差分干涉测量技术在四川甲居滑坡监测中应用研究

2010-07-31张建龙VernonSINGHROY李晓春郑万模

成都理工大学学报（自然科学版） 2010年5期

张建龙 Vernon H.SINGHROY 李晓春郑万模

（1.中国地质调查局成都地质调查中心，成都610081；2.Canada Centre for Remote Sensing，Ottawa，Canada；3.中国地质调查局水文地质环境地质部，北京100037）

1 概述

丹巴县地处川西高山峡谷区，山高坡陡，峡谷深切，地层岩性十分复杂，地质构造变动强烈，人类工程活动频繁。地质灾害的频繁发生造成重大人员伤亡。目前丹巴县共分布有地质灾害点276处，其中特大型滑坡4处、特大型泥石流5处，仅丹巴县政府所在地章谷镇就分布有滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害17处。其中聂呷乡甲居滑坡、县城干桥沟滑坡、县城红军桥滑坡和梭坡乡亚喀则滑坡等已严重威胁着当地人民群众的生命与财产安全。

甲居滑坡位于聂呷乡甲居村，为甲居藏寨风景区所在地，距聂呷乡政府2.5km，距丹巴县城5.8km。甲居滑坡属特大型牵引式中深层土质滑坡。滑坡现状属于不稳定状态，在大金川河及其他外界因素影响下，有继续活动的可能。

干涉合成孔径雷达InSAR（Interferometry Synthetic Aperture Radar）测量技术是利用通过相邻航线上观测的同一地区的两幅（具一定基线几米到几百米）SAR影像的相位差来获取地面数据，其主要特点是利用雷达数据中的相位信息。差分干涉测量（D－InSAR）技术是合成孔径雷达（SAR）卫星应用的一个拓展，是研究地面变形的一种有效手段［3］。为了检验InSAR技术在西南山区滑坡监测的有效性，中国地质调查局和加拿大地质调查局合作，选择了四川省丹巴县甲居滑坡进行示范性研究，开展InSAR监测工作。

2 处理步骤

数据处理采用EARTHVIEW INSAR 4.0软件［1］。首先是主图像和辅图像与1∶50 000地形图（DEM）的配准，配准的误差要在一个像元以内；然后生成干涉图，干涉图由主图像和辅图像共轭相乘得到。对原始干涉图进行基线和偏航角矫正，以消除地形等对干涉图的影响，以最小二乘法对干涉图进行相位解缠，生成变形图，最终生成带地理坐标的图件。图2是处理流程［2］。

图1 甲居滑坡全貌Fig.1 Overview of the Jiaju landslide

图2 差分干涉测量技术处理流程Fig.2 D－InSAR processing flowchart

3 获取的数据

甲居地区共获取24景Radarsat－1数据，气象数据来自马尔康气象站（表1），其中4天缺少气象资料。

以2007年5月19日的图像为主图像，做了基线分布图（图3），最长的基线为1 053m。

4 处理结果

根据基线的长度和时间周期，选择两期数据进行了处理。选择的原则是基线要短，时间最好为一个重复周期，即24d。处理结果如图4、图5。

表1 甲居地区获取的雷达数据Table 1 Data acquisition by Radarsat－1

图3 甲居地区获取的雷达数据基线分布图Fig.3 Baseline distribution of data acquisition

图4 干涉测量结果（2006年12月）Fig.4 Change map of the Jiaju landslide area with landslide shape（Dec.2006）

从上述两期的干涉测量结果图上可以看出，甲居滑坡南北两个区域的颜色有明显的差别，说明甲居滑坡南北两个区域的变形速度有明显的不同，北部区域快于南部区域，并且总体上甲居滑坡2008年1月的变形速度快于2006年12月的变形速度；滑坡南部区域的边界与地质人员划分的基本一致，滑坡北部区域的后缘边界与地质人员划分的边界有一定的出入，监测到的变形范围大于地质人员划定的范围。表2是根据地质人员划定的范围进行统计的结果，按变形速度的不同划分了南北两个区域。