3S技术在汶川县映秀镇-银杏乡地质灾害敏感地区地质灾害监测与分析中的应用

摘要

地震诱发震区大范围山体崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害，造成房屋倒塌、基础设施严重损毁，人民生命和财产遭到了巨大损失。地震次生地质灾害是指由地震活动引起的地质灾害，地震次生地质灾害增强了地震灾害的破坏效应，加剧了地震的损失程度，因此是地震灾害研究的重要组成部分。2008年汶川大地震造成大面积的地貌改变，诱发了大量的次生地质灾害，主要有崩塌、滑坡、泥石流等，在这些进入活跃期的震后次生地质灾害中，崩塌、滑坡的活跃期将持续5～10年，泥石流的活跃期将持续10～20年。因此，开展汶川震区崩塌、滑坡地质灾害的监测，掌握地质灾害发育演变特征，并及时进行科学的预测预报，对地质灾害的防治和当地人民的生命安全和经济发展尤为重要。以遥感为主的3S(RS，GIS，GPS)技术在地质灾害监测及分析上具有范围广、时效性强、精度高等优势，因此3S技术在崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害监测领域中的应用日趋广泛，成为一种有效的监测手段。
　　本文选择震后地质灾害敏感地区映秀镇—银杏乡为研究区，利用3S技术对研究区的滑坡、崩塌地质灾害进行遥感监测与分析。采用多源多时相的遥感影像数据（包括空间分辨率为0.5米的航空影像、2米分辨率的国产高分卫星影像及15米分辨率的OLI图像）和1∶5万地形图为数据源，利用数字摄影测量技术和GIS技术建立研究区的不同尺度的虚拟三维场景。根据遥感图像解译标志及研究区地形地貌、地质环境条件和周围地物，对研究区域的崩塌、滑坡进行遥感解译和信息提取。通过基于L波段的高分辨率PALSAR雷达数据的有效处理获取研究区地震前后地表形变信息，辅助判别地质灾害信息。最后结合地质灾害发育机理，选取成灾因子，通过对成灾因子与成灾数量和成灾面积的统计分析，选用信息量法、层次分析法和加权信息量法评价研究区崩塌、滑坡的易发性。本次研究所包含的内容及取得的主要研究成果有以下几个方面:
　　(1)在利用多源遥感影像进行信息提取时首先对图像进行了预处理，预处理的结果影响着后期遥感影像地理位置的精度及信息提取的准确度。建立了研究区三维可视化模型，该模型能够真实、客观、多角度地分析地表景观，提高了研究区地质灾害的遥感解译精度和效率。
　　(2)基于L波段的高分辨率PALSAR雷达数据，经过图像配准、干涉图生成、去平地效应、干涉图滤波、相位解缠等处理，将SAR图像生成的干涉纹图（两幅影像获取前后地表发生形变）与汶川地区用DEM模拟的地表信息进行差分，得到研究区地表形变信息。
　　(3)本文利用高精度航空遥感影像及其三维可视化动态分析，和基于PALSAR数据提取的地表形变信息，结合野外考察资料，对崩塌、滑坡在影像上的表现特征进行综合分析，建立崩塌、滑坡的解译标志，完成崩滑地质灾害信息提取。提取出研究区内2008年震后崩滑地质灾害60处，受灾面积7.56495km2，提取出2013年研究区内崩滑地质灾害点34处，受灾面积1.06352km2。对比分析了研究区内2008年和2013年崩滑地质灾害的变化情况及其空间分布特征。
　　(4)在分析崩塌、滑坡体形成条件和形成规律的基础上，结合前人研究成果，选取地形坡度、地形坡向、地面高程、地层岩性、水系分布、植被覆盖等6个因子对研究区崩塌、滑坡发育特征进行分析，通过信息量法、层次分析法及加权信息量法得到研究区崩滑体的易发性评价。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题背景及意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区概况

2．1 自然地理

2．2 地质构造

2．3 震后地质灾害情况

2．4 已有研究基础

第3章 研究区多源遥感数据处理

3．1 遥感影像预处理

3．1．1 数据源

3．1．2 遥感图像预处理

3．2 基于数字摄影测量方式生成高精度DEM

3．2．1 航空影像空三加密

3．2．2 DEM编辑及DOM制作

3．3 三维遥感影像制作

3．4 D-InSAR提取地表形变

第4章 研究区崩塌、滑坡地质灾害信息提取及分析

4．1 崩塌、滑坡概述

4．1．1 崩塌概述

4．1．2 滑坡概述

4．1．3 崩塌、滑坡的联系

4．2 崩塌、滑坡地质灾害信息提取

4．3 崩塌、滑坡空间分布特征及变化分析

第5章 研究区崩塌、滑坡地质灾害稳定性分析

5．1 崩塌、滑坡主要影响因子分析

5．1．1 地形坡度

5．1．2 地形坡向

5．1．3 地面高程

5．1．4 地层岩性

5．1．5 水系分布

5．1．6 植被覆盖

5．2 崩塌、滑坡易发性分析

5．2．1 基于信息量法的易发性评价

5．2．2 基于层次分析法的易发性评价

5．2．3 基于加权信息量法的易发性评价

5．3 不同评价模型的结果对比

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果