹角和河道宽度对滑坡堵江运动过程的影响。基于四个影响因素提出了滑坡堵江预测模型,并通过案例验证了模型的准确性。3.通过FLOW3D软件对堰塞坝溃坝的运动过程进行数值模拟,揭示了堰塞坝坝长、坝宽、坝高和河流流速对堰塞坝溃坝过程的影响作用。基于四个影响因素提出了堰塞坝稳定性预测模型,并通过案例验证了模型的准确性。4.通过金沙江白格滑坡堵江事件展现滑坡堵江成坝危险性预测的整个流程,验证了预测模型的可靠性。通过预测模型预测白格滑坡表面残留变形体会造成滑坡堵江灾害,但是形成的堰塞坝不稳定,会在短期内溃坝。

关键词：滑坡堵江堰塞坝数值模拟白格滑坡预测模型

基于地震动信号分析的山区铁路典型滑坡动力过程数值模拟研究

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基于地震动信号分析的山区铁路典型滑坡动力过程数值模拟研究

作者：尹述遥西南交通大学

学位级别：硕士

由于我国山区地质环境复杂,滑坡灾害已成为山区铁路建设和运营中的重要隐患。开展滑坡动力学过程研究对滑坡风险预警与防控应急尤为重要。本研究提出一种基于地震动信号分析的滑坡动力过程数值模拟方法体系,将地震动信号分析结果作为数... 详细信息

由于我国山区地质环境复杂,滑坡灾害已成为山区铁路建设和运营中的重要隐患。开展滑坡动力学过程研究对滑坡风险预警与防控应急尤为重要。本研究提出一种基于地震动信号分析的滑坡动力过程数值模拟方法体系,将地震动信号分析结果作为数值模拟的指导和校验标准。以川藏铁路沿线2000年易贡滑坡和2018年白格滑坡两个大型滑坡为例,首先分析地震信号特征,然后采用离散元法进行数值模拟,重构滑坡全过程,验证了该方法的可行性。总结起来,本研究的主要内容与成果归纳为以下几点:1.归纳整理了国内外多个滑坡产生的地震动信号实例,滑坡产生的地震动信号主要特征为:振幅突增、“纺锤体状”的谱图形状和信号尾部缓慢衰减。具体地,时域曲线、时频谱包络形状通常呈“双/单纺锤体状”及“双/单峰状”。以2017年新磨滑坡、2019年水城滑坡为例,基于地震动信号特征分析,初步重构了滑坡动力过程。2.鉴于地震动信号分析与数值模拟优势互补,本研究提出一种基于地震动信号特征约束的数值模拟方法体系:当台站与滑坡距离大于200 km时,采用信号峰值包络线和堆积范围作为数值模拟的检验标准;当距离小于200 km时,采用信号反演分析的滑坡平均速度、位移与实际堆积范围作为模拟的参数调整依据。3.针对方法体系中的两种情形,分别以易贡滑坡、白格滑坡为例进行滑坡动力过程重构应用。易贡滑坡分析结果表明,易贡滑坡运动过程分为快速下滑阶段、垭口堵塞阶段、堆积静止阶段。模拟的堆积特征与实际情况较为契合,临界成功指数CSI(critical success index)为0.78,模拟的滑坡时长294 s与信号持时300 s接近,萨维奇数随时间变化的曲线与信号时域包络线形状较为吻合。通过量纲分析知,滑坡地形的变化对颗粒流的碰撞和剪切行为影响显著。4.白格滑坡分析结果显示,滑坡过程可分为滑动阶段、加速入江阶段与扩散堆积阶段。模拟的堆积特征与实际情况基本吻合,CSI值为0.65,最大堆积厚度92m。模拟与信号分析的滑坡平均位移曲线在整个运动过程中吻合良好,平均速度在趋势走向基本一致,曲线变化的关键点基本对应。具体地,两者在滑动阶段吻合最好,扩散堆积阶段次之,加速入江阶段稍差。

关键词：地震动信号离散单元法滑坡动力过程易贡滑坡白格滑坡

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复杂环境下的地基雷达大气改正方法

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第12期48卷 2069-2081页

作者：徐甫王政李振洪李永生长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 长安大学地学与卫星大数据研究中心陕西西安710054 3V Geomatics Inc 加拿大温哥华999040 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 自然资源部生态地质与灾害防控重点实验室陕西西安710054 自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

地基雷达具有全天时、全天候、连续性和高时空分辨率的特点,能够对滑坡进行高精度近实时监测。但地基雷达形变测量易受大气干扰,特别是山区对流层时空变化影响强烈。通常大气变化被视为静态信号,利用距离函数模型进行改正。当发生强烈... 详细信息

地基雷达具有全天时、全天候、连续性和高时空分辨率的特点,能够对滑坡进行高精度近实时监测。但地基雷达形变测量易受大气干扰,特别是山区对流层时空变化影响强烈。通常大气变化被视为静态信号,利用距离函数模型进行改正。当发生强烈的大气湍流时,大气变化以动态大气信号为主,采用简单的函数模型将导致监测结果不可靠。借助通用型合成孔径雷达干涉测量大气改正在线系统中迭代对流层分解的成功经验,提出了一种地基迭代对流层分解(groundbased iterative tropospheric decomposition,GBITD)模型,在无全球导航卫星系统或其他任何外部天气观测值的条件下,将大气延迟迭代分解为分层分量和湍流分量,进而用于大气改正。这种方法具有很大的灵活性,将该方法应用于白格滑坡的滑后监测,以时间基线为2 min与10 min的两幅干涉图为例,其均方根分别从1.43 mm和1.69 mm减少至0.21 mm和0.24 mm。通过2018年12月4日至10日的778景影像得到在此期间白格滑坡最大累积位移为1400 mm,最大位移速率为230 mm/d。实验结果表明,GBITD模型比同质模型和分层模型的大气改正效果更加明显,可有效解决复杂山区利用地基雷达监测复杂的大气扰动问题。

关键词：地基雷达白格滑坡 GBITD 大气改正滑坡监测

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基于DEM的“10.11”金沙江大型山体滑坡运动特性分析

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沈阳大学学报（自然科学版） 2019年第4期31卷 324-330页

作者：赵川蒋琳琳李晓鹏罗思敏李劲四川省水利科学研究院水利科技信息中心站四川成都610072 天津大学仁爱学院天津301636 四川省都江堰东风渠管理处四川成都610057

针对2018年10月11日西藏自治区江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生大型山体滑坡,白格滑坡,造成金沙江堵塞并导致断流的问题,为及时掌握白格滑坡的各项滑动特征和堆积特点,采用颗粒离散元建立了白格滑坡数值模型,模拟计算了整个... 详细信息

针对2018年10月11日西藏自治区江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生大型山体滑坡,白格滑坡,造成金沙江堵塞并导致断流的问题,为及时掌握白格滑坡的各项滑动特征和堆积特点,采用颗粒离散元建立了白格滑坡数值模型,模拟计算了整个滑坡体的运动过程.计算结果表明,白格滑坡运动总的持续时间为54s,整个白格滑坡运动过程可划分为顺坡滑动、逆向爬坡和纵向河道堆积3个阶段.在逆向爬坡阶段造成对岸岸坡大面积刮铲.最终形成的堰塞体总长1700m,最大宽度500m,最大堆积厚度达90m,堰塞体呈现四川岸高、西藏岸低的形态,造成后期江水从西藏岸溢流.滑坡体从前缘到后缘最大峰值速度依次减小,堆积在河道内的堰塞体主要由坡体中前部位的岩体组成.

关键词：白格滑坡堆积离散元堰塞体颗粒

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基于光学遥感自适应偏移追踪技术的滑坡监测

广东工业大学学报 2024年

作者：谭晴吴希文王华邝健明广东工业大学信息工程学院广东工业大学大湾区城市环境安全与绿色发展教育部重点实验室广东工业大学土木与交通工程学院华南农业大学资源环境学院

传统偏移跟踪方法主要依赖规则匹配窗口的归一化互相关(Normalized Cross Correlation, NCC)操作。然而，在光学遥感影像分析中，规则窗口内往往存在如水体、阴影、云层等干扰因素的像素。当应用于滑坡监测时，这些干扰因素可能会导致... 详细信息

传统偏移跟踪方法主要依赖规则匹配窗口的归一化互相关(Normalized Cross Correlation, NCC)操作。然而，在光学遥感影像分析中，规则窗口内往往存在如水体、阴影、云层等干扰因素的像素。当应用于滑坡监测时，这些干扰因素可能会导致偏移估计出现错误。为了解决这个问题，本文提出了一种自适应偏移跟踪算法。在偏移估计前，先进行预处理，识别出研究区域中水体、阴影、云层等干扰因素的位置，并生成相应的水体、阴影、云层掩膜。然后在偏移估计过程中，通过干扰因素的掩膜找出互相关窗口中干扰因素的位置，并在计算时排除互相关窗口内的干扰因素像素，以此来提高偏移估计的准确性和可靠性。通过在白格滑坡的实验验证，证明了该方法能显著提高偏移跟踪的准确性和可靠性。

关键词：光学遥感归一化互相关白格滑坡自适应偏移跟踪

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白格堰塞湖泄流对上游岸坡稳定性的影响

长江科学院院报 2020年第5期37卷 74-78,91页

作者：张磊由金玉四川水利职业技术学院成都611231

2018年10月11日,位于西藏江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生了大型山体滑坡--白格滑坡,造成金沙江堵塞并形成堰塞湖;2018年11月3日该处发生二次滑坡,再次堵江并造成堰塞湖蓄水量增加。为了研究白格堰塞湖在人工挖槽泄流阶段对... 详细信息

2018年10月11日,位于西藏江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生了大型山体滑坡--白格滑坡,造成金沙江堵塞并形成堰塞湖;2018年11月3日该处发生二次滑坡,再次堵江并造成堰塞湖蓄水量增加。为了研究白格堰塞湖在人工挖槽泄流阶段对上游岸坡稳定性的影响,以堰塞体上游某天然岸坡为例,采用有限元软件PLAXIS研究了该边坡在水位下降过程中的变形特征及稳定性变化规律。结果表明:①随着堰塞湖水的逐渐泄流,坡体表面位移变形逐渐增大,坡体后缘部位最大位移达到8.5 cm,中部和前缘变形相对较小;②水位下降过程中,坡体后缘的塑性区向下扩展,但未形成贯通的塑性区,同时安全系数也逐渐减小,最终为1.16;③各降水阶段坡体的最不利滑裂面相同,滑弧剪出口位于滑坡体高程3 150 m处,距坡脚约250 m,确定了该岸坡潜在的滑坡形式为高位滑坡。研究成果对后期该区域滑坡灾害的预防和控制有一定参考价值。

关键词：白格滑坡岸坡稳定堰塞湖 PLAXIS 安全系数塑性区

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无人机在重大地质灾害应急调查中的应用

测绘通报 2020年第10期 6-11,73页

作者：郭晨许强董秀军巨袁臻宁浩成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都600059

传统的地质灾害应急调查受限于地形、天气等外界条件,不能快速全面地获取灾害的详细信息,而无人机具有灵活性强、时效性高和不受复杂地形影响等特点,在地质灾害应急调查中有独特的优势。本文以"6·24"新磨村滑坡和"10·11"白格滑坡为例... 详细信息

传统的地质灾害应急调查受限于地形、天气等外界条件,不能快速全面地获取灾害的详细信息,而无人机具有灵活性强、时效性高和不受复杂地形影响等特点,在地质灾害应急调查中有独特的优势。本文以"6·24"新磨村滑坡和"10·11"白格滑坡为例,阐述了无人机数据获取及处理流程,重点介绍了无人机获取的数字地形产品在地质灾害精确描述、定性及定量分析中的应用。结果表明:无人机摄影测量技术为重大地质灾害应急调查提供了更加科学高效的现场影像采集和遥感成果处理及应用方案,为应急救灾工作的顺利实施及分析研判提供了重要数据支撑,科学有效地保证了现场施工救援人员的安全。

关键词：无人机摄影测量技术重大地质灾害应急调查新磨村滑坡白格滑坡

基于逻辑回归原理的堰塞坝稳定性快速评估模型应用研究

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基于逻辑回归原理的堰塞坝稳定性快速评估模型应用研究