过去三年疫情封控,多少次的野外计划落空。时至五月,恰逢第三届地质灾害隐患识别与监测预警专题研讨会在成都召开,本年度野外核查工作也便从此开始!5月7日在结束第三届地质灾害隐患识别与监测预警研讨会后,遥感地质灾害技术团队马不停蹄,与成都理工大学、西南交通大学等课题组组成联合调查团队,对四川小金-丹巴两地区的典型重大滑坡、崩塌等灾害隐患开展实地核查验证。通过实地踏勘,利用无人机、手机导航地图等便捷方式,查证了小金川与丹巴河谷内14处大型滑坡的孕灾背景条件、宏观变形特征、地表破坏迹象和潜在威胁对象,印证了InSAR形变聚集区智能识别结果与实际情况的符合程度,进一步提升了室内信息处理与隐患实际特征的分析能力。此次野外工作是国家重点研发计划“广域重大地质灾害综合遥感识别技术研发”项目的重要任务。
从疑似隐患到核查确认
野外核查是隐患识别工作的必要步骤,是“三要素四步“识别方法的“闭环”。自2020年组织全国20余家单位大规模开展综合遥感技术方法研究与应用示范以来,分别在全国403万平方公里崩滑流地质灾害高中易发区开展应用,特别是通过四川强震影响区、西北黄土地区、藏东南高山峡谷区、滇西北干热河谷区、三峡地区五类典型地区开展分类识别验证,循序渐进式的优化改进以“形变聚集区”为指示因子,通过“灾害破坏迹象”遥感解译、潜在风险判识评估,实地核查验证真实状况的“四步走”技术路径,实现隐患识别工作的闭环。在此过程中推广相关技术方法与隐患识别业务工作,以期最大化满足“依靠空天对地观测技术加速地质灾害调查方式转变”的管理需求。
小金县甘沟村滑坡核查现场
野外核查查什么,看什么,找什么?
核查工作的目的是通过现场观测(观察—测量)寻求与室内信息处理、综合判识、风险推测的现场证据,对比室内外认识的差距,强化真实世界中隐患的表现形式、物质构成、破坏迹象、变形特征、威胁对象的理解,进而作为“正or负”反馈,达到综合遥感识别技术方法优化与灾害关联特征解译深化的目的。如果将人们对客观世界的认识作为机器学习的样本积累,核查正是数据样本与真实样本的耦合,对于识别的人员,即Interpreter,则是强化遥感观测与地质灾害的认识水平和理解力,特别是隐患关联的非量化证据的认识。
近年来下发各省市的核查反馈结果差异显著,究其原因,既有对隐患本身界定和认识的差异,也有对隐患管理任务回避,更有对潜在隐患多而实际防控能力跟不上而担心发灾后问责的规避,抛开这些,核心是对查什么现象,看什么特征,找什么破坏的理解。事实上,隐患核查,既是地质灾害调查评价中的专业性工作,需要理解遥感观测技术与灾害表现特征,更是经验认识的反复实践,需要“看图辨隐患”的野外经验,也需要“爬大山、翻大沟”的体力和不见迹象不罢休的热情和毅力。
现场认知离不开观察和测量,无论是眼睛观察,还是借助外部工具的测量。概括起来,以观测视角区分,离不开如下三条:
登高望远,爬上对面山坡,观察斜坡全貌,立体感知滑坡要素,寻找后壁、侧界、洼地、鼓丘、破裂等直观/宏观特征,这是第一步,也是最直接的步骤。变形聚集区、崩坡积物大/堆积体形成的“大肚子”、斜坡表面破坏部位、主滑坡与次级滑坡、剪出口位置、错台发育等因素均可在以对面视角观测。
小金河谷——站在马尔村上看千家村(滑坡)
从高空俯瞰,以无人机的视角认识单体滑坡地质背景,既全面,又清晰,直观便捷!站在对面远望时不太明显的台坎、局部破坏特征、破体上分布的堆积体、不同高度的道路破坏、贯通迹象等宏观特征可尽显眼底。滑坡形态外貌、岩体出露位置、堆积体组成,甚至岩性等特征在具有经验的专家眼里,则相互印证,有一种所见即所得的即视感,将室内解译判识应用的三维场景搬运到脚下和眼前,亲切又熟悉!
小金县卯梁村-春厂村滑坡无人机观测——次级滑坡、局部破裂、治理工程
坡上踏勘寻形迹——揭示破坏变形
置身于滑坡之上,对整体判断而言,则有一种“只缘身在此山中”的感觉,无法认识全貌,但对于表面迹象的判断,间接证据的收集不无裨益。爬山爬坡显得尤为重要!对于不同类型的滑坡,对于地质认识和经验丰富的专家来说,通过观察岩土体性质,可判断形成条件,结合岩体完整程度/破碎度/形态特征等,可间接推断形成原因。
小金县菠萝村滑坡中上部地表横向拉张裂缝,前缘临空纵向放射状裂缝
地质调查三件套之罗盘测岩层产状
最为直观的是,一些大型滑坡、崩塌以及松散堆积体的表面变形破坏迹象可“眼见为实”,而这也是一些省份第三方核查中最想得到的地面证据,尽管其往往得不到,并不是每处隐患都存在明显的“变形破坏”迹象。爬到后缘,发现后壁,走到侧边,看到侧界,这还不够!寻找地表拉张裂缝、道路(水泥路尤为明显)错断破坏、房屋墙体开裂等直接证据,查看“马刀树”弯曲位置等间接证据同样重要。除了观测外,对破坏迹象和关联地物损坏情况的观察分析和走访,询问村民房屋、道路破坏与重修的次数,普适性监测仪器布设的时间节点等调查也是印证滑坡变化的必要步骤,这一点上,此种调查应归类为“社会性”工作,既要Surveying,又要Investigation!
现场解释分析有所得
研学精讲论古今——培养青年才俊
对于地质灾害与地质基础薄弱,地质灾害调查经验不足的“小白”而言,现场认识与专家讲解是加深从技术-信息-迹象-隐患这一过程的重要环节,这也是培养研究生的必要途径。此次调查联合团队学生居多,具有丰富现场经验的葛大庆、李为乐二位教授现场解读,“以古论今,将今论古“,结合甘沟村滑坡、春厂村滑坡、营盘村滑坡、中路乡滑坡群、甲居滑坡群、格宗滑坡群、木纳山滑坡群等大型滑坡体,讲解滑坡形成条件、时空演化特征、表面破坏迹象、灾害风险趋势。
“证据“收集与现场讲解,述说滑坡前世今生
结合地质资料研判解读,一是从主控因素上,主要受区域构造控制和地震影响,以复活的古滑坡、老滑坡为主;二是从地质条件上,滑坡体以崩坡积物为主,主要为灰岩和变质沙岩变质,其剪出位置既有高位,也有低位(坡脚甚至河床)剪出,大部分滑坡表现为整体滑移;三是滑坡变形形式上,实际变形场与InSAR测量所确定的范围边界以及重点滑移区空间分布高度吻合,表明InSAR滑坡形变监测的有效性;四是从调查手段上,在植被茂密条件下,无人机航空遥感和LiDAR可在一定程度上减小滑坡体上植被的影响,可有效识别滑坡体的破坏迹象、滑移范围和边界。
回望远山浮云出——雨后却见彩虹
可喜的是,经综合遥感识别并核查确认的大型隐患均已经作为监测点布设安装了GNSS、裂缝计、雨量计等普适性监测仪器,纳入监测预警体系,开展群测群防的汛期日常巡查和专业监测预警,实现了隐患识别与监测预警的有效衔接。做好野外核查,一要深刻理解调查区地质背景和地质灾害发育的受控因素;二要充分利用InSAR形变数据、LiDAR地貌特征,对照高分辨率光学遥感影像进行综合研判,增进对隐患地质条件、显著变形迹象、微观变形特征的认识;三要借助更加便捷的调查工具,特别是智能程度高的无人机,可实现可达性较低的隐患的快速调查,提高核查效率。
小金甘沟村滑坡上安装的GNSS、裂缝计等普适性监测预警仪器
上山下坡,风景各异!登上大坝村山头,远望小金河谷,烈日下一股清风袭来,倍感凉爽;走出唐家山密林,阵雨飘来,大风刮起,一阵急促向下,抬望眼,一道彩虹出现,野外工作顿时多了一份色彩!
一道七彩霞光
联合野外调查组
感谢成都理工大学李为乐教授团队,西南交通大学付萧博士以及诸位同学!
本公众号依托“自然资源部地质灾害隐患遥感识别与监测工程技术创新中心”技术团队,立足遥感技术研究与地质灾害应用,面向图谱遥感与几何遥感,致力于创新InSAR测量、影像变化检测、遥感智能解译、定量评估方法,构建联通地质灾害业务应用——遥感信息提取技术研究—业务应用系统平台开发—卫星(传感器)设计的发展模式,以科技创新支撑综合防灾减灾,服务经济社会高质量发展。
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