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2020, 45(11): 1651-1659.
doi: 10.13203/j.whugis20200043
摘要:
中国地质灾害点多面广，目前通过人工排查已发现近30万处隐患点，但近年来发生的多起重大地质灾害并不在已发现的隐患点范围内，应该还有大量的灾害隐患没被发现，尽可能全面识别和发现灾害隐患仍是中国防灾减灾最重要的工作内容之一。就如何进一步推动地质灾害隐患早期识别工作提出了自己的认识和建议：（1）近年来，各种遥感技术在地质灾害隐患识别中发挥了重要作用，但每种技术都有各自的长处和短处，所能识别的隐患类型和特征也不尽相同，只有将各种技术手段综合应用，相互补充和校验，才能最大限度地识别已存在的地质灾害隐患，有效破解隐患识别难题。（2）对于识别难度最大的不稳定斜坡，需要将传统地质勘测与现代技术激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）、航空或半航空物探等有机结合，才能提升识别效率和准确性。（3）利用深度机器学习可望实现地质灾害隐患的智能化自动识别，但目前其仅对光谱和纹理特性显著的新生地质灾害具有较好的自动识别能力，而对其他类型如古老滑坡体、一般地质灾害隐患点而言，自动识别的正确率还不高，应加大力度开展相关方面的深入研究。
中国地质灾害点多面广，目前通过人工排查已发现近30万处隐患点，但近年来发生的多起重大地质灾害并不在已发现的隐患点范围内，应该还有大量的灾害隐患没被发现，尽可能全面识别和发现灾害隐患仍是中国防灾减灾最重要的工作内容之一。就如何进一步推动地质灾害隐患早期识别工作提出了自己的认识和建议：（1）近年来，各种遥感技术在地质灾害隐患识别中发挥了重要作用，但每种技术都有各自的长处和短处，所能识别的隐患类型和特征也不尽相同，只有将各种技术手段综合应用，相互补充和校验，才能最大限度地识别已存在的地质灾害隐患，有效破解隐患识别难题。（2）对于识别难度最大的不稳定斜坡，需要将传统地质勘测与现代技术激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）、航空或半航空物探等有机结合，才能提升识别效率和准确性。（3）利用深度机器学习可望实现地质灾害隐患的智能化自动识别，但目前其仅对光谱和纹理特性显著的新生地质灾害具有较好的自动识别能力，而对其他类型如古老滑坡体、一般地质灾害隐患点而言，自动识别的正确率还不高，应加大力度开展相关方面的深入研究。
2020, 45(11): 1660-1668.
doi: 10.13203/j.whugis20200158
摘要:
震后建筑物损毁信息是灾情快速评估和应急救援的重要决策依据之一。针对传统的建筑物损毁遥感检测技术只关注于顶面信息，导致众多顶面结构完好而中间层、底层倒塌或崩裂的损毁建筑物处于检测盲点的问题，提出了一种融合引入注意力机制的深度学习实例分割模型和图像多尺度分割算法进行震后建筑物立面损毁检测的方法。首先，利用卷积块状注意力模块（convolutional block attention module, CBAM）改进掩模区域卷积神经网络（mask region-based convolutional networks, Mask R-CNN)模型实现了复杂建筑物立面背景中的损毁信息提取；然后，基于建筑物立面影像多尺度分割结果，利用多数投票规则实现了损毁检测结果的后处理优化。实验结果表明，相比传统损毁检测方法，所提方法能够更有效地实现震后建筑物立面损毁信息的精准定位，总体准确率可达到89.15%。
震后建筑物损毁信息是灾情快速评估和应急救援的重要决策依据之一。针对传统的建筑物损毁遥感检测技术只关注于顶面信息，导致众多顶面结构完好而中间层、底层倒塌或崩裂的损毁建筑物处于检测盲点的问题，提出了一种融合引入注意力机制的深度学习实例分割模型和图像多尺度分割算法进行震后建筑物立面损毁检测的方法。首先，利用卷积块状注意力模块（convolutional block attention module, CBAM）改进掩模区域卷积神经网络（mask region-based convolutional networks, Mask R-CNN)模型实现了复杂建筑物立面背景中的损毁信息提取；然后，基于建筑物立面影像多尺度分割结果，利用多数投票规则实现了损毁检测结果的后处理优化。实验结果表明，相比传统损毁检测方法，所提方法能够更有效地实现震后建筑物立面损毁信息的精准定位，总体准确率可达到89.15%。
2020, 45(11): 1669-1677.
doi: 10.13203/j.whugis20190467
摘要:
2013年芦山Ms 7.0级地震发生前数月内，发震断裂的宝兴跨断层短水准场地逆断加速，相邻的鲜水河断裂侏倭、虚墟、沟普、龙灯坝、老乾宁跨断层综合场地观测到准同步压性转折等异常现象。基于震区周边半径300 km内跨断层形变时空演变分析，结合GPS、卫星遥感、井水位、地震活动等辅助资料进行机理探讨。结果显示：震前半年多, 断层形变从有利于应力积累的“继承性”转为“逆继承性”；震前3个月，观测到与震区相邻的鲜水河断裂反向异常增多增强，灰色关联度张压分量时序变化与亚失稳实验所得应力-时间过程相似，发震的龙门山断裂反向变化场地也明显增多，显示出断层活动协同化及加速特征，很可能是该次地震前的亚失稳前兆表现。
2013年芦山Ms 7.0级地震发生前数月内，发震断裂的宝兴跨断层短水准场地逆断加速，相邻的鲜水河断裂侏倭、虚墟、沟普、龙灯坝、老乾宁跨断层综合场地观测到准同步压性转折等异常现象。基于震区周边半径300 km内跨断层形变时空演变分析，结合GPS、卫星遥感、井水位、地震活动等辅助资料进行机理探讨。结果显示：震前半年多, 断层形变从有利于应力积累的“继承性”转为“逆继承性”；震前3个月，观测到与震区相邻的鲜水河断裂反向异常增多增强，灰色关联度张压分量时序变化与亚失稳实验所得应力-时间过程相似，发震的龙门山断裂反向变化场地也明显增多，显示出断层活动协同化及加速特征，很可能是该次地震前的亚失稳前兆表现。
2020, 45(11): 1678-1686.
doi: 10.13203/j.whugis20190368
摘要:
利用合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术和哨兵1号卫星升轨、降轨合成孔径雷达数据，获取了2016-10-17中国青海杂多Mw 5.9级地震的同震形变场，基于弹性半空间位错理论反演确定了杂多地震断层滑动模型，采用边界元法计算得到了区域应变场作用下震中范围内典型断层的平均滑动角，进而结合区域断裂带特征、杂多地震断层滑动模型和边界元计算结果对地震断层滑动进行了分析。结果表明，杂多地震形变沿升轨、降轨视线向的最大沉降量分别为-3.6 cm、-3.8 cm；地震断层滑动未延伸至地表，主要集中在-3.80~-16.17 km深度范围内，最大值约0.27 m，平均滑动角为-36.04°；地震矩为7.70×1017 N·m，矩震级为Mw 5.9级；杂多Mw 5.9级地震断层滑动可能与区域应变场作用下北东东（north east east, NEE)向断层以左旋走滑为主兼有正断分量的破裂相关。
利用合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术和哨兵1号卫星升轨、降轨合成孔径雷达数据，获取了2016-10-17中国青海杂多Mw 5.9级地震的同震形变场，基于弹性半空间位错理论反演确定了杂多地震断层滑动模型，采用边界元法计算得到了区域应变场作用下震中范围内典型断层的平均滑动角，进而结合区域断裂带特征、杂多地震断层滑动模型和边界元计算结果对地震断层滑动进行了分析。结果表明，杂多地震形变沿升轨、降轨视线向的最大沉降量分别为-3.6 cm、-3.8 cm；地震断层滑动未延伸至地表，主要集中在-3.80~-16.17 km深度范围内，最大值约0.27 m，平均滑动角为-36.04°；地震矩为7.70×1017 N·m，矩震级为Mw 5.9级；杂多Mw 5.9级地震断层滑动可能与区域应变场作用下北东东（north east east, NEE)向断层以左旋走滑为主兼有正断分量的破裂相关。
2020, 45(11): 1687-1696.
doi: 10.13203/j.whugis20200214
摘要:
针对昆仑山口37号冰川(简称KLSK-37)冰舌前缘滑塌对青藏铁路和青藏公路的潜在威胁，基于Hexagon KH-9历史卫星影像、多源数字高程模型(digital elevation model, DEM)以及谷歌地球(Google Earth，GE)高分辨光学影像，首次揭示了该冰川近40 a来的末端边界和表面高程演化特征。结果显示，1979―2010年KLSK-37冰川冰舌前进速度为（5±1.8）m/a，但是近10 a来前进速度加快，2015―2018年前进速度达（30±4.2）m/a。DEM差分结果估计得到1979―2000年、2000―2011年和2011―2018年共3个时间段内冰舌前缘堆积体增加的体积分别为（2.87±1.78）×105、（5.03±1.22）×105、（2.74±1.25）×105 m3，近40 a增加的总堆积体积为（10.64±2.50）×105 m3。综合分析KLSK-37冰川作用区的地形和研究区气候资料，发现冰川末端的阶坎状地形和表碛区冰面湖的发育是其冰舌堆积体处于强烈活动状态的主要原因，而昆仑山口气候近数十年暖湿化加剧趋势可能是其冰舌区不断滑塌的长期驱动因素。
针对昆仑山口37号冰川(简称KLSK-37)冰舌前缘滑塌对青藏铁路和青藏公路的潜在威胁，基于Hexagon KH-9历史卫星影像、多源数字高程模型(digital elevation model, DEM)以及谷歌地球(Google Earth，GE)高分辨光学影像，首次揭示了该冰川近40 a来的末端边界和表面高程演化特征。结果显示，1979―2010年KLSK-37冰川冰舌前进速度为（5±1.8）m/a，但是近10 a来前进速度加快，2015―2018年前进速度达（30±4.2）m/a。DEM差分结果估计得到1979―2000年、2000―2011年和2011―2018年共3个时间段内冰舌前缘堆积体增加的体积分别为（2.87±1.78）×105、（5.03±1.22）×105、（2.74±1.25）×105 m3，近40 a增加的总堆积体积为（10.64±2.50）×105 m3。综合分析KLSK-37冰川作用区的地形和研究区气候资料，发现冰川末端的阶坎状地形和表碛区冰面湖的发育是其冰舌堆积体处于强烈活动状态的主要原因，而昆仑山口气候近数十年暖湿化加剧趋势可能是其冰舌区不断滑塌的长期驱动因素。
2020, 45(11): 1697-1706.
doi: 10.13203/j.whugis20200268
摘要:
滑坡预警预报是滑坡动力灾害研究工作的重点和难点问题，预警及时性和预报准确性是评估滑坡预警预报效果的两个核心关键指标。地基合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）为近距离遥感监测边坡、开展滑坡预警预报工作提供了先进的技术手段，为准确定位滑体位置、圈定滑体规模、分析判断滑坡风险及预测滑坡时间提供了丰富的数据源。基于经典边坡变形演化三阶段理论，采用具有近实时性、覆盖监测区域面变形信息的地基SAR监测数据，结合边坡监测数据周期短、密度大、面覆盖的特点，提出了基于变形速度和变形面积的双指标滑坡预警方法。此外，还针对监测数据振荡性强、趋势性弱、预报时效性差的问题，根据变形速度-时间序列曲线与边坡稳定性之间负相关的关系，提出了速度取倒数、去限值、不等周期平滑处理监测数据快速处理方法，并建立了一种边坡稳定度快速收敛的滑坡破坏时间预测模型。露天矿边坡的现场实践和应用表明所提出的预警预报方法实操性强，预测结果准确。
滑坡预警预报是滑坡动力灾害研究工作的重点和难点问题，预警及时性和预报准确性是评估滑坡预警预报效果的两个核心关键指标。地基合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）为近距离遥感监测边坡、开展滑坡预警预报工作提供了先进的技术手段，为准确定位滑体位置、圈定滑体规模、分析判断滑坡风险及预测滑坡时间提供了丰富的数据源。基于经典边坡变形演化三阶段理论，采用具有近实时性、覆盖监测区域面变形信息的地基SAR监测数据，结合边坡监测数据周期短、密度大、面覆盖的特点，提出了基于变形速度和变形面积的双指标滑坡预警方法。此外，还针对监测数据振荡性强、趋势性弱、预报时效性差的问题，根据变形速度-时间序列曲线与边坡稳定性之间负相关的关系，提出了速度取倒数、去限值、不等周期平滑处理监测数据快速处理方法，并建立了一种边坡稳定度快速收敛的滑坡破坏时间预测模型。露天矿边坡的现场实践和应用表明所提出的预警预报方法实操性强，预测结果准确。
2020, 45(11): 1707-1716.
doi: 10.13203/j.whugis20200263
摘要:
2017-08-08，中国四川省九寨沟县发生Ms 7.0级地震，此次地震震级大、震源浅、烈度高，造成了严重的人员伤亡与财产损失，并引发了大量山体崩塌、滑坡等次生灾害。利用合成孔径雷达干涉测量（synthetic aperture radar interferometry，InSAR）技术对九寨沟地区开展潜在滑坡隐患早期识别与探测研究。首先，通过常规差分干涉测量（differential InSAR，DInSAR）技术处理分析6景先进陆地观测卫星（advanced land observing satellite, ALOS)-2 L波段相控合成孔径雷达（phased array type L-band synthetic aperture radar, PALSAR)-2升轨数据，对研究区域进行了灾害隐患快速普查；然后，利用时间序列InSAR技术处理112景哨兵1号(Sentinel-1)升降轨数据，对重点区域进行精细详查分析。研究结果发现，在九寨沟地区共探测出13处滑坡隐患，其中7处毗邻居民区；进一步对重点滑坡隐患进行时序变形监测，发现多处滑坡自震后长期处于持续线性形变中，对当地人民生命财产安全构成潜在威胁。实地调查结果验证了基于InSAR技术的滑坡隐患早期识别与探测方法的可靠性，研究结果可为九寨沟地区防灾减灾提供重要的决策依据。
2017-08-08，中国四川省九寨沟县发生Ms 7.0级地震，此次地震震级大、震源浅、烈度高，造成了严重的人员伤亡与财产损失，并引发了大量山体崩塌、滑坡等次生灾害。利用合成孔径雷达干涉测量（synthetic aperture radar interferometry，InSAR）技术对九寨沟地区开展潜在滑坡隐患早期识别与探测研究。首先，通过常规差分干涉测量（differential InSAR，DInSAR）技术处理分析6景先进陆地观测卫星（advanced land observing satellite, ALOS)-2 L波段相控合成孔径雷达（phased array type L-band synthetic aperture radar, PALSAR)-2升轨数据，对研究区域进行了灾害隐患快速普查；然后，利用时间序列InSAR技术处理112景哨兵1号(Sentinel-1)升降轨数据，对重点区域进行精细详查分析。研究结果发现，在九寨沟地区共探测出13处滑坡隐患，其中7处毗邻居民区；进一步对重点滑坡隐患进行时序变形监测，发现多处滑坡自震后长期处于持续线性形变中，对当地人民生命财产安全构成潜在威胁。实地调查结果验证了基于InSAR技术的滑坡隐患早期识别与探测方法的可靠性，研究结果可为九寨沟地区防灾减灾提供重要的决策依据。
2020, 45(11): 1717-1727.
doi: 10.13203/j.whugis20190222
摘要:
为了在仿真的干涉图中较好地模拟合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)图像中存在的叠掩和阴影现象，为多通道干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)系统设计及相关算法的研究提供合适的数据源，提出了一种顾及叠掩与阴影情况的多通道InSAR干涉图仿真方法。首先，根据已知的数字高程模型(digital elevation model，DEM)和多通道InSAR系统参数进行计算，获得各个干涉通道对应的真实干涉相位；接着，根据干涉相位的概率密度函数生成相应的相位噪声加入到真实干涉相位中；然后，将叠掩部分的干涉相位进行加权叠加，并将高斯白噪声附加到阴影部分，从而得到顾及叠掩与阴影的多通道InSAR干涉相位图。利用3组不同的DEM进行仿真实验并获得了相应的多通道InSAR干涉图，验证了该方法的有效性。仿真结果及相关分析表明，该方法简单快捷，且考虑到了叠掩及阴影对干涉相位的影响，可为多通道InSAR技术及相关算法的研究提供更符合实际情况的仿真数据。
为了在仿真的干涉图中较好地模拟合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)图像中存在的叠掩和阴影现象，为多通道干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)系统设计及相关算法的研究提供合适的数据源，提出了一种顾及叠掩与阴影情况的多通道InSAR干涉图仿真方法。首先，根据已知的数字高程模型(digital elevation model，DEM)和多通道InSAR系统参数进行计算，获得各个干涉通道对应的真实干涉相位；接着，根据干涉相位的概率密度函数生成相应的相位噪声加入到真实干涉相位中；然后，将叠掩部分的干涉相位进行加权叠加，并将高斯白噪声附加到阴影部分，从而得到顾及叠掩与阴影的多通道InSAR干涉相位图。利用3组不同的DEM进行仿真实验并获得了相应的多通道InSAR干涉图，验证了该方法的有效性。仿真结果及相关分析表明，该方法简单快捷，且考虑到了叠掩及阴影对干涉相位的影响，可为多通道InSAR技术及相关算法的研究提供更符合实际情况的仿真数据。
2020, 45(11): 1728-1738.
doi: 10.13203/j.whugis20190372
摘要:
陕西省延安新区的“平山造城”是目前世界上在湿陷性黄土沟壑地区规模最大的岩土工程。大规模的土地创造、工程建设及复杂的工程地质条件，引起了大量的不均匀地面沉降。首先利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)技术对2017-12—2018-12期间获取的升轨哨兵1号A星(Sentinel-1A)数据进行分析，获取了延安新区平山造城工程工后的地面沉降分布特征，并通过实地调查验证了InSAR技术探测结果的可靠性，然后讨论分析了影响地面沉降分布的主要因素。结果表明，延安新区工后地面沉降主要分布在填方区，最大形变速率达120.1 mm/a。填方工程中黄土的重塑及其物理力学性质的改变是填方区地面沉降的主要内在因素，挖填方工程和填方体厚度是地面沉降分布与大小的主要控制因素，人类活动和地质环境的改变也会加速地面沉降的发展。时序InSAR技术可为黄土重大工程灾害隐患的早期识别提供有效的技术手段，为进一步开展监测预警、规划建设或科学防控提供依据。
陕西省延安新区的“平山造城”是目前世界上在湿陷性黄土沟壑地区规模最大的岩土工程。大规模的土地创造、工程建设及复杂的工程地质条件，引起了大量的不均匀地面沉降。首先利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)技术对2017-12—2018-12期间获取的升轨哨兵1号A星(Sentinel-1A)数据进行分析，获取了延安新区平山造城工程工后的地面沉降分布特征，并通过实地调查验证了InSAR技术探测结果的可靠性，然后讨论分析了影响地面沉降分布的主要因素。结果表明，延安新区工后地面沉降主要分布在填方区，最大形变速率达120.1 mm/a。填方工程中黄土的重塑及其物理力学性质的改变是填方区地面沉降的主要内在因素，挖填方工程和填方体厚度是地面沉降分布与大小的主要控制因素，人类活动和地质环境的改变也会加速地面沉降的发展。时序InSAR技术可为黄土重大工程灾害隐患的早期识别提供有效的技术手段，为进一步开展监测预警、规划建设或科学防控提供依据。
2020, 45(11): 1739-1746.
doi: 10.13203/j.whugis20200077
摘要:
在高陡边坡岩体结构面的调查中，无人机倾斜摄影测量技术可全面、精确、快捷地获得坡面岩体结构信息。以实际崩塌为研究对象，使用多旋翼单镜头无人机开展航测重建三维边坡模型，利用霍夫法向算法和HSV(hue, saturation, value)算法构建可视化三维岩体结构模型，并对模型进行球形k均值聚类来完成结构面分组提取。研究结果表明，该方法能从三维岩体结构模型中对结构面倾向和倾角进行快速提取和分析，还可在三维空间中对结构面间距、迹长等要素进行准确测量，并根据提取出的结构面构建原位三维岩体结构面模型，为利用倾斜摄影测量调查高陡边坡岩体结构面信息和崩塌灾害形成机理提供了一套可行的解决方案。
在高陡边坡岩体结构面的调查中，无人机倾斜摄影测量技术可全面、精确、快捷地获得坡面岩体结构信息。以实际崩塌为研究对象，使用多旋翼单镜头无人机开展航测重建三维边坡模型，利用霍夫法向算法和HSV(hue, saturation, value)算法构建可视化三维岩体结构模型，并对模型进行球形k均值聚类来完成结构面分组提取。研究结果表明，该方法能从三维岩体结构模型中对结构面倾向和倾角进行快速提取和分析，还可在三维空间中对结构面间距、迹长等要素进行准确测量，并根据提取出的结构面构建原位三维岩体结构面模型，为利用倾斜摄影测量调查高陡边坡岩体结构面信息和崩塌灾害形成机理提供了一套可行的解决方案。
2020, 45(11): 1747-1755.
doi: 10.13203/j.whugis20200132
摘要:
区域性滑坡识别是滑坡灾害风险管理的基础，传统的识别工作主要依靠人力完成。在已有的滑坡自动识别研究中，方法上以机器学习为主，数据源上对谷歌地球影像应用较少，识别对象上多以与环境差异较大的新滑坡为主。结合深度学习方法和谷歌地球影像数据对中国典型黄土地区历史滑坡进行自动识别。首先，基于开源谷歌地球影像建立了历史黄土滑坡样本数据库，包含黄土滑坡2 498处；然后，利用掩膜区域卷积神经网络(mask region-based convolutional networks，Mask R-CNN)目标检测模块进行黄土滑坡自动识别。识别的准确率为0.56，召回率为0.72，F1值为0.63。结果表明，Mask R-CNN是一种稳健性较好的方法，可以用于以谷歌地球影像为数据源的黄土滑坡自动识别，为快速准确地进行区域滑坡灾害调查提供了可能。
区域性滑坡识别是滑坡灾害风险管理的基础，传统的识别工作主要依靠人力完成。在已有的滑坡自动识别研究中，方法上以机器学习为主，数据源上对谷歌地球影像应用较少，识别对象上多以与环境差异较大的新滑坡为主。结合深度学习方法和谷歌地球影像数据对中国典型黄土地区历史滑坡进行自动识别。首先，基于开源谷歌地球影像建立了历史黄土滑坡样本数据库，包含黄土滑坡2 498处；然后，利用掩膜区域卷积神经网络(mask region-based convolutional networks，Mask R-CNN)目标检测模块进行黄土滑坡自动识别。识别的准确率为0.56，召回率为0.72，F1值为0.63。结果表明，Mask R-CNN是一种稳健性较好的方法，可以用于以谷歌地球影像为数据源的黄土滑坡自动识别，为快速准确地进行区域滑坡灾害调查提供了可能。
2020, 45(11): 1756-1762.
doi: 10.13203/j.whugis20200259
摘要:
星载合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)能够探测地表微小形变信息，但目前开展广域尺度下InSAR地灾隐患识别在技术层面仍存在很大的挑战性：如何“广域、快速、经济”地获取可靠的InSAR产品仍是地灾隐患识别“普查”的重点。哨兵1号(Sentinel-1)渐进逐行扫描模式(terrain observation with progressive scans，TOPS)和先进陆地观测卫星(advanced land observing satellite, ALOS)-2合成孔径雷达扫描模式(scanning synthetic aperture radar，ScanSAR)具有超大幅宽对地成像能力，因此，综合利用距离向频谱分割(range split spectrum)、Stacking-InSAR等技术，在金沙江中下游四川省攀枝花市至乌东德水电站河段，基于宽幅成像合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)数据开展多时相InSAR联合识别地灾隐患的应用，野外查证发现TOPS和ScanSAR模式InSAR数据识别的地灾隐患位置在实地几乎都存在形变迹象。
星载合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)能够探测地表微小形变信息，但目前开展广域尺度下InSAR地灾隐患识别在技术层面仍存在很大的挑战性：如何“广域、快速、经济”地获取可靠的InSAR产品仍是地灾隐患识别“普查”的重点。哨兵1号(Sentinel-1)渐进逐行扫描模式(terrain observation with progressive scans，TOPS)和先进陆地观测卫星(advanced land observing satellite, ALOS)-2合成孔径雷达扫描模式(scanning synthetic aperture radar，ScanSAR)具有超大幅宽对地成像能力，因此，综合利用距离向频谱分割(range split spectrum)、Stacking-InSAR等技术，在金沙江中下游四川省攀枝花市至乌东德水电站河段，基于宽幅成像合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)数据开展多时相InSAR联合识别地灾隐患的应用，野外查证发现TOPS和ScanSAR模式InSAR数据识别的地灾隐患位置在实地几乎都存在形变迹象。
2020, 45(11): 1763-1770.
doi: 10.13203/j.whugis20190344
摘要:
巴东-秭归盆地位于三峡地区西部，南侧为雪峰山厚皮构造带，北侧为秦岭造山带，东部近邻黄陵背斜，西部为四川盆地的东延部分。巴东-秭归盆地为南北轴向的向斜构造，盆地内沉积物以晚三叠-晚侏罗世沙泥质岩为主，特殊的构造环境造成盆地内构造活动强烈。利用三维重力反演，得到巴东-秭归一线及邻区地下三维密度结构。结果表明：秭归盆地较周边区域密度更低，东部沉积厚度较西部深，沉积密度较西部小，区内中小地震基本集中在地下4~12 km，沉积活动强烈；盆地内有东部低密度物质向西部搬运进积，同时受到四川盆地的向东延伸挤压，推测盆地内有东西相互运动挤压的趋势。
巴东-秭归盆地位于三峡地区西部，南侧为雪峰山厚皮构造带，北侧为秦岭造山带，东部近邻黄陵背斜，西部为四川盆地的东延部分。巴东-秭归盆地为南北轴向的向斜构造，盆地内沉积物以晚三叠-晚侏罗世沙泥质岩为主，特殊的构造环境造成盆地内构造活动强烈。利用三维重力反演，得到巴东-秭归一线及邻区地下三维密度结构。结果表明：秭归盆地较周边区域密度更低，东部沉积厚度较西部深，沉积密度较西部小，区内中小地震基本集中在地下4~12 km，沉积活动强烈；盆地内有东部低密度物质向西部搬运进积，同时受到四川盆地的向东延伸挤压，推测盆地内有东西相互运动挤压的趋势。
2020, 45(11): 1771-1781.
doi: 10.13203/j.whugis20200044
摘要:
受茂密植被覆盖的影响，采用传统的光学遥感影像解译方法无法实现对历史地质灾害的准确识别与精细遥感解译。近年来，激光雷达技术（light detection and ranging, LiDAR）的发展为植被茂密山区地质灾害解译带来了新途径。以九寨沟震区为例，基于高精度机载LiDAR数据，采用红色立体地图（red relief image map, RRIM）数据处理方法，避免了数字高程模型(digital elevation model, DEM)山体阴影的不利影响，提出了崩塌、滑坡和泥石流灾害的地貌识别标志与遥感解译方法，提高了植被茂密山区地质灾害遥感解译的精度与准确性。共解译九寨沟震区熊猫海区域震前地质灾害311处，总面积约11.8 km2，在此基础上分析了震前地质灾害的空间分布特征，可以为九寨沟震区地质灾害防治与风险评价提供数据支撑。
受茂密植被覆盖的影响，采用传统的光学遥感影像解译方法无法实现对历史地质灾害的准确识别与精细遥感解译。近年来，激光雷达技术（light detection and ranging, LiDAR）的发展为植被茂密山区地质灾害解译带来了新途径。以九寨沟震区为例，基于高精度机载LiDAR数据，采用红色立体地图（red relief image map, RRIM）数据处理方法，避免了数字高程模型(digital elevation model, DEM)山体阴影的不利影响，提出了崩塌、滑坡和泥石流灾害的地貌识别标志与遥感解译方法，提高了植被茂密山区地质灾害遥感解译的精度与准确性。共解译九寨沟震区熊猫海区域震前地质灾害311处，总面积约11.8 km2，在此基础上分析了震前地质灾害的空间分布特征，可以为九寨沟震区地质灾害防治与风险评价提供数据支撑。
2020, 45(11): 1782-1791.
doi: 10.13203/j.whugis20200261
摘要:
大量的矿产资源开发与特殊的地质环境使贵州省成为矿山地质灾害最为发育的地区之一，矿山地质灾害具有分布广、影响大、潜在灾害隐患突出等特点。以贵州省盘州市盘关镇为研究区，在详细调查矿山地质灾害的基础上，建立了矿山地质灾害风险评价体系：通过证据权重法，选取坡度、坡向、高程、曲率、人类工程活动、地层岩性、距断层距离、距采空区距离等8个评价指标，实现了矿山地质灾害易发性区划；以不同频率（10%、5%、2%、1%）下的年最大日降雨量作为时间动态因素，提出了不同降雨概率下的矿山地质灾害危险性评价方法；根据典型城镇不同承灾体的分布特征，制作了易损性分布图；结合矿山地质灾害危险性和承灾体易损性综合构建了典型城镇矿山地质灾害风险评价模型，为矿山地质灾害防治提供科学依据。结果表明：在不同降雨频率下，80.55%的区域始终保持低风险；19.29%的区域风险等级随降雨频率的降低而增大；0.16%的区域始终保持高风险，应立即采取监测预警、工程防治与应急避险相互结合的措施。
大量的矿产资源开发与特殊的地质环境使贵州省成为矿山地质灾害最为发育的地区之一，矿山地质灾害具有分布广、影响大、潜在灾害隐患突出等特点。以贵州省盘州市盘关镇为研究区，在详细调查矿山地质灾害的基础上，建立了矿山地质灾害风险评价体系：通过证据权重法，选取坡度、坡向、高程、曲率、人类工程活动、地层岩性、距断层距离、距采空区距离等8个评价指标，实现了矿山地质灾害易发性区划；以不同频率（10%、5%、2%、1%）下的年最大日降雨量作为时间动态因素，提出了不同降雨概率下的矿山地质灾害危险性评价方法；根据典型城镇不同承灾体的分布特征，制作了易损性分布图；结合矿山地质灾害危险性和承灾体易损性综合构建了典型城镇矿山地质灾害风险评价模型，为矿山地质灾害防治提供科学依据。结果表明：在不同降雨频率下，80.55%的区域始终保持低风险；19.29%的区域风险等级随降雨频率的降低而增大；0.16%的区域始终保持高风险，应立即采取监测预警、工程防治与应急避险相互结合的措施。
2020, 45(11): 1792-1800.
doi: 10.13203/j.whugis20200180
摘要:
2008年汶川Ms 8.0级地震触发了大量的崩塌滑坡地质灾害，导致强震区震后地质灾害活动规模和频率显著增加。选取地质灾害频发的绵远河流域作为研究区，分别利用最大似然法和随机森林算法自动提取该区域2007—2018年的滑坡灾害信息。结果表明：随机森林算法提取效果较理想，能准确识别区域内的大部分滑坡，且与已有研究成果结果更吻合，正确率均值为86.73%。汶川地震震后10 a间研究区滑坡活动状态可分为3种：2008—2011年为强活动期，滑坡活动规模和频率较地震前显著增加，灾害损失严重；2012—2016年为中等活动期，滑坡活动规模和频率逐渐降低，灾害事件偶尔发生；2017年之后为弱活动期，滑坡活动规模和频率显著降低，灾害事件鲜有发生，但仍然没有恢复到震前水平。
2008年汶川Ms 8.0级地震触发了大量的崩塌滑坡地质灾害，导致强震区震后地质灾害活动规模和频率显著增加。选取地质灾害频发的绵远河流域作为研究区，分别利用最大似然法和随机森林算法自动提取该区域2007—2018年的滑坡灾害信息。结果表明：随机森林算法提取效果较理想，能准确识别区域内的大部分滑坡，且与已有研究成果结果更吻合，正确率均值为86.73%。汶川地震震后10 a间研究区滑坡活动状态可分为3种：2008—2011年为强活动期，滑坡活动规模和频率较地震前显著增加，灾害损失严重；2012—2016年为中等活动期，滑坡活动规模和频率逐渐降低，灾害事件偶尔发生；2017年之后为弱活动期，滑坡活动规模和频率显著降低，灾害事件鲜有发生，但仍然没有恢复到震前水平。
2020, 45(11): 1801-1808.
doi: 10.13203/j.whugis20190474
摘要:
地基多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达能够避免使用大尺寸天线或长线性导轨，与真实孔径雷达和合成孔径雷达相比更适合在隧道等狭小空间中使用。研究了一种基于MIMO技术的微型地基干涉雷达原理与方法。该雷达采用毫米波实现设备的微型化，采用MIMO技术构建大尺寸虚拟孔径天线，提升方位角分辨率，采用宽带调频连续波获得高的距离分辨率。利用傅里叶变换和波束形成实现监测目标区域的快速成像，与传统后向投影算法相比具有更好的实时性。利用差分干涉测量技术得到目标在雷达视线方向的高精度变形信息。实验原型样机为2发4收天线结构，发射77 GHz宽带调频连续波信号，提供4 GHz扫描带宽。使用步进电机控制角反射器在导轨上运动模拟目标变形。实验结果表明，所述雷达系统能够对短距离目标进行准确成像，具有较强的抗干扰能力，可获取优于亚毫米级的位移精度。
地基多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达能够避免使用大尺寸天线或长线性导轨，与真实孔径雷达和合成孔径雷达相比更适合在隧道等狭小空间中使用。研究了一种基于MIMO技术的微型地基干涉雷达原理与方法。该雷达采用毫米波实现设备的微型化，采用MIMO技术构建大尺寸虚拟孔径天线，提升方位角分辨率，采用宽带调频连续波获得高的距离分辨率。利用傅里叶变换和波束形成实现监测目标区域的快速成像，与传统后向投影算法相比具有更好的实时性。利用差分干涉测量技术得到目标在雷达视线方向的高精度变形信息。实验原型样机为2发4收天线结构，发射77 GHz宽带调频连续波信号，提供4 GHz扫描带宽。使用步进电机控制角反射器在导轨上运动模拟目标变形。实验结果表明，所述雷达系统能够对短距离目标进行准确成像，具有较强的抗干扰能力，可获取优于亚毫米级的位移精度。
2020, 45(11): 1809-1817.
doi: 10.13203/j.whugis20190144
摘要:
以三峡库区秭归县郭家坝镇为研究区，从多源数据中提取12类滑坡评价因子，在采用网格单元作为评价单元的基础上，利用深度信念网络(deep belief network，DBN)对该区域的滑坡易发性进行评价，生成了该区域的滑坡易发性分区图，并与浅层神经网络和传统的逻辑回归方法进行比较, 采用受试者工作特征曲线、总体精度和Kappa系数3种精度评价方法对结果进行评价。结果表明，基于深度信念网络的滑坡易发性评价模型具有较好的稳定性，其预测结果的曲线下面积、总体精度、Kappa系数在3个模型中最优，分别为0.95、90%和0.81，表明DBN在滑坡易发性评价中具有较好的预测能力。
以三峡库区秭归县郭家坝镇为研究区，从多源数据中提取12类滑坡评价因子，在采用网格单元作为评价单元的基础上，利用深度信念网络(deep belief network，DBN)对该区域的滑坡易发性进行评价，生成了该区域的滑坡易发性分区图，并与浅层神经网络和传统的逻辑回归方法进行比较, 采用受试者工作特征曲线、总体精度和Kappa系数3种精度评价方法对结果进行评价。结果表明，基于深度信念网络的滑坡易发性评价模型具有较好的稳定性，其预测结果的曲线下面积、总体精度、Kappa系数在3个模型中最优，分别为0.95、90%和0.81，表明DBN在滑坡易发性评价中具有较好的预测能力。
2020, 45(11): 1818-1828.
doi: 10.13203/j.whugis20190225
摘要:
在大数据环境下，内涝情景描述的高频实时、交互共享、跨界数据融合和粒度缩放均成为可能；相应地，在内涝情景的表达上，更加需要从全景视角出发认知情景的全局整体关联。首先, 以全景式管理思想为指导，提出内涝灾害的多维情景框架，选取情景层次、类型和粒度3个情景维度；随后，聚焦城市、社区和居民3个典型情景层次的情景要素关联，基于数据嵌套理论，构建了基于情景嵌套的内涝灾害情景维度模型；进一步地，提出多维情景生成的迭代算法，集成多层次内涝情景数据，实现了情景描述的修正与完善；最后，通过对武汉市东湖高新区的用例分析，验证了内涝情景维度模型的合理性与有效性。
在大数据环境下，内涝情景描述的高频实时、交互共享、跨界数据融合和粒度缩放均成为可能；相应地，在内涝情景的表达上，更加需要从全景视角出发认知情景的全局整体关联。首先, 以全景式管理思想为指导，提出内涝灾害的多维情景框架，选取情景层次、类型和粒度3个情景维度；随后，聚焦城市、社区和居民3个典型情景层次的情景要素关联，基于数据嵌套理论，构建了基于情景嵌套的内涝灾害情景维度模型；进一步地，提出多维情景生成的迭代算法，集成多层次内涝情景数据，实现了情景描述的修正与完善；最后，通过对武汉市东湖高新区的用例分析，验证了内涝情景维度模型的合理性与有效性。
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doi: 10.13203/j.whugis20200221
摘要:
信息通信技术（information and communications technology，ICT）等技术的发展使现代地图面临着机遇和挑战，地图趋向数字虚拟空间方向发展，地图学的研究方法、主题与传统大相径庭，地图虚拟空间的理论还有很大的发展空间，同时互联网技术（internet technology，IT）领域的学科跨界迫使地图逐渐发展成为互联网产品的附属物，内忧外患的双重夹击使得地图学亟待完善和更新理论。“师夷长技以制夷”，地图学发展的难题促使学者向其他领域进行探索，“数字+文化”的发展将游戏推向高新技术的前列。游戏通常具有明显的地理意义，游戏地图则是现代ICT技术和地图的合体。以游戏地图的结构为研究对象，以游戏地图的维度、交互性、叙事探索性和文化传播性来探究虚拟空间的特点、本质及对现实物理世界的启示，发掘其对地图理论的扩展，从而完善ICT时代地图学的知识和理论，促进地图学的发展。
信息通信技术（information and communications technology，ICT）等技术的发展使现代地图面临着机遇和挑战，地图趋向数字虚拟空间方向发展，地图学的研究方法、主题与传统大相径庭，地图虚拟空间的理论还有很大的发展空间，同时互联网技术（internet technology，IT）领域的学科跨界迫使地图逐渐发展成为互联网产品的附属物，内忧外患的双重夹击使得地图学亟待完善和更新理论。“师夷长技以制夷”，地图学发展的难题促使学者向其他领域进行探索，“数字+文化”的发展将游戏推向高新技术的前列。游戏通常具有明显的地理意义，游戏地图则是现代ICT技术和地图的合体。以游戏地图的结构为研究对象，以游戏地图的维度、交互性、叙事探索性和文化传播性来探究虚拟空间的特点、本质及对现实物理世界的启示，发掘其对地图理论的扩展，从而完善ICT时代地图学的知识和理论，促进地图学的发展。
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doi: 10.13203/j.whugis20200172
摘要(16)
摘要:
针对多种分布形式混合的观测数据，建立了 P 范分布混合模型，考虑到模型中混合数属于不完全数 据，引入 EM 算法，对该混合模型的参数进行估计，详细推导 P范混合模型参数估计的迭代公式，并给出了相应的迭代步骤。最后采用混合高斯分布数据、拉普拉斯分布与高斯分布混合数据以及实测 GPS 观测值残差数据，验证了本文公式的正确性和适应性。算例结果表明，相比于单一概率分布，P范混合模型能够准确反映数据分布的实际情况，同时利用 EM 算法估计的模型参数具有较高的精度。
针对多种分布形式混合的观测数据，建立了 P 范分布混合模型，考虑到模型中混合数属于不完全数 据，引入 EM 算法，对该混合模型的参数进行估计，详细推导 P范混合模型参数估计的迭代公式，并给出了相应的迭代步骤。最后采用混合高斯分布数据、拉普拉斯分布与高斯分布混合数据以及实测 GPS 观测值残差数据，验证了本文公式的正确性和适应性。算例结果表明，相比于单一概率分布，P范混合模型能够准确反映数据分布的实际情况，同时利用 EM 算法估计的模型参数具有较高的精度。
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doi: 10.13203/j.whugis20200098
摘要:
无人机作为一种新兴的低空遥感平台，具有多种类型的平台和载荷。尽管南极的自然条件严酷，无人机的应用范围仍涵盖了南极基础和应用科学的诸多领域。本文首先论述了南极的环境条件对操作无人机的特殊影响，包括气象、电磁场、光照等因素。继而对目前无人机在南极考察与科学应用中的研究现状做了系统的检索，在收集到的104篇全部相关资料中，梳理了发表时间、主流的期刊、研究区、国家与研究机构等内容，并分7个主要应用领域综述了代表性文献，具体包括：航空、大气、海冰与冰山、冰川、地貌与地磁、生态-植被、生态-动物。本文还全面回顾了我国南极科学考察中的无人机发展历程和重点成果，最后总结出目前南极无人机应用领域研究的不足之处，并阐明了未来发展趋势和建议。
无人机作为一种新兴的低空遥感平台，具有多种类型的平台和载荷。尽管南极的自然条件严酷，无人机的应用范围仍涵盖了南极基础和应用科学的诸多领域。本文首先论述了南极的环境条件对操作无人机的特殊影响，包括气象、电磁场、光照等因素。继而对目前无人机在南极考察与科学应用中的研究现状做了系统的检索，在收集到的104篇全部相关资料中，梳理了发表时间、主流的期刊、研究区、国家与研究机构等内容，并分7个主要应用领域综述了代表性文献，具体包括：航空、大气、海冰与冰山、冰川、地貌与地磁、生态-植被、生态-动物。本文还全面回顾了我国南极科学考察中的无人机发展历程和重点成果，最后总结出目前南极无人机应用领域研究的不足之处，并阐明了未来发展趋势和建议。
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doi: 10.13203/j.whugis20200422
摘要:
公共卫生事件和公共安全应急事件凸显了人群动态的观测重要性，人群动态的观测是对人观测的重要组成部分，也是构建“空-天-地-海-人”全球观测体系的重要环节。首先介绍人群动态的观测概念、内涵和边界，以及该方面理论的作用与意义；接着，基于公共卫生与安全应急的视野，重点分析人群动态的精准性、科学性和按需性等观测需求、以及人群动态的数据感知、人群规模的采样扩样、人群动态的定量建模、人群动态研究领域等现状；然后，从4个重要方面思考人群动态的观测任务，包括个体与群体的严谨区分、以时空过程为中心的非常态观测、数据缺失下的观测思维突破、特定情景推演下的人群动态科学预测等；最后，结合公共卫生与安全应急任务，总结3个重要的研究挑战，包括观测能力的提升挑战、对人与对地观测的融合观测挑战、对人观测的研究伦理挑战等。该文所提出的概念、思考维度与挑战方向，对应对公共卫生与安全应急重大事件、弄清城市多类空间发展规律、掌握空间演进分异机制、掌控城市空间发展路径等提供基础理论与方法，具有重要的前沿探索意义。
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创刊于1957年 月刊
ISSN 1671-8860
CN 42-1676/TN
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