張鐘遠(yuǎn)，徐世光，鄧明國，曾營，4，李超，5，晁江琴

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，昆明 650000；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)重慶研究院，重慶 400020；3.云南地礦工程勘察集團(tuán)有限公司，昆明 650000；4.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，成都 610000；5.青島市勘察測(cè)繪研究院，青島 266000；6.昭通學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院，昭通 657000)

滑坡災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此非常有必要對(duì)滑坡災(zāi)害開展監(jiān)測(cè)工作。合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar，SAR)技術(shù)可隨時(shí)主動(dòng)成像進(jìn)行觀測(cè)，具有穿透性強(qiáng)、不受云霧等自然現(xiàn)象影響的特點(diǎn)，且有數(shù)據(jù)精確度高的優(yōu)點(diǎn)，近年來眾多學(xué)者將合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(interferometric SAR，InSAR)技術(shù)應(yīng)用于滑坡監(jiān)測(cè)中，取得了不錯(cuò)的成效[1-3]。

主要的星載SAR系統(tǒng)有日本的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星(ALOS-2)，歐洲航空航天局的哨兵1號(hào)(Sentinel-1A)和國產(chǎn)高分3號(hào)(GF-3)等[4]。通過星載SAR系統(tǒng)獲取研究區(qū)的影像數(shù)據(jù)，采用InSAR技術(shù)獲取研究區(qū)地表變形速率和時(shí)間序列結(jié)果，識(shí)別潛在滑坡隱患，監(jiān)測(cè)古滑坡變形特征，從地表形變角度有效監(jiān)測(cè)滑坡近期變形狀態(tài)，從而分析預(yù)測(cè)滑坡災(zāi)變趨勢(shì)，可為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持[5-7]。對(duì)于已發(fā)生的滑坡災(zāi)害研究，可通過時(shí)序InSAR技術(shù)追溯滑坡的變形過程，重現(xiàn)滑坡不同演化階段的地表位移，實(shí)現(xiàn)一些重大滑坡地質(zhì)災(zāi)害的“復(fù)盤”，結(jié)合數(shù)值模擬等其他研究手段進(jìn)而揭示滑坡演化機(jī)理[8-10]。近年來，中國學(xué)者提出“天-空-地”一體化地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)，且成效顯著，使得InSAR技術(shù)得到大力推廣[11-13]。常用的InSAR技術(shù)有合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量(differential InSAR，D-InSAR)，永久散射體雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)(permanent scatterer InSAR，PS-InSAR)和短基線子集干涉測(cè)量技術(shù)(small baseline subset InSAR，SBAS-InSAR)，D-InSAR與PS-InSAR在植被覆蓋區(qū)容易造成失相干，而SBAS-InSAR技術(shù)用于監(jiān)測(cè)地表形變，可以克服時(shí)間與空間失相干現(xiàn)象，在植被覆蓋區(qū)具有一定的優(yōu)勢(shì)。

基于此，獲取了2018年6月19日—2020年12月17日期間覆蓋木場(chǎng)古滑坡的58景哨兵1號(hào)(Sentinel-1)降軌數(shù)據(jù)，采用SBAS-InSAR技術(shù)對(duì)木場(chǎng)古滑坡進(jìn)行形變監(jiān)測(cè)，結(jié)合木場(chǎng)古滑坡的地質(zhì)特征分析滑坡時(shí)序變形趨勢(shì)，促進(jìn)InSAR技術(shù)在滑坡中的應(yīng)用，以期為滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 木場(chǎng)古滑坡基本概況

1.1 形態(tài)特征

古滑坡位于鎮(zhèn)康縣木場(chǎng)鎮(zhèn)木場(chǎng)村，分布于木場(chǎng)鎮(zhèn)南片河北側(cè)的山坡，目前古滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是，近年來受當(dāng)?shù)鼐用裥拗课?、鄉(xiāng)村公路開挖邊坡的影響，在古滑坡體范圍內(nèi)發(fā)育了次級(jí)滑坡H1、H2和H3(圖1)。古滑坡總體呈扇狀分布，分布高程1 760～1 845 m，軸向長(zhǎng)為150 m，均寬約350 m，坡面面積約為60 746 m2，滑坡物質(zhì)組成主要為含碎石粉質(zhì)黏土，平均厚11.46 m，鉆孔揭露最大厚度為17.20 m，古滑坡全貌如圖1所示。該滑坡體積約7×105m3，為牽引式土質(zhì)中型滑坡。古滑坡后緣根據(jù)最后一級(jí)錯(cuò)落臺(tái)坎1、臺(tái)坎2確定(圖2)，錯(cuò)落坎后基巖中風(fēng)化灰?guī)r，屬穩(wěn)定巖層，不易產(chǎn)生變形，滑坡中后部發(fā)育兩級(jí)斜坡滑移后的錯(cuò)落坎，陡坎3發(fā)育在古滑坡后緣，分布高程約為1 839 m，連續(xù)發(fā)育長(zhǎng)45 m，走向NE45°；陡坎4發(fā)育在古滑坡體中前部，分布高程約為1 789 m，連續(xù)發(fā)育長(zhǎng)55 m，走向NE55°。古滑坡兩側(cè)滑動(dòng)變形跡象不明顯，邊界根據(jù)后緣錯(cuò)落臺(tái)坎的結(jié)束位置及地形條件作綜合分析和確定，從地形上看，古滑坡右側(cè)：錯(cuò)落坎與地勢(shì)低洼處相連，將低洼處定為古滑坡的右側(cè)邊緣較為合理；古滑坡左側(cè)：大致以左側(cè)的巖土界線為界；滑坡前緣特征不明顯，受早期人類工程活動(dòng)影響，造成坡體臨空。探槽見有古滑坡變形滑動(dòng)裂隙(圖3)，其現(xiàn)已被泥土完全充填。該裂隙面張開5～10 cm，傾向坡外，根據(jù)裂縫延伸趨勢(shì)，古滑坡此前變形失穩(wěn)應(yīng)在坡體前緣坡腳處剪出，因此推測(cè)滑坡前緣位于鄉(xiāng)村公路的北部斜坡坡腳。

圖1 木場(chǎng)古滑坡全貌

圖2 古滑坡后緣錯(cuò)落坎

圖3 探槽揭露古滑坡裂縫

1.2 古滑坡堆積體物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

古滑坡可分為滑坡體、滑動(dòng)面(帶)和滑床，現(xiàn)分述如下。

1.2.1 滑坡體

根據(jù)調(diào)查、槽探及鉆探揭露可知，滑坡土層組成主要由粉質(zhì)黏土組成，局部含有塊石土，粉質(zhì)黏土偶見碎石：稍濕～濕，松散～稍密。碎石成份主要為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖，碎石粒經(jīng)一般0.5～3 cm，最大塊石粒經(jīng)可達(dá)4 cm，多呈次棱角狀～棱角狀，碎石含量約占總量的5%，平均厚11.46 m，鉆孔揭露最大厚度達(dá)17.20 m，該層在滑坡體上均有分布，如圖4、圖5所示。根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪及鉆探顯示，滑坡體與下覆基巖呈犬齒交錯(cuò)接觸。

圖4 粉質(zhì)黏土

圖5 塊石土

1.2.2 滑動(dòng)面(帶)

古滑坡主要是中層土質(zhì)滑坡，由于下覆永德組灰?guī)r呈一峰一谷交替分布，古滑坡滑帶在峰位置沿基覆界面滑動(dòng)，在谷位置滑面從土體中剪出。大部分鉆孔中均揭露有滑帶土(圖6)，滑帶土為含碎石黏土，受地下水侵染呈灰褐色，濕，呈軟塑狀，碎石含量約35%，碎石呈角礫狀，磨圓差，滑帶土與上下土層或基巖物性有明顯區(qū)別。受地下水侵染呈灰褐色，濕，呈軟塑狀，碎石含量約35%，碎石呈角礫狀，磨圓差。

圖6 鉆孔揭露的滑帶土

1.2.3 滑床

通過工程地質(zhì)測(cè)繪及鉆探資料顯示永德組灰?guī)r較為完整，工程地質(zhì)條件較好。根據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪及鉆探顯示，滑坡區(qū)下覆基巖呈峰-谷峰出現(xiàn)，呈犬齒交替狀橫向分布的滑床有利于古滑體的穩(wěn)定。

1.3 次級(jí)滑坡H1、H2、H3概況

1.3.1 H1

H1滑坡，位于木場(chǎng)古滑坡體南西部，2012年當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)斜坡開挖擬修筑房屋，形成坡長(zhǎng)約155 m。最大高差達(dá)17 m的陡坎，坡面角度45°～65°(圖7)。據(jù)調(diào)查，2014年7月以前，滑坡H1所在邊坡未見有明顯的變形跡象，2014年8月，經(jīng)訪問，該邊坡在強(qiáng)降水期間，坡體的粉質(zhì)黏土在飽水的狀態(tài)下受其自身重力的影響而發(fā)生垮塌，特別是2014年8月夜間強(qiáng)降雨，邊坡出現(xiàn)不同程度的垮塌。在強(qiáng)降雨期間，該邊坡經(jīng)常發(fā)生垮塌，垮塌長(zhǎng)度1～2 m，垮落后，當(dāng)?shù)鼐用裼诌M(jìn)行了及時(shí)清理，加劇了該邊坡的失穩(wěn)，后又進(jìn)行了邊坡加固。在2020年8月19日凌晨，在強(qiáng)降雨條件下加固失效，發(fā)生大面積滑坡，此次滑坡事件造成15幢民房不同程度損毀，如圖8所示。

圖7 滑坡H1發(fā)生前的邊坡(拍攝于2014年)

圖8 滑坡H1發(fā)生后圖片(拍攝于2020年)

1.3.2 H2

H2滑坡呈舌狀展布，分布高程1 758～1 972 m，軸向長(zhǎng)為55 m，寬約50 m，坡面面積約3 156 m2?；挛镔|(zhì)組成主要為含碎石粉質(zhì)黏土，一般厚5～9 m，最大厚度達(dá)11 m，滑坡體平均厚度約7.5 m，該滑坡為一淺表層地質(zhì)牽引式滑坡；體積約2.37×104m3，按其規(guī)模屬于小型滑坡，滑坡全貌如圖9所示?；麦w總體滑向125°。

圖9 滑坡H2全貌

目前滑坡H2在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨或地震等外力作用下易沿滑面產(chǎn)生滑動(dòng)，在坡體、后緣及兩側(cè)發(fā)育有大量張裂縫，裂面粗糙，無擦痕，在坡體發(fā)育的橫張裂縫大致呈圓弧形，弧尖背向滑動(dòng)方向，延伸較長(zhǎng)，而縱張裂縫比較順直，成梭形，延伸不遠(yuǎn)，后緣和兩翼裂縫連續(xù)分布并有明顯位移。

滑坡H2裂縫L5位于滑坡體左側(cè)，為邊界剪切裂隙，裂縫寬為0.5～1 m，傾角72°，深度可見2 m，延伸長(zhǎng)度17 m，走向300°，裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L6分布于滑坡體后緣，變形模式屬滑移-拉裂。錯(cuò)落高度0.5～2.0 m，延伸長(zhǎng)度24 m，走向40°，錯(cuò)落面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L7位于滑坡體右側(cè)，為邊界剪切裂隙，裂縫寬為0.05～1.5 m，傾角近乎直立，深度可見1.8 m，延伸長(zhǎng)度為18 m，走向340°，裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L8位于滑坡體中上部右側(cè)，為滑移-壓致拉裂，裂縫寬為0.05～0.25 m，傾角近乎直立，深度可見0.5 m，延伸長(zhǎng)度8 m，走向60°，裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L9位于滑坡體中部，為滑移-壓致拉裂，裂縫寬為0.05～0.30 m，傾角近乎直立，深度可見0.5 m，延伸長(zhǎng)度為13 m，走向45°。裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L10位于滑坡體中后部，為滑移-壓致拉裂，裂縫寬為0.10～0.25 m，傾角近乎直立，深度可見1.0 m，延伸長(zhǎng)度10 m，走向50°，裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L11位于滑坡體前部，錯(cuò)落高度為0.30～1.20 m，傾角近乎直立，深度可見1.0 m，延伸長(zhǎng)度為10 m，走向70°。裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土；L12位于滑坡前緣的鄉(xiāng)村公路內(nèi)側(cè)的滑坡體前緣，為鼓脹裂縫，受滑坡推力的影響，公路護(hù)腳墻部分被摧毀，公路坡下即為滑坡剪出口，如圖10所示。

圖10 滑坡H2裂縫

1.3.3 H3

滑坡H3邊位于木場(chǎng)古滑坡體北東部，臨近木場(chǎng)村村委會(huì)。滑坡方向106°，由于當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)斜坡開挖擬修筑房屋，形成兩級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)與上下地形形成陡坎，第一陡坎高程1 769～1 774 m，長(zhǎng)約45 m，第二陡坎1 774～1 982 m，長(zhǎng)約35 m，兩處陡坎臨空面角度55°～75°，近乎直立。前緣出現(xiàn)鼓脹裂縫，后緣發(fā)育拉張裂縫(圖11)，為滑移-壓致拉裂，裂縫寬為0.10～0.25 m，傾角近乎直立，深度可見1.0 m，延伸長(zhǎng)度10 m，走向50°。裂隙面偶見碎石，粒徑一般為0.5～1.5 cm，最大為3 cm，主要為粉質(zhì)黏土。據(jù)實(shí)地調(diào)查，該滑坡在強(qiáng)降雨期間，坡體的粉質(zhì)黏土在飽水的狀態(tài)下受其自身重力的影響而發(fā)生局部垮塌，每次垮落長(zhǎng)度為0.5～2 m，垮落后，當(dāng)?shù)鼐用裼诌M(jìn)行了及時(shí)清理，為滑坡提供了臨空面，及時(shí)清理反而促進(jìn)了滑坡H1的發(fā)生。

圖11 滑坡H3裂縫

2 基于SBAS-InSAR的地表形變分析技術(shù)

SBAS-InSAR是Berardino等[14]于2002年提出的監(jiān)測(cè)地面微小形變的時(shí)間序列InSAR技術(shù)方法，能有效克服D-InSAR在數(shù)據(jù)處理過程中的時(shí)空失相干、大氣效應(yīng)等問題，相比永久散射點(diǎn)干涉測(cè)量技術(shù)(PS-InSAR)，在一些人工建筑非常少的區(qū)域具有更大密度的監(jiān)測(cè)效果[15]。

通過時(shí)間序列t0，t1，…，tn獲得n+1幅SAR數(shù)據(jù)影像，對(duì)超級(jí)主影像進(jìn)行配準(zhǔn)，將垂直基線小于閾值的SAR數(shù)據(jù)影像歸為一組。每組進(jìn)行差分干涉處理，形成p組影像，得到m幅差分干涉圖，若n為奇數(shù)，則m有

(1)

以t0為初始時(shí)刻，任意時(shí)刻ti(i=1,2,…,n)，相對(duì)于t0的差分干涉圖中像元(x，r)的差分相位φ(ti，x，r)是未知參數(shù)，其中x，r分別為像元的行坐標(biāo)、列坐標(biāo)。監(jiān)測(cè)量為數(shù)據(jù)處理過程中獲得的差分干涉相位Δφk(x，r)，k=1，2，…，m。

對(duì)第k(k=1，2，…，m)幅差分干涉相位圖中像元(x，r)組成方程，可表示為

Δφk(x，r)=φ(tb，x，r)-φ(ta，x，r)

φtopo(x,r)+φorb+φres(x,r)

(2)

式(2)中：λ為雷達(dá)波長(zhǎng)；ta和tb分別為第k幅差分干涉圖對(duì)應(yīng)的主、從影像的獲取時(shí)刻；d(tb，x，r)、d(ta，x，r)分別為ta、tb像元(x，r)相對(duì)于t0的雷達(dá)視線方向(line of sight，LOS)地表形變；φtopo(x，r)為DEM數(shù)據(jù)引起的地形相位；φorb為不精確SAR影像數(shù)據(jù)導(dǎo)致的軌道相位；φres(x，r)為殘余相位。

假設(shè)d(t0，x，r)=0，則相位時(shí)間序列為

(3)

假設(shè)SAR影像中某像元組成的向量為所求參數(shù)，可表示為

φ=[φ(t1)φ(t2)…φ(tn)]T

(4)

Δφk=[Δφ1Δφ2… Δφm]T

(5)

假設(shè)E、S分別為主影像序列和從影像序列，E={E1E2…Em}，S={S1S2…Sm}，且滿足Ek>Sk,k=1，2，…，m。

則差分干涉圖相位組成觀測(cè)方程Δφk=φ(tEk)-φ(tSk)，k=1，2，…，m，可轉(zhuǎn)換為

aφ=Δφk

(6)

式(6)中：a為m×n維矩陣。

假設(shè)Δφ1=φ4-φ2，Δφ2=φ3-φ1，Δφm=φn-φn-2，則矩陣a可表示為

(7)

當(dāng)所有影像同一組即p=1時(shí)，m≥n，矩陣a的秩為n，對(duì)式(6)采用最小二乘法可求解出φ的估算值φ′，可表示為

φ′=(aTa)-1aTΔφk

(8)

計(jì)算SBAS-InSAR技術(shù)的木場(chǎng)古滑坡形變的基本流程如圖12所示。

3 SAR數(shù)據(jù)

用于地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域分析的合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星主要有日本的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星(ALOS)、歐空局的Sentinel-1、德國的TerraSAR-X和中國開發(fā)的高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

選用2018年6月19日至2020年12月17日期間的Sentinel-1A降軌影像數(shù)據(jù)(圖13)，共計(jì)58景，數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)采用美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)提供的30 m分辨率的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪使命數(shù)據(jù)(shuttle radar topography mission DEM，SRTM DEM)，精密軌道校正數(shù)據(jù)采用歐空局提供的精密定軌星歷(precise orbit ephemerides，POD)數(shù)據(jù)。SAR衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)信息如表1所示。

表1 木場(chǎng)古滑坡SAR衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)信息

圖13 Sentinel-1A數(shù)據(jù)覆蓋范圍圖

4 SBAS-InSAR數(shù)據(jù)處理

SBAS-InSAR技術(shù)對(duì)木場(chǎng)古滑坡區(qū)域Sentinel-1降軌影像數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程如圖12所示，其主要為對(duì)超級(jí)主影像進(jìn)行地理編碼配準(zhǔn)，并劃定研究區(qū)進(jìn)行裁剪，生成連接圖后，進(jìn)行干涉處理，利用DEM數(shù)據(jù)移除干涉對(duì)進(jìn)行地形相位，對(duì)差分干涉對(duì)進(jìn)行自適應(yīng)濾波，提高干涉數(shù)據(jù)質(zhì)量，干涉圖進(jìn)行相位解纏處理采用最小費(fèi)用流法(minimum cost flow，MCF)，去除大氣相位，解算目標(biāo)點(diǎn)時(shí)序形變，對(duì)結(jié)果進(jìn)行地理編碼，得到時(shí)序形變數(shù)據(jù)。

DEM為數(shù)字高程模型；GCP為地面控制點(diǎn)(ground control point);SAR為合成孔徑雷達(dá)

4.1 生成連接圖

本次干涉工作流處理輸入58景Sentinel-1A的SLC數(shù)據(jù)。選擇時(shí)間2019年12月11日的SAR影像為超級(jí)主影像，在整個(gè)處理中，超級(jí)主影像作為參考影像，然后進(jìn)行影像配對(duì)。為了避免空間完全失相關(guān)，此處時(shí)間基線閾值調(diào)為365 d，生成連接圖，得到各像對(duì)的時(shí)間基線圖和空間基線圖(圖14)。

圖14 時(shí)間和空間基線圖

4.2 干涉處理

計(jì)算距離向、方位向值分別為4和1，以此獲得方位向和距離向一致的分辨率。相位解纏采用MCF法進(jìn)行，考慮到此次干澀對(duì)的整體相干性較好，不用對(duì)不理想相對(duì)進(jìn)行剔除，解纏相關(guān)系數(shù)閾值設(shè)置為0.35，低于此相干值的區(qū)域不參與解纏計(jì)算。

采用30 m分辨率的SRTM DEM數(shù)據(jù)對(duì)干涉圖進(jìn)行掩膜處理，木場(chǎng)古滑坡地表起伏較大，側(cè)視成像原理的雷達(dá)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)會(huì)存在疊掩和陰影等現(xiàn)象，掩膜處理去除疊掩和陰影區(qū)域。

4.3 軌道精煉和重去平

對(duì)殘余的恒定相位和解纏后還存在的相位坡道進(jìn)行估算和消除，然后進(jìn)行軌道精煉和重去平，通過斜距投影為選擇GCP提供一個(gè)參考依據(jù)，在斜距數(shù)據(jù)上選擇GCP定位，選擇一個(gè)去平和濾波后的干涉圖，可以在判斷地形和形變區(qū)域時(shí)提供參考，此次選擇30個(gè)點(diǎn)，利用GCP是對(duì)所有數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)行重去平。

4.4 SBAS反演

SBAS技術(shù)需要兩次反演，第一次反演用于估計(jì)形變速率和殘余地形，第二次解纏優(yōu)化輸入干涉圖。若選擇無位移、二次方以及三次方模型，需要密集的連接圖和高相干性才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，因此選擇了更穩(wěn)定的線性模型進(jìn)行反演。第二次反演對(duì)形變速率進(jìn)行自定義大氣濾波，估算并去除大氣相位，得到最終的位移結(jié)果。

4.5 形變結(jié)果與地理編碼

對(duì)SBAS反演的結(jié)果進(jìn)行地理編碼(地理坐標(biāo)的統(tǒng)一)，將地理編碼結(jié)果投影到研究區(qū)域，生成研究區(qū)平均形變速率(單位：mm/a)，如圖15所示，累積形變量(單位：mm)，如圖16所示。

5 木場(chǎng)古滑坡InSAR形變監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

5.1 木場(chǎng)古滑坡SBAS-InSAR形變分析

通過實(shí)際調(diào)查結(jié)合衛(wèi)星影像(圖17)可知，木場(chǎng)古滑坡區(qū)內(nèi)地表植被以低矮灌木叢為主，覆蓋度中等。SBAS-InSAR具有計(jì)算的相干點(diǎn)較多，干涉結(jié)果較好的特點(diǎn)，使得計(jì)算形變速率效果較好。

圖17 滑坡衛(wèi)星影像

根據(jù)木場(chǎng)古滑坡2018年6月19日—2020年12月17日期間雷達(dá)視線方向的形變結(jié)果，如圖15所示，可以看出，木場(chǎng)滑坡正在發(fā)生強(qiáng)烈變形，形變向靠近SAR傳感器方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為正值；反之，形變向遠(yuǎn)離SAR傳感器方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為負(fù)值，可以看出滑坡中下部顏色較深，表明中下部變形較為強(qiáng)烈，滑坡體整體為負(fù)值，表明木場(chǎng)古滑坡整體上沿坡向方向向下滑移。依據(jù)滑坡形變速率分布與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查特征，將木場(chǎng)古滑坡分H1、H2和H3次級(jí)滑坡變形體，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明滑坡H1、H2和H3變形最為嚴(yán)重，最大形變速率均超過-25 mm/a，最大形變速率達(dá)到-26.52 mm/a。H1滑坡位于木場(chǎng)古滑坡南西側(cè)，H2滑坡位于木場(chǎng)古滑坡北東側(cè)，H3滑坡位于，木場(chǎng)古滑坡北東側(cè)，在2018年6月19日—2020年12月17日期間最大累計(jì)形變量分別達(dá)到了-56、-49、-55 mm，如圖16所示。

圖15 InSAR形變速率

D1～D6為監(jiān)測(cè)點(diǎn)

5.2 木場(chǎng)古滑坡變形規(guī)律與趨勢(shì)分析

為研究時(shí)序的木場(chǎng)古滑坡形變特征，分別從古滑坡的次滑坡H1、H2、H3選取形變特征點(diǎn)，提取形變特征點(diǎn)的時(shí)序變形量，繪制累積形變量曲線，橫軸為時(shí)間，縱軸為對(duì)應(yīng)時(shí)間的累積形變量。由圖18所示的變形特征點(diǎn)形變量曲線可知，2018年6月19日—2020年12月17日，滑坡H1呈緩慢下滑趨勢(shì)，最大累積形變量達(dá)到了-56 mm；滑坡H2最大累積形變量達(dá)到了-49 mm；滑坡H3最大累積形變量達(dá)到了-55 mm；D4點(diǎn)位于木場(chǎng)古滑坡體上部，D5點(diǎn)位于古滑坡體中上部，D6點(diǎn)位于古滑坡體中下部，監(jiān)測(cè)點(diǎn)D4、D5、D6累積形變量分別達(dá)到了-26、-37、-54 mm。選取的這6個(gè)特征點(diǎn)，可能在累積形變量上存在一定差別，但在整體都呈下滑趨勢(shì)明顯，時(shí)間維度的形變趨勢(shì)基本保持一致，說明木場(chǎng)古滑坡體處于持續(xù)發(fā)育階段，尤其是次級(jí)滑坡H1、H2、H3發(fā)育尤為強(qiáng)烈，形變量在3處次級(jí)滑坡區(qū)最大。

通過美空局獲取的月降雨量數(shù)據(jù)，繪制木場(chǎng)古滑坡區(qū)月降雨量柱狀圖(圖18)，可以看出，2018年6月19日—2020年12月17日，該區(qū)雨量較大的月份集中在5—9月，在2018年7月、2019年6月和2020年7月的降雨量達(dá)到峰值，分別為380、273、459 mm。比較監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累積形變量曲線可發(fā)現(xiàn)：形變量在6—9月的形變量增長(zhǎng)較快，表明在這期間木場(chǎng)古滑坡的變形與降雨量呈正相關(guān)，降雨量越大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的形變量越大，古滑坡的變形越明顯。

圖18 古滑坡變形特征點(diǎn)形變量曲線與降雨量關(guān)系

6 結(jié)論

獲取2018年6月19日—2020年12月17日期間覆蓋木場(chǎng)古滑坡的58景Sentinel-1降軌數(shù)據(jù)，基于SBAS-InSAR技術(shù)對(duì)木場(chǎng)古滑坡進(jìn)行形變監(jiān)測(cè)，得出如下結(jié)論。

(1)形變速率結(jié)果顯示木場(chǎng)古滑坡中下部變形較為強(qiáng)烈，滑坡體整體為負(fù)值，表明木場(chǎng)古滑坡整體上沿坡向方向向下滑移。

(2)木場(chǎng)古滑坡分為3個(gè)次級(jí)滑坡變形體分別為H1、H2和H3，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：古滑坡在H1、H2和H3區(qū)域變形最為嚴(yán)重，最大形變速率均超過-25 mm/a，最大形變速率達(dá)到-26.52 mm/a，最大累計(jì)形變量分別達(dá)到-56、-49、-55 mm。

(3)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形趨勢(shì)基本一致，總體呈下滑趨勢(shì)，表明木場(chǎng)古滑坡體處于持續(xù)發(fā)展階段，尤其是次級(jí)滑坡H1、H2、H3發(fā)育尤為強(qiáng)烈，形變量在3處次級(jí)滑坡區(qū)最大。

(4)在監(jiān)測(cè)期間木場(chǎng)古滑坡區(qū)雨量較大的月份集中在5—9月，其中在2018年7月、2019年6月和2020年7月的降雨量達(dá)到峰值，分別為380、273、459 mm。通過比較降雨量與監(jiān)測(cè)形變可發(fā)現(xiàn)：形變量在6—9月份的形變量增長(zhǎng)較快，表明在這期間木場(chǎng)古滑坡的變形與降雨量呈正相關(guān)，降雨量越大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的形變量越大，古滑坡的變形越明顯。

(5)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料可知，H1滑坡在2020年8月19日，強(qiáng)降雨條件下加固失效，發(fā)生大面積滑坡；H2滑坡后緣及側(cè)緣形成了明顯錯(cuò)落坎，跡象明顯，滑坡前緣的公路擋墻被擠壓變形，造成部分擋墻損壞及形成不規(guī)則裂縫；H3前緣出現(xiàn)鼓脹裂隙，后緣發(fā)育拉伸裂隙?，F(xiàn)場(chǎng)變形跡象驗(yàn)證了SBAS形變監(jiān)測(cè)的可行性。

筆者認(rèn)為今后的滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)展趨勢(shì)，除了從地表的形變監(jiān)測(cè)考慮，還應(yīng)該結(jié)合巖土體本身的性質(zhì)，如木場(chǎng)古滑坡的巖土體具有軟化性，在強(qiáng)降雨后軟化巖土體需要經(jīng)歷時(shí)間的過程，隨著時(shí)間的變化，巖土體強(qiáng)度折減，當(dāng)強(qiáng)度降到一個(gè)臨界值時(shí)，斜坡穩(wěn)定性系數(shù)小于1，就會(huì)導(dǎo)致滑坡的發(fā)生，進(jìn)而研究位移監(jiān)測(cè)時(shí)序變化與巖土體強(qiáng)度衰減時(shí)效性的關(guān)系，不同尺度揭示滑坡的災(zāi)變過程，探尋更加精準(zhǔn)的滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法。