[发明专利]一种基于滑坡形变信息和气象数据的SAR滑坡预警方法

说明书

本发明公开了一种基于滑坡形变信息和气象数据的SAR滑坡预警方法，包括：S1、确定有效降雨量引发滑坡的降雨量阈值；S2、利用降雨量阈值和区域降雨量信息进行滑坡初预警；S3、获取初预警区域的时序形变数据；S4、计算滑坡发生的临界形变阈值；S5、利用临界形变阈值对步骤S2中获取的滑坡初预警区域和步骤S3中获取的时序形变数据进行检核，实现初预警区域的二次预警。本发明针对滑坡特有的突发性、隐蔽性、不确定性等复杂特点，通过研究滑坡时序降雨量与时序形变量之间的相关性实现了对滑坡、降雨量和形变量之间关系的归纳，可以精确的确定目标是否为滑坡预警区域。

技术领域

本发明涉及地质灾害的合成孔径雷达监测技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于滑坡形变信息和气象数据的SAR滑坡预警方法。

背景技术

我国是一个多山的国家，山地面积占到国土总面积的69％，山区常见的地质灾害给道路施工和运营造成了极大的威胁。滑坡是指边坡上的岩土体在自然或人为因素的影响下失去稳定，沿贯通的破坏面整体下滑的现象，它作为一种常见的地质灾害，分布广、危害大。据不完全统计，除了滑坡灾害造成的人员伤亡外，在过去的10年间滑坡灾害已经使得数千公里的道路遭受到不同程度的损害，造成了数以亿计的经济损失。随着我国经济的发展，全国的公路建设也将不断增长，而且会不断的向山区延伸，这将意味着，道路灾害也将日益严重。通过一系列滑坡灾害事件的经验与教训可以看出，对滑坡灾害的早期预警，进而进行有效的灾害分析是变“被动避灾救灾”为“主动防灾治灾”，降低灾害所带来损失的主要途径。

传统的地表形变监测方法多集中于地面监测技术和地下监测技术，如大地测量方法、GPS法、钻孔点位监测以及地球物理探测技术等。传统滑坡监测方法不仅在时间、空间上不具有连续性，而且在面对人迹罕至，难以到达的复杂艰险山区，地面与地下监测技术面临着通信难、续航难和布设安装难得问题。近年来，随着通信技术和传感器技术得迅速发展，航空航天遥感监测技术应运而生，光学遥感、星载InSAR技术以及航空摄影测量、机载LiDAR技术使得滑坡灾害监测由过去基于点位的监测方式转变为基于面的动态监测手段。然而，滑坡灾害发生具有偶然性并常伴有恶劣的天气条件，甚至发生在晚上，光学遥感以及航空摄影测量、激光LiDAR技术很难获取到同时具备高分辨率和高时效性的影像数据。全天侯、全天时的雷达能够穿透云雾、森林获取影像，继而具备了光学影像无法比拟的优势。

合成孔径雷达干涉技术(InSAR)是近半个世纪发展起来的定量微波遥感技术。利用干涉相位图和搭载雷达传感器的平台姿态数据可以提取地表三维信息，利用干涉相干性分析可以提取地表覆盖的变化信息，从地表形变探测来说，使用二次差分技术可以从干涉相位图中去除地形和其他因素的影响，从而提取形变信息，也就是合成孔径雷达差分干涉技术(D-InSAR)，同时在D-InSAR技术上发展起来的小基线集技术和永久散射体技术，具有获取微小形变和长时间序列缓慢地表形变的优势，使得InSAR技术在滑坡灾害预警和监测领域拥有了更为广阔的应用前景。同时，根据近年来国内突发性滑坡灾害的统计发现，持续降雨诱发滑坡占据滑坡总发生量的65％，其中局部降雨诱发滑坡占总发生量的43％，占持续降雨诱发滑坡的66％。也就是说，约三分之二的突发性滑坡灾害是由于大气降雨量或者气象因素密切相关。因此结合InSAR技术与滑坡诱发因素(降雨量)是进行滑坡灾害预警的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于滑坡形变信息和气象数据的SAR滑坡预警方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于滑坡形变信息和气象数据的SAR滑坡预警方法，包括以下步骤：

S1、计算历史滑坡发生的次数与滑坡发生前时序降雨量之间的相关系数，确定有效降雨量引发滑坡的降雨量阈值；

S2、根据时序有效降雨量与时序形变数据之间的相关系数对步骤S1中获取的降雨量阈值进行矫正；

S3、利用降雨量阈值和区域降雨量信息进行滑坡初预警；