1、收稿日期：2022-07-10基金项目：广东省省级科技计划项目（2021B1111610001）；广东省科技计划项目（2021B1212100003）；广东省自然资源厅科技项目（GDZRZYKJ2022008）联合资助。作者简介：王斌（1986-），男，硕士，主要从事摄影测量与遥感研究等工作。E-mail:通信作者：李琴（1991-），女，硕士，主要从事地理空间数据分析与遥感应用研究。E-mail:第43卷 第1期2023年03月华南地震SOUTH CHINA JOURNAL OF SEISMOLOGYVol.43，NO.1Mar.，2023王斌，周立鹏，李琴.顾及InSAR形变特征的斜坡灾害
2、隐患早期识别遥感方法J.华南地震，2023，43（1）：105-110.WANG Bin，ZHOU Lipeng，LIQin.Remote Sensing Method for Early Identification of Slope Hazards Considering InSAR Deformation CharacteristicsJ.South China journal ofseismology，2023，43（1）：105-110顾及InSAR形变特征的斜坡灾害隐患早期识别遥感方法王斌1，2，3，周立鹏1，李琴1（1.广东省国土资源测绘院，广州 510663；2.自然资源部华南
3、亚热带自然资源监测重点实验室，广州 510663；3.广东省自然资源科技协同创新中心，广州 510663）摘要：广东省2020年在册地质灾害隐患点4744处，威胁24.95万人，但近年发生多起重大地质灾害并不在已发现的隐患点库内，全面识别排查潜在隐患仍是当前和今后一段时期防灾减灾重要任务之一。合成孔径雷达干涉测量区域范围大、形变反演灵敏度高，可以弥补传统地面调查及光学遥感技术不足。研究以广州黄埔区为例，采用2019年1月至2022年4月Sentinel-1A 长时序雷达数据，综合利用SBAS-InSAR时序形变信息结合地形级实景三维模型解译风险斜坡，识别出研究区崩滑流斜坡变形潜在隐患风险84处
4、，抽取15%比例开展外业调查5处具有显著形变的滑坡崩塌风险，证明该方法具有可行性，并对综合遥感识别地质灾害提出建议。关键词：合成孔径雷达；地质灾害；光学遥感；干涉测量中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：1001-8662（2023）01-0105-06DOI：10.13512/j.hndz.2023.01.13Remote Sensing Method for Early Identification of SlopeHazards Considering InSAR Deformation CharacteristicsWANG Bin1，2，3，ZHOU Lipeng1，LI
5、 Qin1（1.Surveying and Mapping Institute，Lands and Resource Department of Guangdong Province，Guangzhou510663，China；2.Key Laboratory of Natural Resources Monitoring in Tropical and Subtropical Area of SouthChina，Ministry of Natural Resources，Guangzhou 510663，China；3.Guangdong Science and TechnologyCol
6、laborative Innovation Center for Natural Resources，Guangzhou 510663，China)Abstract：In 2020，Guangdong Province had registered 4744 hidden geological disaster points，threatening 249500 people.However，many major geological disasters occurred in recent years are not in the hidden danger pointdatabase th
7、at has been discovered.Comprehensive identification and investigation of potential hidden dangers is43卷华南地震still one of the important tasks of disaster prevention and mitigation at present.Synthetic aperture radarinterferometry has a large area and high sensitivity of deformation inversion，which can
8、 make up for theshortcomings of traditional ground survey and optical remote sensing technology.Taking Huangpu District，Guangzhou as an example，based on Sentinel-1A long-term radar data from January 2019 to April 2022，the studycomprehensively uses SBAS-InSAR time-series deformation information by co
9、mbining with terrain-level real 3Dmodels to interpret risk slopes.84 potential hidden risks of collapse and landslide slope deformation in the studyarea are identified，15%of which are selected to carry out field investigation，and 5 landslide collapse risks withsignificant deformation are found，which
10、 proves the feasibility of this method and puts forward suggestions forcomprehensive remote sensing identification of geological disasters.Keywords：Synthetic Aperture Radar；Geological hazard；Optical remote sensing；Interferometry0 引言地质灾害是自然或人为因素作用下形成的对人类生命财产、环境造成破坏或损坏的地质作用1，主要包括斜坡变形与地形变形引起的地质灾害，如崩塌、滑
11、坡、泥石流属于典型的斜坡变形灾害。通过多轮地质灾害风险普查调查与灾害隐患排查，以及建立全域覆盖的群测群防体系，发现了大量隐患点风险区。但近年来发生的多起重大地质灾害事件中有近70%并不在已发现的隐患库内2。广东省 2020年在册地质灾害隐患点 4744处，其中，崩塌2646处、滑坡1654处、泥石流77处，崩滑流合计4377，占比92.3%，威胁24.95万人3，全面识别排查潜在隐患仍是广东省当前和今后一段时期防灾减灾重要任务之一。地质灾害隐患早期识别从以往光学遥感为主的“图谱测量”走向多种遥感手段的“图谱与几何测量”综合遥感应用4。如吴森等5提出的无人机倾斜摄影城市化建设地质灾害早期识别应用
12、，贾虎军等6在此基础上综合了无人机载 LiDAR 扫描技术，均表现出精度高投入少优势，但受限无人机载平台航时、空域资源等条件，大范围推广应用存在效率及成本等诸多难点。基于遥感影像纹理特征来定性或定量判释灾害位置范围是光学遥感7主要的优势，但很难发现地质环境脆弱或稳定性较差区域，形变特征的缺失限制了光学遥感在地质灾害识别领域应用的深度。在地质灾害动态发展规律和特征基础上，许强等8提出构建天空地一体化的“三查”体系进行重大地质灾害隐患的早期识别，并成功发现白格滑坡上下游多处地质灾害9。特别是合成孔径雷达干涉测量技术（Interferometric synthetic aperture radar，
13、InSAR）的深入应用10-11，为时序准确发现地表形变特征提供支撑。图谱与几何测量正是结合了光学遥感（含激光雷达）与InSAR技术，综合获取了地质灾害潜在区域的位置以及形态、形变及形势的“三形”解译标识12-13，成为贵州、甘肃、宁夏等地质灾害隐患早期识别试点主要方法14-16。广东地处大陆东南沿海，地貌类型复杂、丘陵山地多、地势起伏大、地形切割强烈、地质构造较为复杂、地质环境脆弱、受人类工程活动影响大，地质灾害易发多发、点多面广、活动频繁、危害严重，是我国地质灾害多发省份之一。图谱与几何测量在广东沿海特殊地形地貌环境是否依然适用，特别是规模小、高位隐蔽的风险点能否发现是广东防灾减灾重要研究
14、课题。本文选取广州黄埔区为试验区域，采用 2019年1月至2022年6月Sentinel-1A 长时序雷达数据，综合利用高分辨率航空影像、基础地质调查普查等资料围绕崩滑流斜坡变形灾害开展综合遥感试验，论证图谱与几何测量在中小型、高位隐蔽潜在灾害隐患的有效性，为大范围推广提供可行技术参考。1 数据和方法黄埔区位于广州市东部，与白云、天河、海珠、增城和从化交界，总面积约484平方千米。区内古生界变质岩台地低丘地貌，主要由石英岩、片麻岩、斜长片麻岩等组成，分布在长洲岛。第三系中新统红色砂岩主要分布于南侧平原中，主要由凝灰质砾岩、砂岩、页岩组成。第四系冲积层分布于广深公路南侧及沙洲上，主要砂砾、砾石、
15、砂质壤土等组成。地貌类型多样，叠加汛期强降雨和人类工程活动等影响引发崩塌、滑坡、106第1期王斌等：顾及InSAR形变特征的斜坡灾害隐患早期识别遥感方法泥石流斜坡变形为主。1.1 雷达数据预处理星载雷达数据是大范围获取地表形变主要数据源，其成像模式、分辨率、时间基线等参数对监测结果具有较大影响。L波数据穿透植被能力较强，适合用于多植被覆盖区；C波数据具备一定植被穿透能力，可以作为L波数据的补充；X波数据对地表微形变具有高灵敏性，可实现地表微小形变的监测，但植被区失相干较为明显17，如表1所示。表1 星载合成孔径干涉雷达参数及特性Table 1 Parameters and characteri
16、stics of spaceborne InSAR波段L波段C波段X波段波长/mm15030037.5752537.5特性对植被云雾穿透性强对地表微形变具有较高灵敏性对地表微形变具有高灵敏性，但山区主要获取植被冠层回波，大气中的水汽易造成其路径延迟，影响地表形变判读图1 IW成像模式形成的子条带及BurstFig.1 Sub-bands and Burst formed by IW imaging mode本文主要采用欧空局免费发布的C波Sentinel-1A VH 极化升轨数据，IW 模式采用 TOPS（TerrainObservation with Progressive Scans in azimuth）技术，一景 SAR 影像可以成像三个子条带及多个 Burst，如图1所示，并根据研究区范围进行裁剪拼接，形成整幅单视复数影像。精密轨道数据来源于Sentinel-1A官方AUX_POEORB精确的轨道星历参数。Sentinel-1A使用精密轨道控制技术，以保证干涉对的空间基线在100 m范围内，采用成像21天之后发布的POD精轨数据，定位精度5 cm以内。图2 雷达影像干涉处理流
