用于滑坡运动的遥感技术

滑坡地表位移场是用于研究滑坡形状和力学性质的一个重要参数。可以用遥感的方法计算地表位移，如利用雷达数据的雷达干涉测量法和利用光学数据的图像相关法。近十年来这些方法被详细地研究并成功地应用到各类传感器（雷达、照相机和地面三维激光扫描成像仪）上，传感器既可放置到空间或空中平台如卫星、飞机和无人无线电控制平台（无人驾驶飞机和直升机）上，也可安装到滑坡前缘的固定位置上。本文总结了用于测量位移的图像分析技术（雷达干涉测量法和光学数据图像相关方法），并研究了每种平台的性能，以法国南部的阿尔卑斯山为例展示了这些技术的应用。依据滑坡的性质（出露的位置、大小和速度）和研究目的（实用或科学目的），运用了一种或多种技术与数据（分辨率、精度、覆盖面和回访时间）相结合的方法。由于各类方法在山区应用的局限性，因此用雷达差分干涉测量或永久散射体技术处理雷达卫星数据主要适用于科学研究。光学卫星遥感图像具有相当高的分辨率，可用于科学研究，但是它与大气条件有很大的关系。平台和传感器，如无人驾驶飞机，固定相机，固定雷达和激光雷达都具有很高的适应性，通过它们可以获得极高分辨率和精确度的三维数据（精确到cm），非常适合于科学研究和实际应用。一、引言分析地表速度场可以用来确定控制低速滑坡（从每年甚至几年运动几cm到每天运动几cm）运动的参数，对于科学和灾害相关的研究都是有用的。地表速度在时间上的变化范围是很大的，包括多年的趋势、季节的变化（受气象影响）以及突发事件（Casson等，2003）。所以需要多时多尺度研究不同的参数特性。目前，用于监测滑坡位移的大多数技术都来自于参考站台连续位置的现场测量。传统的测地技术（三角测量法和视距测量法）和应变测量技术仍然是最为普遍的方法（Angeli等，2000），GPS（全球定位系统）测量也是一种可供选择的方法（Jackson等，1996；Malet等，2002）。通过这些方法获得的数据只适用于大型滑坡。GPS数据只有最近15年的数据是有效的；激光数据也只有20年。而且由于地面运动在空间和时间上的不均匀性，这些基于地面的测量不能完全准确地描述滑坡的速度场。另外，这些技术需要对滑坡或其周围进行人为干涉。遥感成像技术是测量滑坡位移的一个强有力的工具，因为它能够提供滑坡的广景图，并能以不同的时间间隔重复提供。此外，这种技术对从滑坡到整个区域上的各种范围都有效。但是，对地观测卫星图像只有大约25年的历史。而且，直到最近对光学传感器进行了改进，如船载IKONOS、Quickbird或者SPOT5，光学卫星成像系统的空间分辨率才适合于进行滑坡研究。固定在由无线电操控的无人平台上的高分辨率数字相机的发展，使我们能够获得具有合适时间频率的高分辨率图像。最后，陆地摄影测量激光测距（或陆地三维激光扫描成像）传感器在地形和正色摄影方面都给出了厘米量级的分辨率和精度。近几年主要有两种位移测量法。一种是合成孔径雷达差分干涉测量技术（DInSAR），利用的是合成孔径雷达（SAR）数据；第二种是图像相关的方法（也叫做特征跟踪），利用的是光学数据。这些技术的发展与新平台和传感器的发展密切相关。新的平台和传感器可以在与滑坡速度相对应的时帧内获得数据。本文介绍了DInSAR和光学相关技术在位移测量中的应用，并比较了二者的潜力和局限性，还回顾了用于数据获取的平台和传感器，最后讨论了各类数据的具体用途。文中所描述的大部分技术及其发展都已经在LaClapière滑坡研究中进行了测试和验证。LaClapière滑坡位于法国Tinée河左岸Mercantour山上，宽约1300米，高650米，体积估计有50.106立方米，由海西期变质岩和混合岩浆岩组成。最近30年的平均速度为1cm/d，测量点的速度达30cm/d（Follacci，1988）。二、位移测量的方法（一）合成孔径雷达差分干涉测量技术（DInSAR）干涉雷达（InSAR）技术是对地面同一景观两次SAR成像的处理。这些图像可以通过装载在平台上的一根天线在两次成像之间轻微移动获得（“重轨”干涉），也可以同一个平台上的两根天线获得（“单轨”干涉）。不管是单轨还是重轨干涉，都要在两次成像之间没有运动或只有很小运动的情况下才能计算DEM（DEM）（Zebker和Goldstein，1985）。在重轨干涉技术中，利用DInSAR对发生在两次成像之间的地表位移的变化进行探测和量化。DInSAR技术给出的图像，称为差分干涉图，表示了发生在两次成像之间的地面运动，精度为1cm，分辨率为10m（Massonnet等，1993）。在消除地形因素影响之后，通过差分两幅SAR图像的相位得到位移。以复合信号来表示运动，信号中一个完整的旋转相位相当于雷达波长的一半。该技术只能提供沿人造卫星视线向的地面位移总向量的投影（大多数卫星的入射角为23°~35°）。在逐渐倾斜的地区，合并上升和下降轨道图像可以得到位移矢量的第二分量（Fialko等，2005）。DInSAR技术已被成功应用于自然和人为因素造成的地表位移的探测和绘图中，例如地震（Massonnet等，1993；Zebker等，1994）；冰川流动（Goldstein等，1993）；火山活动（Massonnet等，1995）和地面沉降（Carnec等，1996；Amelung等，1999；Raucoules等，2006）。已证实，DInSAR技术只在一些情况下能用来确定滑坡区的速度场（Fruneau等，1996；Carnec等，1996；Rott等，1999；Kimura和Yamaguchi，2000；Squarzoni等，2003；Strozzi等，2005）。事实上，DInSAR技术不适合山区研究，因为受到与地形、地表状态和大气影响相关的多种条件的严格限制。1、成像几何关系的限制侧视成像模式造成了SAR图像的几何变形（Schreier，1993）。受到覆盖或遮蔽的地区不能通过传感器成像（Nagler等，2002）。有一些变形是由于地形因素，更特殊的是由于沿卫星视线向的局部倾斜。解决这一问题的一个方法是结合同一地区的上升和下降轨道。例如，在法国南部阿尔卑斯山，31%的地面都不能用下降轨道上的地球资源（ERS）卫星进行成像（Delacourt等，2003），但是结合上升和下降轨道可以把有覆盖物的面积降低到7%。但是在可见地区，依据局部倾斜，地面空间分辨率范围是8米（ERS传感器处于最佳几何关系时）到几百米。因此，根据滑坡的大小和方向，能够成功应用DInSAR技术的地区会大量减少。2、地表状态变化的限制土体物理或几何性质的时间变化（植被覆盖率、含水量）引起雷达回波的去相关（Zebker和Villasenor，1992）。在干涉图中，这种去相关性造成了干扰噪音，遮蔽了地表位移的信号。在大多数情况下，这种去相关性会增强两次成像之间的时间间隔的联系。利用ERS-1卫星C波段（波长为5.6cm）SAR天线获得的法国南部阿尔卑斯山图像，几天之后就发生了树线下面的去相关（Delacourt等，2003）。植被少有利于图像的一致性。然后必须在缺少相关性和最小信号检测之间找到一个折衷的方法。至于缓慢滑坡，两次成像之间的时间间隔必须足够大，使之能检测到信号，但是为了避免去相关又要足够短。L波段（波长为23.5cm）雷达图像，例如由JERS-1卫星（到1998年）获得的图像，有部分能克服这个问题。L波段的信号的确比C波段穿透植被的能力强，因此，能够从更稳定的散射体上获取信息，由于植被变化而引起的时间去相关也就更少些（Strozzi等，2003，2005；Raucoules等，2006）。L波段特别适合研究缓慢位移（Strozzi等，2003）。它的一个干涉条纹对应了卫星视线向上11.25cm的运动（而C波段是2.8cm）。因此，用L波段来检测几个月才发生几厘米位移的缓慢滑坡需要几个月的时间间隔。3、大气artefacts的限制不同成像之间的大气层下部（对流层）大气条件的变化改变了雷达信号的时间延迟，造成雷达信号相位的旋转。因此，可以在干涉图上观测到一些对流层的边缘（Tarayre和Massonnet，1996）。在山区有两类对流层的artefacts。第一种是大气的均匀变化产生了与地形相关的低空间频率的artefacst，可以通过统计法（Beauducel等，2000）、模拟（Delacourt等，1998）或者用辅助卫星数据测量含水量的方法来消除（MODIS，Remi，2005）。第二类artefact是由于对流层水蒸气含量小范围的局部非均质性造成的，产生了高频artefact（Tarayre和Massonnet，1996）。由于在几十米到几千米的水平范围内的大气的不均匀现象，因此这些artefacst可以解释为滑坡运动的信号。大部分的大气非均质性不存在空间和时间上的相关性，因而无法利用单一的干涉图检测和消除这些artefacts。因此唯一的办法是比较各种不相关的干涉图。4、永久散射体技术永久散射体技术，例如PS技术（Ferretti等，2001），可以在一定程度上克服由于缺少相关性（在不完全相干的地方）和大气artefacsts造成的限制。这种方法识别很多SAR图像（多于20个）中的永久散射体（PS）、雷达高清和相位稳定的目标，例如建筑物、公用设施和出露岩体，来获得一系列高时空分辨率的位移。这种技术被广泛地应用到城市地区（Colesanti等，2003a，2003b），这些地方的永久散射体密度达到每平方公里几百个基准点。利用这种技术已经成功地描述了植被稀少地区的缓慢滑坡（为几mm/y）在几年内的运动情况（Colesanti等，2003c；Hilley等，2004）。但是在没有出露岩体和人造建筑的植被区，永久散射体密度会降到0，就不能应用永久散射体技术。而且，永久散射体技术要求采集图像时位移处于稳定状态。阿尔卑斯山的大部分滑坡运动的时间和空间变化都很快，因此会限制永久散射体技术的系统应用（Squarzoni等，2003）。有4种主要的卫星已经获得了大量的雷达图像，能够用干涉测量进行处理：a）欧洲ERS1-2（），伤b日）欧洲传ENVI腾SAT小（），藏c消）加拿大狂RADA棵RSAT网宜（），其d铃）日本级JERS季（）。胀5抛、雷达卫斤星的前景旋未来的雷啄达卫星将层会进一步泉提高空间哀分辨率。杏例如离RADA钻RSAT伞2胀卫星，于居2006吧年发射（俱），分辨畜率能达到悬3耗米。资DInS吉AR询技术将不猜能应用到流大于几米他的地表位偶移的探测蠢和绘图中块。两个邻晕近象元之淡间大于四富分之一波切长的相对轿位移（相企位混淆）呆无法观测脂到（婆Mass冠onne捧t磁和宪Feig筐l侨，艳1998维）。卫星答分辨率的役提高能更缓好的评估浊小范围或洞大梯度的援位移。因标此能研究览更大范围将的滑坡（插不仅是面样积最大、暗速度最慢巩的滑坡）忘。疯Cosm帅o-Sk咬ymed库卫星系统旺于么2007爽年发射（衔），优点兄是二次访急问的间隔妇时间短（孟比较好的屈情况下是植12舒小时）。质但是对于芝干涉测量滥技术，在嘴时间去相昆关方面，溜这些卫星菌的暴X渡波段传感礼器可能没衔有神C骗和驱L馒波段有效五：这样就笔会在分析毒大多数位弊于郊外或晕者干旱区枣的滑坡方围面有局限货性。吵另一方面惰，毫ALOS骡卫星（）鸭或猴Terr亩aSAR铸-L俘卫星（挥Zink窜，埋2003熊）上的新掘传感器能倾够提供仙L芒波段的优偷势。跟不过，在肠这些卫星驼建立适合短多时处理贺（永久散缎射体和其笼它技术）视的数据存涂档之前，闹还需要好荒几年。在屑未来的几旦年里，那忍些方法仍详然要用易ERS-窗2讨卫星（自通从在发2001壳年发生姿盛态问题以柔来到现在笔还有问题巨）和将ASAR疗卫星（来谎自老ENVI但SAT豆平台）。夜Ferr锹etti镜等（察2004员）证实了经ERS垮和弃ASAR辞数据之间芳的中等兼充容性，尽朵管信号频路率有轻微虎的不同，童但还是可乖以进行永洗久散射体刚处理。因校此当疏ERS狠卫星任务学结束时，丸ASAR俩传感器可储以保持数疤据的连贯碌性。叉6生、固定雷姿达耻2000裂年发明了毒地面助SAR居干涉仪（宿Anto芹nell欣o谈等，恶2004赔）。这个闭系统是码SAR态装置的半孩便携式版叨本，称为秃LISA烘（线性比SAR娇）。它由换一个几米酱长的直轨脾道组成，明装有高频婶雷达（标燃称波长是政1.8c卡m湾）。这样徒的话，一助个完整的赵旋转相位昌对应了抚9mm舍的运动。唐空间分辨蚊率依据的树是雷达和问目标之间电的距离。笼这个装置盟已被试用芽到六“云Ruin新on告”普滑坡中（浪意大利）太（雀Anto禽nell沃o妄等，抖2004墨）。通过线18升个小时的匙测试调查峰，利用滑LISA翠观察到了岗9mm煎的最大位桨移。但是童由于雷达占的高频率紧，这种技争术对地表进状态的改皮变十分敏蝴感。为了削降低相干担性的损失竟，可以应景用摸LISA钉的底C厘波段和根L言波段。谦（二）光猾学数据的夕相关性己利用在不计同时间内辩获得的两币幅光学图鸦像的相关顽性，得到纷地表的二跃维位移场奸。这种方杨法已经被蜂应用到航教片和卫片饭中，来测先量由地震怪（蔬Van胆Puym芦broe挽ck咬等，茧2000粒）、滑坡晚（祖Dela比cour领t阳等，刮2004情；匙Cass镜on舟等，蚀2005某）和冰川缓流（举Scam匪bos永等，腥1992需；旷Kääb铅，亦2002刊；互Kääb蹲等，洒2005涛；弦Bert居hier野等，蒸2005立）引发的庙位移。相虏关图像必酬须有共同毙的（地面诵或图像）网几何形态典，可以通钢过正射校贺正两幅图规像（相关质性体现在词地面的几嘉何形态上球）或在参锄考图像的黑几何形态愉上再采样版一幅二次扯图像（相们关性体现绣在图像的置几何形态黑上）获得贼。在这两忌种情况下丛，都需要关DEM兄，它所需掏要的精度舞和相关图打像的视角叮差反相关卵。理论上旧，应该用访到两个不乱同的涂DEM往，它们与赛每幅相关拘图像是同燃期的。对党于稳定的地区域，两怖幅连续图棵像上的可钓见地面特共征应该是刘重叠的。笋当地面发柜生运动，非可见和可钩以识别的厦特征由于匠位移而移交动。为了翅确定发生铁在两幅图疮像之间的器地表位移缸，在参考畏图像上（或通常是最叹早的那幅域）定义一猎个给定窗份口（大约请15~5牛0勤象元）。居利用最大毕化相关函守数，在二献次图像上亏寻找相应却的窗口（蒜Vado点n泽和扬Mass亩onne档t家，承2000煮；钱Bara喷toux助等，漂2001孕）。寻找凤的起点是验假设两次暑成像之间捞没有位移幅发生的那拉个预计位麦置。测量枯的这个移顾动直接与猴地表位移碧的象元大旅小相关。唱计算的主愉要参数是片局部窗口训的大小和踩预计的两灶次成像之巨间的最大右位移。在评最早的图凉上，对每沙个象元重玩复这个过穿程。结果牢由与相关喂图像同样诱大小的突3饮个数组组怒成。第一可个数组包鸡含的是每婆个象元在桶横向上的砌移动，第吵二个数组曲是在纵向团上的移动互，第三个灵数组说明肉了相关性尼的好坏。票相关窗口持大小的选御择是在想照要得到的歪移动精度薄和速度场武所需的空键间分辨率齿之间折衷环。随着窗围口大小的楚增加，由情于每次测师量是整个仍窗口上的梨平均值，聪因此噪音易和无关测逃量的数量铁会减少。眼地表状态差的变化（斩由植被生面长、崩积格层的运动迟或人为活亡动造成）隶是显著影割响相关性席好坏的一奋个因素。担但是，相乓关技术没鱼有姓InSA畅R每对地表变坚化那么敏优感：对于火滑坡，找岂到好的相糖关性需要旦利用几年询时援帧范的光学图籍像。这个胃时间间隔剥对于任何藏准确的植InSA质R值处理都太纳长。在图皇像要求不芒同的日光晶条件下又帅出现了另台一个问题倍。一些稳支定的特征牵确实会在槐相关图像线上表现出痕明显的位飞移，因为尽它们的阴淡影的大小倘和方向发甜生了变化袭（馅Bert庸hier扩，歌2005巡）。因为涛在相关窗早口中不同突树木的信辆号太多，嗽在森林中升要获得一傻个好的相堂关性也很正难。这种旦技术的精板确度主要虏依赖于具列有相同几乏何形态的术两幅图像踩的投影质薄量，这就廉意味着至庆少要再取甘样一幅图池像。对于猎卫星影像耗，估计位青移值的下少界大约是愿象元大小奖的绑1/5职，对于航登空数据是栋两或三个瞒象元（由宾于光学图疾像较严重各的变形）碎。位移值贝的上界不禾受相关技弯术的限制纤，更多的派是取决于风与位移相任关的地表君变化：茄Dela严cour被t匠等（角2004肥）指出测莫量到的位农移高达帅80莲像素。爆利用这种搭方法，可刺以测量到匆局部位移抹向量在传堂感器焦平件面上的投氧影。在用圈垂直入射野角获取图弊像的情况醒下（最常祝见的情况腊），测量嚼的是平面留（水平）保移动。如尖果图像是益用两个相勾似但不垂猫直的入射押角获取的鲜，那么相帖关性也对城垂直位移锁敏感（壳Bert退hier昼等，绳2006路）。用两备个多时相得DEM览和水平位盛移分量来忠确定垂直系位移量。须垂直位移奔等于最早凉图像上的晕一个象元说的高程值欲与最新图涛像上相应珠象元的高赢程值之间体的差值，胳这些高程引值可以在片对应的待DEM兽上测量出沟。为了提羡高测量的负精确度，检用最小化扬固定区域倚的垂直距蚊离来调整宴DEM奔。如果那绳样的话，乓垂直分量毒的精度依畅赖于骨DEM篇的相对精铺度，一般荣等于象元订的大小或陷者更好（土Cass筹on竭等，锣2005誉）。萄由不同传营感器获得弦的图像也昂能分析相朝关性（式Dela炎cour票t代等，圣2004略）。为了牺确紫定妨“藏LaC悠lapi孟ère丛”定滑坡的速钩度场，已尘经成功地逮把该滑坡况的航片和惊高分辨率慧的厅Quic势kbir自d井影像相关厕起来，尽卸管二者的疫几何形态胁不同。如赛果是在同风一个地点肌获得的连削续的单象情图像，也蝇能应用图跪像相关技岩术。这些部图像中必口须包含可妈用来参考蹲的固定点既。因为象堡元的大小法依赖于其您到相机的观距离，所诵以在比例荒尺方面，泪速度场不胞是均匀的矩。因此，兽相关性的赖结果不能粮直接解译让为速度场匙。鼠三、数据动集、平台既和传感器级（一）航僵空影像扣从浑1937湿年开始，乓用两次连贵续调查之胃间间隔时笛间大约为术5位年的航片低来拍摄法耍国领土，串这项工作若由珠IGN痕（法国国洋家地理协泊会）负责象。这些航振片用底片针为驾24cm寄×柄24cm裹的测量摄岗影相机拍脸摄，一个五场景覆盖忧的地表范消围大约为填5km诵×辫5km栋，相邻场顷景有桨60%验重叠。用岔摄影测量宣扫描仪对故图像进行太扫描，控许制变形要圣小于万分东之一。一浮般扫描精孩度为初1000神dpi克，所以像地素的分辨怪率会高于充1m妻。再利用煮相邻场景吊的数字扫疮描、谜IGN坝提供的相汁机的内在戚参数（焦馒距、基准律点的位置叠、相机主江要点的位枕置和镜头榴的失真）女以及被测冠量区域内跪地面控制量点（蓝GCP横）的绝对翅位置来建轧立刺DEM郑。甚至对撤于缺少辐胜射动力学剧的图像，中也有可能槽得到分辨悄率为剃1m阶的地理参慨考农DEM耐，相对精小度高于亏1m声（参Cass浑on坟等，再2003炸）。在最乖差的情况套下，也能示建立相应株的正摄图幸像，精度根为吨1m约，进而可绩以估计精拥度为针1m侄的三维位稀移场。当董时间间隔吸为淹5州年，这些寄图像可以拘成功地监善测速度为要每年愚0.5m俘至呜16m蝇的滑坡运助动，对应唉的位移为雅2.5电个像素至架80充个像素。辱总之，航汽片的主要阀应用优势形是数据存也档的价值世（法国缩50痒年的数据有）和数据欲的精度（柏接近于漆1m接）。这种抵方法的主阶要缺点是俯瞬时清晰仅度低。为储了提高瞬纤时清晰度滑，需要有绳计划地进拨行专门研践究，不过椅这一解决萌方法成本朵很高。退（二）卫损星光学图恶像声对于上面鹿提到的限另制因素，枣解决方法迈之一是用揉更新时间但为耻20~3戏0永天的卫星胸图像。直匠到渴21晶世纪初，径光学卫星睬（获SPOT旬，造LAND针SAT朴）的平均慧空间分辨鸭率是胡10m束。由于大落多数阿尔塘卑斯山的务滑坡面积突小，这些问图像不适忽合进行滑时坡分析。单新一代的玻高分辨率畅卫星（渐Ikon绞os士；沾Quic图kBir崇d质）可以提吓供证0.6m拦至奴1m槽分辨率的叛数据，覆跟盖面积为节10km地×10k耍m懒。失2002怀年晋5品月烦4厕日发射的误SPOT至5燕卫星在很影高的分辨轰率模式下炎地面分辨暴率较低（男2.5m棕），但是者60km每×60k翠m野的覆盖区病对于区域烈研究是很刺有用的。衬此外，图类像能够给甲出精确的汁轨道位置恭和姿态说坡明。在没嚼有任何本GCP保（地面控烂制点）的量情况下，收一幅地面递图像的精护度为验30m工的均方根叙。虽然对跃地观测卫父星与太阳镇同步，但六是在两次量成像之间剧光照的改侧变使得阴始影的长度萄和方向发床生了很大阀的变化。撤例如，栽2003流年伯9衣月旋19狱日拍的第伸一张图像响，丢2004凤年套8包月云22惨日对同一习点拍摄，董一棵贪4m漏高的树的示阴影，在谦南北方向驰上有大约狡1.2m咏（漠0.5搅个像素）目的明显位膀移，从而惠影响了直统线方向上每的相关性脑。在不同磁季节获得犯的图像上用，位移更吩明显。乖虽然卫星酱数据的瞬离时清晰度号比航空数寒据的要高僻，但是图糕像的获得辛与轨道参积数紧密相坐连。此外哭，对于小绘的慢速滑凯坡，米量黄级的空间建分辨率和杨大约祸20柏天的瞬时串清晰度不好总是相配菠的，加上鉴高分辨率路的卫星存肌档数据也调是很有限葛的，因此首目前还不谱能应用到布山丘范围粗或单一滑掏坡的一般摄调查中。售（三）遥概控平台必直到上世归纪合90货年代中期等，配备像家素大于储6M确的传感器伙和高质量舱镜头的数蛛码相机的如发展，才巨逐渐带动厘了新型遥齐感技术的揪发展。这徐种相机，香重量小于押2kg冰，可以安问装在低速鬼无人驾驶蛛飞机或直刑升机上，叨在地面上皇用无线电建控制，与镰操作员之收间的距离危可以达到够2km喷。无人驾本驶飞机是批一个两米钥翼展的降例落伞，可挂以低速飞蜓行，速度王大约旗15km震/h概，飞行高咐度达到艺600m愚。这种飞盼机很容易盼受气压条暗件的影响英，只有当甜风速小于泡20km甚/h陵时才能飞壤行。直升严机的旋翼柴为茧1.5m贿的直径，冰当风速达温到毙50km裁/h浩时可以飞阀至递100m陷的高空。屑无人驾驶追飞机和直构升机都备狡有一个摆峡动装置，止相机就固嫩定在上面蹦，这样相旬机的视线泼向近于垂处直。为了别保证高质欲量的定位位和导航作枝用，在无也人驾驶飞款机和直升瑞机上配备检了往GPS临和摄影机清。根据飞符行高度和馋相机的光辞学质量，蜡图像的分渴辨率为僵1cm~鼻10cm共，图像覆言盖的地面柏面积在冻30m×晒20m~鹿400m锅×250腿m犯之间。数泰据的质量宁事实上依童赖的是镜尘头的质量率、平台的撒速度和控届制曝光时柜间的光照炮条件。图及像一般是遇连续拍摄差的，并要漠求重叠部膀分达到燃70%僚。利用在删绝对参考油系中精确驳定位的克GCP铅，以传统欠方法获得夹DEM揪和正色摄页影。影响截DEM明和正色摄音影精度的哥因素是乱GCP卵的位置，厌为了精确宣地给出相诸机的位置辜，必须用绢与图像分努辨率相似清的精度进回行确定。厅利用差分认GPS香和视距法融，可能分颠别获得痕1cm书和毛5cm恋的精度。辨因为成像赖的滑坡面摆积一般都个大于演300m驻×200绳m态，所以必植须把一些匠DEM愁和正色摄愈影都结合薄在一起，蚂得到一幅善完整的滑追坡图像。避这种结合洪也会引起样一些误差漆，大致是耕2稿至辉5芝个像素。诚因而，由听该系统测请量的位移佳会比较大夜，误差条弊线外面有殿5马个像素，喂对应的位取移的绝对亏值是宜5~50蛋cm兵。这种系案统的主要亚优点是可哨以用适合奇于滑坡速疾度的频率冬来获取数输据，并且捞空间分辨言率很高。稳（四）固己定相机拿在飞行平晃台上获得秧的数据，其存在一个衣主要的问网题：不能袍获得绝对具相同几何似形态的图罪像，瞬时衡清晰度要少依赖于飞铸行条件。差建立慕DEM豪要求相机籍的位置和唱方向能够打从洁GCP付计算得到泼。数码相烂机安装在龄滑坡的前亭缘，并且原以不变的窗时间步长慈来拍摄图呈像。如果成这样的话散，图像就青具有了相陷同的几何吃形态，并伤能够直接舌相关。相绕关性的精异度受几个茅方面影响纸：滋a革）相关性狮的计算方炒法，笼b西）由于热张变化造成常的相机运堂动，鞋c心）相机和巩滑坡之间卫大气折射旺指数的改泽变，硬d谜）光照的负变化。用姜亚像素的饺精度来实砌现相关性俊可以忽略赔影响能a闲）。如果营相机被固似定在一个让刚性架上花，值b锤）就可以忆被避免。湖实验表明田，如果把筹一个焦距皇为如22mm弟的相机安反装在离滑币坡让1km妖处，闸c从）造成的策表面位移队能达到川2慨个像素。我为了最小肥化这些不援利影响，赵图像必须吧包括一个全能够作为变参考的稳偏定区域。横因为稳定唯区内没有掘位移，用绩相关方法各计算的最泡大位移将亿会给出不汁稳定区误瓣差的一个督上边界。问为了降低木光照的影访响，只有被对连续两壮天同一时首间获得的笑图像进行散相关分析掩，优先选蒜择太阳高把度最大时谋获得的图肢像。也可燕以对每年故同一日照丧时间下获奖得图像进两行相关分售析，效果路比较好。顷另一个问锦题来自滑瓶坡的大小逢和图幅宽度的比较。侨一般只对责滑坡的下季部进行成挠像。这些昏方法也有眯固有的技算术局限性仆。为了快绒速处理数任据，图像街传输系统陵必须与获之得图像的苏过程连接真起来。另么一个问题证更理论化木：如果没群有用柳DEM宿，图像的玉精度就依袄赖于滑坡蹦和相机的遇距离。还拜有位移要染用相关方沫法以像素厌为单位来摔求取，不霸能用距离鹅进行转化慎。如果有量高空间分捞辨率的狂DEM认可用，那塘么就会绕棋开这个问雹题。通过痰调节两次群成像的间遥隔时间，纤对于很快坟和很慢的困滑坡，都器可以应用臣这种技术炊。另一个式严重的约佣束是地表锣的变化，药这种变化济必须足够奉小以保证凳还存在相索关性。我限们把这种词方法运用杂到都“街LaC趟lapi革ère败”什滑坡上。裳在滑坡前糟方大约鸣1km藏处安装了协一个怒600嫌万像素、咏镜头焦距攀为扑22cm巾的数码相有机。因此话，图像能用够包括滑窄坡的下部记和在其东声北方向的且一个稳定帜区域。每岭30骗分钟成一鲁次像。得棚到了膜2004每年忙7泽月著22苏日到催2005颠年塑9松月效2矿日之间的脊位移分布连。因为相颂机固定在阶滑坡前方舰，所以位围移主要发妖生在图像呼的线性方处向上。滑鄙坡的东部属边界清晰秘可见，还患可以评价献运动的空铺间变化。距在植被区酿，成像期垄间地表状虚态的变化堵掩盖了位皂移分量。峡（五）陆较地三维激魔光扫描仪瞧成像草三维激光申扫描仪本托质上就是惨一个计算乔三维空间沫内沿着已名知轨道与粘目标点距顶离的测距炊仪。它由是一个放射健二极管组妹成，能够砖以特殊频码率产生激挑光源。当谣脉冲以极蚀快的速度的放射出来很时，扫描贵仪前面的话旋镜将不晓同轨道的叙光线反射漆到一个垂梯直面上。院同时，整汉个扫描仪员顶端在水娘平面上旋脉转，进而却连续收集孙数据（洁Rieg玻l恶，狗2004顷）。这个友系统与一门个经过校武准并固定央方向的高繁精度数码址相机相连拼。本次研六究所用的穴系统是苏RIEG犬LLM住S-Z4怖20i罩激光扫描训仪和尊Niko币nD1像00容数码相机蚀。这个完冬全便携式灯的系统能衫提供地形卸（激光）腔和照片（驳照相机）倚，精度高酷于娱1cm浊（每百万萍+侍/啄–私1/20京），分辨峡率高（根杯据激光扫疯描仪与目劲标之间的住距离，实马际最大的见角分辨率锤为薪0.00烈4布°藏）。为了亚能覆盖较当宽的面，龄必须把不刊同的图像臣组合在一震起。根据鸟目标的后罢向散射条屈件，激光保和滑坡之烟间的最大啊距离能够社达到贵800m殃。在潮湿仗的条件下蹈，在由黑羽色泥灰土倦组成的滑析坡上，这净个最大距千离会小于吼400m虚。这种技讨术被成功刃地应用在笑“秩LaC晨lapi铅èr榜e邪”姓滑坡坡脚贼处面积为用100m贫×100斑m疫的范围内意。在翻2003斤年流7卷月、竟2003牛年航10拌月和蜂2004皱年粗10怎月进行了躲三次成像毫。植被的鬼变化影响破了数据质护量，阻碍炸了我们用高相关技术桐对这些相五片进行分趟析。不过劣由于高采作样率（平馋均每束25cm据2劳一个点）健，昆10%务的点没有粪植被覆盖虾，可以单仪独地建立具DEM愧。糠DEM克可以清晰葵地表现滑构坡的各种勒特征，例爪如弧形陡绝坡。最后屠计算多时僻差分奏DEM肉，反映滑装坡上部损悄耗和下部苍堆积的情带况。族四、佳结锦桨狱论裕根据暴露多条件、滑男坡的大小离和速度，超以及研究败目的（实在用还是科寄学目的）雁，可以选洁择一种或逃多种技术习和数据（棚分辨率、该精度、覆练盖面和回写访时间）尖相结