利用InSAR形变反演滑坡滑面运动特征——以汶川县布瓦村滑坡为例

当前滑坡滑面运动特征获取多采用接触式手段,费时费力、成本高昂,且仅能获取稀疏点位滑面运动状态。因此,本文提出一种非接触式滑坡滑面运动特征获取方法,其基本思路是:基于位错理论建立滑坡表面形变与滑面运动间的关系模型,同时引入滑面运动平滑约束条件,最终以InSAR等技术获取的地表形变为约束,反演获得滑面运动特征。本文选择四川省汶川县布瓦村滑坡作为研究对象,以时序InSAR技术获取的滑坡坡面升降轨形变数据为约束,基于发展的理论方法反演获得布瓦村滑坡滑面几何与运动学参数,并结合野外勘查、Lidar观测以及模型残差较好地验证了反演结果的可靠性,其中反演升降轨模型残差仅3.1 mm·a^(-1)和3.4 mm·a^(-1)。反演结果显示,布瓦村滑坡滑面位于坡表以下平均~15.0 m深度处,滑面整体以沿坡向运动为主,最大运动量级达~80 mm·a^(-1),同时在坡体西侧中下部发现微量的垂直坡向运动。本文提出方法可方便、快速的获取空间连续的滑坡滑面运动特征,为滑坡灾害预警和失稳风险评估提供更为直接可靠的科学参考。

滑坡灾害InSAR早期识别关键技术方法研究

本研究重点关注了合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在滑坡识别方面的应用,并着重分析了InSAR技术进行滑坡识别时所遇到的典型技术难题。首先,论文分析了InSAR多视处理作为预处理关键步骤的重要性,探讨了多视因子选择在噪声抑制和空间分辨率之间的平衡问题,并获得了最佳的多视因子参数。其次,本文讨论了干涉图滤波窗口对形变提取精度的影响,发现最佳的滤波窗口可有效保留形变信息,并抑制InSAR干涉噪声,有利于滑坡隐患的准确识别。此外,本研究还发现采用InSAR干涉图层面的大气校正处理,可避免InSAR相位解缠误差的传播,并有效削弱大气噪声,提高InSAR形变提取精度。最后,本研究讨论了InSAR干涉对筛选中的长短时间基线问题,发现仅利用短时间基线干涉对较难捕捉滑坡小量级形变,而长时间基线又不可避免面临干涉失相关的挑战,因此,以短时间基线干涉对为基础,辅以一定数量的高质量长时间基线干涉对,是更为可靠的小量级运动滑坡隐患InSAR识别干涉对筛选策略。最后,研究以金沙江上游某滑坡密集区域为例,基于最优参数和对照参数组开展了实验,验证了最优参数组的有效性和适用性。上述研究成果显著深化了InSAR技术在地质灾害识别应用中的适用性和局限性,为利用InSAR技术开展滑坡灾害早期识别提供了科学的支撑,具有重要的理论和实用价值。

木格措南断裂异常运动信号InSAR探测与成因机制研究

该文获取Sentinel-1卫星升降轨合成孔径雷达影像,采用SBAS-InSAR技术提取木格措南断裂区域地表形变速率场,结果显示木格措南断裂北段和中段局部区域存在明显的断裂相关构造运动信号,而断裂南段未发现明显的断裂活动信号。针对北段和中段的局部断裂构造形变,提取其时序形变并与局部的降水和气温开展关联分析,同时联合升降轨数据开展了垂向形变和平行断层方向的形变分解,并选取典型剖面和时序点开展联合分析,发现断裂北段和中段的显著形变,受气温降水的周性变化和青藏高原冰川均衡调整过程影响显著,研究表明木格措南断裂区域发现的地表形变,是气温降水和冰川均衡调整过程造成的周期性形变与断裂构造形变的叠加。

基于InSAR形变的滑面摩擦残余估计与滑坡危险性评价

传统滑坡灾害危险性评价往往依赖于坡表位移或形变速率等间接特征开展,但较少直接利用滑面自身的物理特征评估滑坡的危险性。在此,本文发展了一种依据滑面摩擦残余的斜坡危险性评价理论与方法,其基本流程为:首先利用InSAR技术提取滑坡时序变形数据,其次在坡表形变的约束下反演获得斜坡沿滑面的滑移时空演化特征;进一步依据速度摩擦衰减定律计算获得坡体的摩擦系数残余及稳定摩擦系数,并据此分析滑面稳定摩擦系数的时空变化,进而定量评估滑坡的危险性。本文选取西藏山南市隆子县庞村滑坡作为研究对象,利用发展理论与方法获得庞村滑坡的多期滑面稳定摩擦系数,结果显示滑面稳定摩擦系数虽然会随季节出现一定的周期性波动,但总体上呈现显著的下降趋势,并由滑坡后缘向滑坡前缘发展,同时初步推测在滑面稳定摩擦系数小于0.4时,滑坡可能会进入临滑失稳状态。本文提出的利用InSAR形变的滑面摩擦残余与滑坡危险性评价方法,可相对便捷、迅速地实现对滑坡状态的定量评价,且成本较低,可为广域滑坡灾害的监测预警及风险性评估提供有意义的科学参考。

精心谋划 奋楫前行 全面促进方志事业高质量发展

方志,即地方志,是记录地方自然、政治、经济、文化等多方面信息的综合性文献。它既是历史的见证,也是文化的载体。全面促进方志事业的高质量发展,有助于我们更好地了解地方历史、文化和社会发展情况,为经济社会发展提供历史借鉴和文化支撑。一、聚焦主责主业,推动志鉴工作高质量发展编修志鉴,指导全省地方志工作健康持续高质量发展是我们的主责主业。目前全省二轮修志工作正在扫尾,年鉴编纂出版已全覆盖。

小学数学教学中学生纠错能力的培养策略探究

小学生正处于逻辑思维发展的关键阶段,从形象思维转化为抽象思维,容易受到学习习惯、思维能力的影响,在数学练习中出现错误.对此,教师可通过对学生纠错能力的培养帮助学生养成良好学习习惯,促进其思维能力的发展.基于此,文章经过对培养学生纠错能力存在问题的探究,提出了培养学生纠错能力的策略,以期提高学生纠错能力,养成良好的学习习惯,促进学生的多元发展.

喜马拉雅东构造结地壳形变及断层运动特征

利用SBAS-InSAR技术提取喜马拉雅东构造结高精度地壳形变速率场,提出一种利用外部GACOS大气数据并基于干涉相位来抑制与地形相关的大气垂直分层延迟相位的方法,发展了一种顾及块体运动的残余轨道趋势相位校正方法。采用弹性回跳理论和负位错模型反演东构造结断层闭锁深度及蠕滑速率。InSAR形变结果表明,东构造结LOS向形变速率为-10~15mm/a。东久-米林断裂西南段两侧存在明显差异性运动,沿断层走向的差异性运动逐渐减弱并趋于稳定;嘉黎断裂跨断层构造活动不强烈。断层运动模型反演结果表明,东久-米林断裂西南段闭锁程度较小,闭锁深度以下的蠕滑速率为7~16mm/a,靠近东构造结顶端,断层闭锁程度逐渐增大,蠕滑速率逐渐减小至2mm/a;嘉黎断裂闭锁深度为4~25km,蠕滑速率为1~4mm/a,整条断裂均处于深度闭锁状态。

2022年泸定M W6.7地震滑动模型及地震风险性评估

利用D-InSAR技术处理Sentinel-1卫星升降轨数据,提取2022年泸定M W6.7地震同震形变场,并联合GNSS和强震动数据反演同震断层几何和滑动分布。结果表明,发震断层走向为164.3°、倾角为73.7°、滑动角为-3.2°,以左旋走滑为主,兼具少量正断层和逆冲运动,并破裂至地表;断层滑动主要分布在0~18 km深度范围,最大滑动量为1.67 m,位于7 km深度处。利用震间GNSS速度场估计泸定地震前磨西断裂闭锁深度为17.8 km,与同震滑动空间分布较为一致,断层长期构造滑动速率为10.8 mm/a。磨西断裂自1786年来积累的地震矩为9.52×1019 Nm,本次泸定地震释放的能量仅占积累地震矩的12.3%,因此磨西断裂的地震风险性依旧很高。安宁河断裂北段处于应力加载状态,未来发震风险性值得关注。

汶川地震同震形变场的GPS和InSAR邻轨平滑校正与断层滑移精化反演

为克服InSAR观测汶川地震同震形变场的邻轨不连续问题，提出联合GPS观测值与邻轨平滑约束的同震位移校正方法，采用GPS观测形变去除PALSAR轨道误差引入的残留平地相位，基于形变平滑条件校正邻轨干涉相位的不连续性．ALOS／PALSAR干涉处理结果表明，校正后同震形变场的准确度与平滑性得以显著提高，InSAR高相干点残差达3．6cm，校正后精度提高约60％，低相干点精度提高约40％，校正后形变场的邻接平滑因子标准差减小约33％，验证了轨道误差校正与邻轨平滑约束方法的准确性与可靠性．进一步基于弹性半空间位错模型的断层滑移反演结果表明，断层滑移主要分布于映秀、北川和青川地区，集中于地壳深度0～16km范围，最大滑动量（位于北川县城）约为9．0m，GPS反演模型残差为5．5cm，InSAR反演模型残差达9．2cm，InSAR反演精度约有30％的显著提高，由模型反演计算得到的地震矩为8．0469×10^20N·m．

利用InSAR升降轨形变数据反演滑坡深度——以桃坪乡古滑坡为例

传统滑坡深度探测方法只能确定坡体部分稀疏单点的深度,无法准确反应整个滑坡体的深度分布情况,且探测成本高昂。针对该问题,本文发展了一种基于升降轨InSAR形变的滑坡深度反演方法,其基本流程是:首先利用时序InSAR技术分别获取升轨和降轨卫星视线向形变速度场,再根据卫星视线向与滑坡的空间几何关系,解算获得滑坡表面沿坡向和法向的二维形变场,进一步在质量守恒准则下构建基于坡面二维形变的滑坡深度反演模型,实现滑坡深度的反演计算。本文以四川省理县桃坪乡古滑坡体为研究对象,InSAR成果显示该滑坡运动面积~2.9 km^(2),流变参数取0.7时,反演滑坡深度集中分布在9~33 m,滑坡体积约3.49×10^(7)m^(3),结果与已有研究结论基本一致,证明了本文发展理论与方法的可靠性。且本文提出方法可获得滑坡体连续的深度数据,能更为直观地反映滑坡危险区域,可为滑坡灾害影响分析及灾害防治提供关键的数据支撑。

汶川地震SAR形变场电离层影响校正与断层地表破裂线自动提取

针对汶川地震PALSAR观测的方位向形变场存在严重电离层影响,导致准确提取断层地表破裂线困难的问题,本文使用一种基于频率域的电离层影响校正方法,从方位向形变场频域数据中提取电离层信号对应的频域信息,通过建模获得空间域电离层信号,并与原始形变场进行差分运算完成电离层影响的校正,还原了汶川地震断层近场沿SAR方位向的真实地表形变场.以校正后的方位向形变场作为数据源,采用非极大值抑制二维梯度算法,准确提取汶川地震北川—映秀断层和灌县—江油断层的地表破裂线.为验证提取结果的可靠性,引入野外地质调查数据进行对比分析,定量计算两条破裂线间的距离差异,结果表明基于SAR形变场自动提取的断层破裂线与野外地质调查数据具有较高的一致性,利用SAR观测形变场可作为调查地震断层地表破裂的重要补充手段.

青海玛多7.4级地震发震断裂继承性及新生性探讨

2021年5月22日青海省果洛州玛多县发生7.4级强烈地震,地表破裂发育,裂缝具断续分布特征,破裂带走向自中西段的NWW到东段转为EW,最终转为NEE向。然而,目前学术界对发震断裂有不同认识,区域地质资料显示,玛多—甘德断裂、昆仑山口—江措断裂均走向NW,倾向NE,但玛多7.4级地震地表破裂在空间位置上与玛多—甘德断裂,昆仑山口—江措断裂均不甚吻合,且地震震源机制解揭示发震断裂南倾,也与昆仑山口—江措的倾向相反,地表破裂表明发震断裂应属一条走向近EW、倾向南的未出露隐伏断裂。为进一步揭示玛多大地发震断裂特征及活动机制,在野外地质调查基础上,采用LiDAR扫描、InSAR解译、地质力学分析和数值模拟方法进行深入研究。结果表明,NW向断裂(玛多—甘德断裂、昆仑山口—江措断裂)在NEE—SWW向区域应力场作用下,在左旋错动过程中于瓶颈处受阻,在江措断裂北部产生应力集中带,东段因瓶颈部位受阻,产生近EW向的新生性地表破裂,出现鱼尾式地表破裂现象,发震断裂不是玛多—甘德断裂或昆仑山口—江措断裂,而是一条走向NNW,斜切昆仑山口—江措断裂小角度相交的隐伏断层。发震断裂走向上继承了既有断裂展布,研究成果为进一步活动断裂防震设计提出了新的借鉴。

GPS与PS-InSAR联网监测的台湾屏东地区三维地表形变场

联合高精度的GPS水平位移观测和高密度的PS-InSAR雷达视线位移测量,实现地表三维形变的精确反演.本文在准确计算卫星轨道方位角基础上,使用GPS观测位移与星载雷达LOS方向形变的投影转换模型,将雷达LOS方向形变转换为垂直方向位移,并基于地面GPS与SAR影像PS目标联合构建形变监测网,采用参数平差算法估计区域地表形变场.以地质构造活动极其活跃的台湾岛及其西南屏东高雄地区为例,联合屏东地区48个GPS监测台站与雷达PS目标,监测该地区从1995—1999年间由于板块构造挤压运动和地下水抽取导致的三维地表形变.结果表明,该地区年均水平位移量为向西30～50mm/a,高雄沿海地区发生明显的逆时针西偏南的逐渐增大的水平位移;垂直位移为屏东平原南部呈现-10mm/a～-15mm/a的地面沉降,而平原北部和高雄地区呈现约+5mm/a～+10mm/a的地面抬升.

基于边界探测的InSAR最小二乘整周相位解缠方法

为解决最小二乘相位解缠方法一直存在收敛性差和非整周性相位解算问题,提出基于解缠边界探测并搜索整周相位值的解缠方法,采用最小二乘次优解与最优解的阈值判别准则,预测解缠趋势并逐步推进相位解缠边界,并在解缠迭代计算中附加相位搜索增量以提取相位整周值。试验分别基于噪声干扰的模拟图和香港、深圳地区的ERS-1/2卫星SAR影像干涉图,采用边界探测算法进行相位解缠计算,试验结果表明,本文解缠方法对附加强噪声的模拟干涉图能正确解缠出99.5%的相位值,真实SAR影像干涉图的解缠精度达到±0.12rad。

高速铁路轨道几何状态的车载摄影快速检测方法与试验

为实现高速铁路轨道静态几何平顺性的快速检测与准确评估,本文提出基于车载近景摄影采集轨道数字图像以检测轨道线形的方法。采用轨面移动平台搭载数码相机采集连续高分辨率数字影像,以轨道板和轨道面稀疏布设的像控点作为约束条件,使用近景摄影测量空间解析几何模型,平差解算轨道测点三维坐标。仿真计算结果表明:车载近景摄影测量轨道平面坐标的精度为0.2mm,高程精度为0.3mm;在杭甬客运专线无砟轨道上的现场试验结果表明,车载摄影沿轨向测量的绝对坐标精度为0.6mm、垂直于轨向的精度为0.8mm,沿轨向的相对精度为0.2mm、垂直于轨向的相对精度为0.7mm,验证了车载摄影测量方法用于轨道静态几何参数检测的可靠性与高精度潜力。

利用SAR影像配准偏移量提取地表形变的方法与误差分析

单一的InSAR观测技术可提取地表沿雷达视线方向(LOS)上的一维位移,而利用SAR影像配准过程中的同名像素偏移量可提取地表沿雷达方位向(近南北向)与距离向(近东西向)的二维形变场,与LOS方向的一维形变形成优势互补。本文在分析SAR影像配准偏移量提取地表形变场方法的基础上,推导建立了雷达方位向与距离向形变提取的误差模型,探讨了该方法提取地表形变的主要误差源。以Bam地震ASAR影像和玉树地震PALSAR影像为数据源,分别开展同震形变场的提取与误差分析试验,结果表明,基于SAR像素配准偏移量提取同震形变场的精度主要受匹配窗口尺寸与过采样因子影响,形变提取误差随匹配计算窗口的增大而减小,形变提取精度随过采样因子的增大有适量提高,地形起伏效应在高差较大的SAR影像区域中表现较为显著。

基于双向近景摄影测量检测轨道平顺度的计算模型

为改进高速铁路轨道几何平顺性精调的测量精度与效率,本文提出一种基于双向近景摄影测量检测轨道几何状态的方法,通过从铁路正、反向里程对轨道进行双向摄影,以轨道控制网CPⅢ作为像控点,采用严密的光束法区域网平差理论,对轨道双向摄影图像进行联合平差处理,探索出近景摄影测量检测轨道中线偏差和轨面高程的计算模型与精度评估方法。仿真试验结果双向摄影相对于单向摄影的横向与高程精度分别提高85%和42%。现场轨道试验段计算结果表明,双向近景摄影测量检测轨道的横向偏差测量精度为2.4mm,轨面高程精度为1.7mm,满足规范要求的轨道中线偏差与轨面高程测量精度指标,可为高速铁路轨道静态几何状态测量提供一种高效检测技术。

基于SURPAC的矿山开采稳定性FLAC3D模型与模拟

针对FLAC3D软件前处理功能不足和建模比较麻烦的问题,探索了一套利用SURPAC软件建立多网格高仿真复杂FLAC3D模型的方法。通过在SURPAC软件中建立块体模型,然后利用重新分块命令,生成多个不同单元大小的块体模型,利用约束组合分别导出其中的一部分点的数据,汇合到一起,得到一个新的含有多种网格的块体模型的数据,经过数据类型格式转换,导入到FLAC3D软件中,生成多网格高仿真复杂FLAC3D模型并进行力学模拟计算。这种方法使FLAC3D建模快捷化,并且建立的模型更符合实际形态,提高了数值模拟的准确度。该建模方法在古家台铁矿中得到应用,通过对真实的开挖过程进行力学数值模拟,得到了采场的应力、位移及塑性区分布规律。结果证明这种方法是可行的。

铁路轨道近景影像特征的自动识别与无缝拼接方法

近景摄影测量技术在高速铁路轨道几何状态检测中具有较大的应用潜力,而轨道数字影像的准确匹配是图像定向建模的关键环节。本文针对高速铁路轨道近景影像纹理特征差异小且灰度变化不显著的问题,提出采用ORB算法对轨道近景影像进行特征点检测,以最近邻距离与次近邻距离的比值及RANSAC方法完成同名点的匹配,并以匹配的同名点为基础进行相邻影像的拼接。通过在杭甬客运专线上采集的无砟轨道近景影像进行试验,并与常规的SURF算法进行对比分析,结果表明,ORB算法在影像灰度信息高相似性的情况下,能够检测到足够数量且分布均匀的同名点,图像拼接的结果没有缝隙,算法的性能和效率均优于SURF算法,可为近景摄影测量检测高速铁路轨道几何平顺性提供重要的图像技术支撑。

高速铁路近景影像轨道边缘提取与匹配方法

近景摄影测量应用于铁路轨道几何平顺性检测具有较大潜力,为获得轨道几何状态参数,需对轨道数字影像进行定向与建模,本文探索一种高速铁路近景影像轨道边缘提取方法并构建轨道边缘线的同名点坐标映射模型。根据轨道数字影像的灰度信息与点位分布特点,利用Canny算法和概率Hough变换提取铁路轨道的内边缘特征,采用ORB算法与KNN算法匹配轨道表面同名点,建立轨道表面同名点的坐标对应关系。利用边缘线与轨道表面几何关系,构建轨道边缘线的多项式映射模型以匹配出边缘同名点。试验结果表明,该方法在轨道边缘识别与同名点匹配方面有较高的可靠性,可为高速铁路轨道几何状态检测提供影像处理技术支持。