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新知丨SAR遥感:面向成灾前的形变监测技能

日期:2024-05-21 05:38:12来源:贝博ballbet艾弗森 作者:ballbet贝博bb登录

  受印度洋、太平洋两大板块揉捏、抵触,加上亚欧地震带和环太平洋地震带双面要挟……这样杂乱且活泼的地质结构致使我国境内地质危险广泛散布,专横地质灾祸严峻。绑架,跟着我国经济的开展和人口的增加,人类干与专横环境的才能增强,人为地质灾祸出现越来越严峻的趋势。尤其是在部分山区,人类的长时间过度开发,对专横环境构成了严峻破坏,地质灾祸的要挟日益明显。

  据国土资源部辅导编纂的《全国地质灾祸通报》显现,近五年间我国境内均匀每年产生各类地质灾祸7866起,逝世失踪312人,构成直接经济损失32.3亿元。各类灾祸中,尤以滑坡最为频发。例如,2017年6月24日,四川省阿坝州茂县新磨村大型山体滑坡致使118人罹难失踪。2018年10月10日,金沙江白格特大型山体滑坡阻塞金沙江干流构成堰塞湖,对周边人员的生命财产及下流水电站的安全运转构成严峻要挟。

  诸如此类,滑坡灾祸对人类生命安全构成要挟的绑架,也在必定程度影响着区域经济、社会的可持续开展。因而,进步我国专横灾祸防治才能,施行专横灾祸监测预警信息化工程及专横灾祸防治技能装备现代化工程变得尤为重要,而该工程的推动离不开有用的监测预警手法及其要害技能研讨。

  在很多监测手法中,星载SAR (Synthetic Aperture Radar)遥感因能时过境迁滑坡监测中全地利、全天候、周期性、安稳观测的数据需求,具有掩盖面广、分辨率高、人工耗费低一级优势,遭到研讨者广泛重视。可是,当时使用SAR遥感技能进行的滑坡研讨,多集中于灾后帮助方面,包含使用SAR图画信息辅佐滑坡后的路途清障、滑坡规划/土方量估量等,首要是作为恶劣气候条件下光学印象信息的弥补。

  面向滑坡前的地表监测以及相关灾祸预警的 SAR遥感技能研讨较少。当时的灾前监测仍首要依托相关部分的人工探查以及预先布控,预警的人工本钱与经济本钱很高,且掩盖规模也非常有限。SAR遥感技能具有大规模潜在滑坡区的地表形变监测才能,怎么建立起有用的地表形变与滑坡演化的相关模型,使用SAR遥感技能完成大规模滑坡预警是当时研讨的热点问题。因而,使用SAR遥感技能进行成灾进程研讨,关于发现灾前地表改变规则,合理揣度成灾演化,完成未来大规模高功率的国家灾祸监测预警跋涉背离具有非常重要的效果。

  我国科学院空天信息立异研讨院航天微波遥感跋涉部科研人员,紧跟国内开展需求,一向专心星载SAR遥感技能在灾祸监测与预警研讨。日前,该研讨团队提出面向滑坡监测的偏移追寻技能,有用进步了使用SAR遥感技能进行滑坡监测的才能,回溯了滑坡生成进程与SAR监测数据间联系,相关效果发表于《环境遥感》(Remote Sensing of Environment,RSE)。

  传统的偏移追寻技能是根据同一区域两幅SAR图画中同一方针的信号强度进行的类似度监测,以核算同一方针在两幅SAR图画间偏移量,是地表形变的一种监测办法,更适用于大标准的形变监测,如高速滑坡(超越数十厘米/年)。可是,传统的偏移追寻技能也存在必定的局限性,包含估量窗口规划对经历的高度依靠,单点精度与全体功率间的抵触,以及由窗口内异质样本耍弄的低置信度。

  科研人员提出了一种针对非明显区域的同质自适应非相干斑追寻办法(AISOT-HS),下降传统偏移追寻技能在估量窗口规划方面临经历的高度依靠,平等精度需求下有用进步了全体功率与成果置信度;提出了区别特征匹配与斑驳匹配的“预别离”进程,针对专横场景优化已有处理流程,有用提升了像素偏移追寻算法的处理功率。

  科研人员使用该技能对2018年金沙江滑坡(我国西藏)成灾前的多幅SAR数据进行处理,研讨了该滑坡的演化进程。与传统办法比较,该办法进步了运算功率,削减了成果的不确定性。SAR数据来自我国高分3号(GF-3)卫星和日本陆地观测卫星(ALOS PALSAR-2),其间GF-3卫星SAR载荷由空天信息立异研讨院航天微波遥感跋涉部抓总研制。文章还剖析了该滑坡的时空位移形式(如图3),估测金沙江滑坡极或许属推覆式滑坡。这项研讨证明了SAR遥感在全球滑坡监测中的效果,尤其是在地面实况数据稀缺的情况下。

  该研讨效果遭到国家重点研制方案“新体制星载SAR归纳环境监测技能”、国家专横科学基金(“根据星载SAR复数据的杂乱地表三维形变测量办法研讨”及“星载散布式多基合成孔径雷达信号重构与成像办法研讨”)、国家杰出青年科学基金(“星载合成孔径雷达”)等项目赞助支撑。

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