GPS和PS-InSAR联网监测的龙门山震后滑坡时空演变特征研究

汶川地震激发出龙门山大量的地质灾害，滑坡隐患在震后短期内难以消除，其滞后影响将持续10年左右，尤其是震后的3至5年，大量滑坡体仍处于高位、高危、高发状态，滑坡将成为震后造成人员伤亡和财产损失的主要高风险性灾害源。为开展龙门山地区震后滑坡活动性的长期观测，并探索一种能够实现大面积多处滑坡同时联网监测的高效新途径，本项目提出GPS测站和雷达永久散射体（PS）目标联合建网的理论与方法研究，基于散点分布的高精度GPS与滑坡体上天然分布的PS反射单元，共同构建龙门山地区大范围的InSAR综合变形观测网，采用PS-InSAR区域网差分干涉相位平差算法，实现对龙门山地区震后滑坡高精度、准实时、大面积变形监测，并根据监测数据分析大型危害性滑坡体的空间发育规模与时序滑移特征，最终形成一套集GPS和PS-InSAR技术于一体的大范围多处滑坡联网同步遥感监测新方法。

本项目探索了雷达干涉测量监测汶川震后龙门山主断裂带地区的滑坡分布特征，建立了雷达视线形变量与GPS形变观测的几何投影转换模型，研制了雷达PS目标与GPS观测站联合构建区域地表形变监测网的平差算法。基于短基线雷达干涉测量技术提出了顾及三维空间因子的SAR大气长波相位建模，使用雷达视线方向形变阈值扣除大气短波相位干扰，联合地形坡度因子探测出主断裂带两侧的震后滑坡。通过对龙门山地区的野外考察和时序ALOS/PALSAR影像处理，获得龙门山震后滑坡的空间分布特征。图像解译表明，龙门山震后滑坡主要沿映秀—北川主断裂带两侧呈条带状密集分布，90%的滑坡分布于高程为(1000-3000)m区间，地形坡度因子集中于(15-35)°范围内，多数滑坡距离发震断层约为(3-15)km，70%的滑坡分布于断层上盘区，下盘滑坡仅占30%，上下盘滑坡数量和面积存在明显差异。滑坡分布特征表明，龙门山震后滑坡一方面受局部地形高程、坡度因子和强降雨因素影响，另一方面，震后滑坡还与汶川地震发震断层的逆冲运动特性相关，主断裂带两侧震后滑坡受上盘逆冲的滞后效应较为显著。依托本项目，课题组出版学术专著1部，发表学术论文11篇，其中SCI检索2篇，EI检索3篇，培养博士生2名，硕士生7名。