【技术】一种重大地质灾害形变监测方法，InSAR技术+GNSS数据验证，甘肃舟曲为例

摘要

InSAR技术以其全天候、全天时以及高空间分辨率的优势已在多个领域得到广泛应用,并展现出极强的适应性与实用价值。通过对甘肃省舟曲县2个典型滑坡区域的小基线集合成孔径雷达 (small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)监测结果以及卡尔曼滤波预测结果与全球导航卫星系统(Global Navigation Satelhite System,GNSS)监测数据进行对比,验证了SBAS-InSAR技术在滑坡变形监测中的可靠性和准确性。结果显示,SBAS-InSAR在滑坡变形监测中展现了高度的准确性和可信度。这一技术在地质灾害形变区域的显著优势有效补充了传统监测手段的不足,为舟曲县及其他地质灾害频发地区的灾害预警和管理提供了关键的技术支持和科学依据。

引用

苏芸如, 石鹏卿, 周小龙, 张娟. 基于InSAR技术的典型重大地质灾害形变监测与分析 [J]. 自然资源遥感, 2025, 37(6): 88-96

引言

InSAR技术因其全天候、全天时的工作能力和一定的穿透特性,能够获取不同于可见光和红外遥感的信息,如海底地形数据,已成为行星际探测的重要手段,并因此广泛应用于多个领域[1-2]。随着技术的不断进步和应用领域的拓展,InSAR技术将在地质科学、环境保护、城市规划等多个方面发挥更加重要的作用。

本文采用哨兵一号降轨数据,选取舟曲县的2个典型滑坡区域,利用SBAS-InSAR技术进行形变监测分析,并通过卡尔曼滤波算法去噪并预测其形变趋势,再结合GNSS监测数据,验证SBAS-InSAR技术在舟曲县典型滑坡变形监测中的实用性,为舟曲县滑坡等地质灾害的监测及防治提供方法和思路。

主要图表

甘肃省甘南藏族自治州舟曲县位于103°51'~104°45'E,33°13'~34°11'N之间,属于白龙江的中上游,是西秦岭岷、迭山系与青藏高原的交汇地带。

图1滑坡位置分布图

图2大小湾滑坡

图3中牌滑坡

图4卫星覆盖范围及研究区位置

图5技术流程图

图6滑坡位置及形变

图7GNSS监测数据

图8大小湾滑坡形变分析图

图9中牌滑坡形变分析图

图10GNSS转换值与SBAS解算值对比图

图11大小湾滑坡GNSS转换值与SBAS解算值对比图

图12中牌滑坡GNSS转换值与SBAS解算值对比图

结束语

通过对比GNSS监测设备与SBAS解算结果以及预测结果,发现二者在滑坡变形监测中的结果基本一致。这意味着SBAS-InSAR技术在舟曲县典型滑坡形变监测方面表现出较高的可靠性和准确性,进一步验证了其在地表形变监测中的可行性。SBAS-InSAR技术具有高空间分辨率、广域覆盖和非接触式观测等优势,有效弥补了传统GNSS监测方法的不足。尤其在重大地质灾害和地形复杂区域的长期形变监测中,SBAS-InSAR技术展现出显著的应用价值。这项研究的结果为舟曲县滑坡的精确监测提供了技术支持,也为地方政府和相关部门在滑坡灾害预警和管理方面提供了重要的科学依据。通过引入先进的监测技术,可以更好地了解滑坡的形变情况,及时采取措施来减少潜在的风险。

将SBAS-InSAR技术与GNSS监测设备相结合,能够更加全面地把握滑坡的变形特征,有助于更有效地制定防灾减灾措施,减少滑坡灾害对生命财产的威胁,并提升区域灾害管理与应急响应的科学性。这种多源监测技术不仅适用于舟曲县的滑坡监测,也对其他地质灾害高发地区的防控工作具有重要意义,具有广泛的推广价值。通过整合不同监测技术,可以更准确地监测地质灾害的发展趋势,为应对突发灾害提供科学支撑。

来源：测绘学术资讯