《地质灾害隐患综合遥感识别技术规程》（报批稿）.pdf

ICS 07.060 CCS A77 DZ 中 华 人 民 共 和 国 地 质 矿 产 行 业 标 准 XX/T XXXXXXXXX 地质灾害隐患综合遥感识别技术规程 Code of practice for potential geohazard identification by comprehensive remote sensing 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （报批稿） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中华人民共和国自然资源部 发 布 XX/T XXXXXXXXX I 目次 前言 ........................................................................................................................................................... I 引言 .......................................................................................................................................................... II 1 范围 .................................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件 .............................................................................................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................................................................................................... 1 4 缩略语 .............................................................................................................................................................. 1 5 总则 .................................................................................................................................................................. 2 目的任务 ................................................................................................................................................... 2 工作层次 ................................................................................................................................................... 2 基本要求 ................................................................................................................................................... 2 工作流程 ................................................................................................................................................... 3 6 基础资料与数据获取 ...................................................................................................................................... 3 基础资料 ................................................................................................................................................... 3 SAR 数据 ................................................................................................................................................... 3 光学遥感数据 ........................................................................................................................................... 4 7 地表形变特征提取 .......................................................................................................................................... 4 地表形变 InSAR 数据处理方法 .............................................................................................................. 4 D-InSAR 数据处理.................................................................................................................................... 5 Stacking-InSAR 数据处理 ........................................................................................................................ 6 时序 InSAR 数据处理 .............................................................................................................................. 6 其他 SAR/InSAR 方法数据处理 ............................................................................................................. 7 形变聚集区提取 ....................................................................................................................................... 7 8 地质灾害要素光学遥感解译 .......................................................................................................................... 7 光学遥感数据处理 ................................................................................................................................... 7 解译内容 ................................................................................................................................................... 7 解译方法 ................................................................................................................................................... 8 解译要求 ................................................................................................................................................... 9 9 地质灾害隐患综合判识与初步评价 .............................................................................................................. 9 判识与评价内容 ....................................................................................................................................... 9 综合判识 ................................................................................................................................................... 9 风险初步评价 ........................................................................................................................................... 9 判识与评价要求 ....................................................................................................................................... 9 10 野外查证 ...................................................................................................................................................... 10 查证目的 ............................................................................................................................................... 10 查证内容 ............................................................................................................................................... 10 查证要求 ............................................................................................................................................... 10 XX/T XXXXXXXXX II 查证方法 ............................................................................................................................................... 10 11 成果编制 ...................................................................................................................................................... 11 数据集编辑 ........................................................................................................................................... 11 图件编制 ............................................................................................................................................... 11 报告编写 ............................................................................................................................................... 12 成果提交 ............................................................................................................................................... 12 附录A （资料性） 现有可用星载 SAR 传感器基本参数及应用特征表 ......................................... 13 附录B （资料性） 常用 InSAR 数据处理方法及特点 ..................................................................... 14 附录C （资料性） 典型地质灾害隐患变形破坏迹象遥感影像特征表 ........................................... 15 附录D （资料性） 典型地质灾害遥感影像特征 .............................................................................. 16 附录E （资料性） 地质灾害隐患综合遥感判识依据表 ................................................................... 18 附录F （资料性） 地质灾害隐患风险初步评价依据 ....................................................................... 19 附录G （规范性） 地质灾害隐患综合遥感识别记录表 .................................................................. 21 附录H （规范性） 地质灾害隐患综合遥感识别野外查证记录表 .................................................. 22 附录I （资料性） 地质灾害隐患综合遥感识别成果数据属性结构建议表 .................................... 23 附录J （资料性） 地质灾害隐患综合遥感识别成果报告提纲 ........................................................ 26 参考文献 ............................................................................................................................................................ 27 XX/T XXXXXXXXX I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中华人民共和国自然资源部提出。 本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会（SAC/TC93）归口。 本文件起草单位中国自然资源航空物探遥感中心、成都理工大学、四川省地质调查院、云南省地 质环境监测院、四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院、中国地质科学院岩溶地质研究所、长 安大学。 本文件主要起草人王珊珊、葛大庆、刘斌、童立强、郭兆成、张玲、李为乐、梁京涛、黄成、马 志刚、程洋、袁蔚林、王艳、蒋校、余琛、阎书豪、韩建云。 XX/T XXXXXXXXX II 引言 我国地质环境与地质灾害孕灾机制复杂，传统调查方式难以有效发现隐蔽性、潜伏性地质灾害。破 解复杂艰险地区重大地质灾害早期识别，动态掌控风险隐患发育状况是地质灾害调查工作的重要任务。 综合应用星载InSAR地表形变监测、光学遥感解译等技术方法，以遥感观测要素与地质灾害关联特征为 识别对象，在孕灾环境、致灾因子、承灾体判识分析的基础上，开展滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷等 地质灾害隐患识别，有助于进一步摸清重大地质灾害风险隐患底数，提升地质灾害综合防治能力。重大 地质灾害隐患综合遥感识别已成为地质灾害防治体系中的重要环节。 为规范和指导地质灾害隐患综合遥感识别工作，制定本文件。 XX/T XXXXXXXXX 1 地质灾害隐患综合遥感识别技术规程 1 范围 本文件确立了地质灾害隐患综合遥感识别的工作程序， 并规定了基础资料与数据获取、 地表形变特 征提取、灾害要素光学遥感解译、隐患综合判识与初步评价、野外查证、成果编制等阶段的技术要求。 本文件适用于滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害隐患的综合遥感识别，其他类型地质灾害 隐患遥感识别工作可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 39612 低空数字航摄与数据处理规范 CH/T 3019 125 000 150 000光学遥感测绘卫星影像产品生产技术规范 CH/T 9008.3 基础地理信息数字成果 1500、11000、12000数字正射影像 CH/T 9009.3 基础地理信息数字成果 15 000、110 000、125 000、150 000、1100 000数 字正射影像图 DZ/T 0261 滑坡崩塌泥石流灾害调查规范（150000） DZ/T 0284 地质灾害排查规范 DZ/T 0438 地质灾害风险调查评价规范（150000） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 地质灾害隐患关联遥感特征 potential geohazard related remote sensing characteristics 利用综合遥感观测手段获取的地形地貌、地表形变、变形破坏迹象、威胁对象等可直接或间接表征 地质灾害形成、发育状况与潜在危害的特征。 地质灾害隐患综合遥感识别 potential geohazard identification by comprehensive remote sensing 综合应用InSAR、光学遥感等对地观测技术获取地质灾害隐患关联遥感特征，结合地质灾害形成条 件分析，判识地质灾害隐患的位置、类型、范围和潜在风险的过程。 形变聚集区 deation accumulation zone 利用InSAR等技术提取的地表发生移动、变形和破坏，且与周边有明显差异的区域。 变形破坏迹象 deation and failure 地表裂缝、岩体崩落、局部坍塌、建（构）筑物破坏等反映地质灾害孕育、发生、发展的地表异常 现象和特征。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 CR角反射器（Corner Reflector） DEM数字高程模型（Digital Elevation Model） DOM数字正射影像（Digital Orthophoto Map） XX/T XXXXXXXXX 2 DS-InSAR分布式散射体干涉测量（Distributed Scatterer InSAR） D-InSAR合成孔径雷达差分干涉测量（Differential InSAR） FFT快速傅里叶变换 Fast Fourier Trans InSAR合成孔径雷达干涉测量（Synthetic Aperture Radar Interferometry） LiDAR激光雷达（Light Detection and Ranging） POT像元偏移量跟踪（Pixel Offset-Tracking） PS-InSAR永久散射体干涉测量（Permanent/Persistent Scatterer InSAR） SAR合成孔径雷达（Sythetic Aperture Radar） SBAS-InSAR短基线集干涉测量（Small Baseline Subsets InSAR） SLC单视复数影像（Single Look Complex） 5 总体要求 目的任务 综合利用多源遥感技术及其观测数据，开展地质灾害隐患关联遥感特征提取、解译与综合判识，获 取地质灾害隐患的位置、类型、范围、形变特征和威胁对象等信息，初步评价地质灾害隐患风险等级， 支撑地质灾害调查评价、监测预警、综合治理与应急防治等工作。 工作层次 5.2.1 地质灾害隐患综合遥感识别分为一般识别与重点识别两个层次。 5.2.2 一般识别按照县级行政区划为基本工作单元开展，也可按照自然地理单元开展； 5.2.3 重点识别应优先选择地质灾害发育密集、地质环境条件复杂的城镇及重大工程建设规划区、人 口聚集区开展。 5.2.4 地质环境条件复杂程度划分依据按照 DZ/T 0261 执行。 5.2.5 一般识别结合工作区面积和地质灾害发育状况等确定，应采用不低于 150 000 比例尺；重点 识别应采用不低于 110 000 比例尺。 基本要求 5.3.1 地质灾害隐患综合遥感识别以滑坡为主，兼顾崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害。 5.3.2 应以 SAR 卫星数据、光学遥感影像、DEM 为主要数据源，结合采用地形地貌、水工环地质、 地质灾害、地震、气象等基础资料，通过开展地表形变特征提取、地质灾害要素光学遥感解译、地质灾 害隐患综合判识与初步评价、野外查证等实现。 5.3.3 地表形变特征提取应利用星载 InSAR 相位干涉技术获取地表形变速率或形变量， 确定形变地质 体的形变部位、范围和强度等要素。 5.3.4 地质灾害要素光学遥感解译应基于光学遥感影像与 DEM 数据解译获取地质灾害隐患关联的变 形破坏迹象及孕灾地质环境。 5.3.5 地质灾害隐患综合判识与初步评价应综合地质体的地表形变、变形破坏迹象特征及孕灾地质环 境等，确认疑似地质灾害隐患的空间分布和类型，并初步评价其风险等级。 5.3.6 野外查证应通过野外核查验证分析隐患识别信息的正确性，辅助识别成果修改完善。 5.3.7 地质环境条件复杂区应加强无人机遥感、LiDAR 和倾斜摄影测量等技术应用，获取高精度光学 遥感影像和地形数据，以提高识别效果。 5.3.8 平面坐标系采用 2000 国家大地坐标，地图投影采用高斯-克吕格投影，125 000 及以下比例尺 采用 6 分带，110 000 及以上比例尺采用 3 分带；高程基准采用 1985 国家高程基准。 5.3.9 应形成地质灾害隐患综合遥感识别空间数据集，编制地质灾害隐患综合遥感识别成果图件。 XX/T XXXXXXXXX 3 工作流程 地质灾害隐患综合遥感识别的工作流程见图1，包括基础资料与数据获取、地表形变特征提取、地 质灾害要素光学遥感解译、地质灾害隐患综合判识与初步评价、野外查证和成果编制。 图 1 地质灾害隐患综合遥感识别技术流程图 6 基础资料与数据获取 基础资料 6.1.1 搜集地质灾害调查、监测、防治等成果资料，尤其是工作区在册地质灾害隐患数据，用于分析 工作区地质灾害空间分布状况和典型地质灾害发育特征及变化趋势。 6.1.2 搜集基础地理资料，包含但不限于以下要素县级行政区划、水系、居民点及设施、交通、管 线、地貌、植被、地名及注记等。 6.1.3 搜集地形资料，主要包括 DEM 数据、地形等高线等。若现有地形数据无法满足识别精度，应采 用无人机遥感、LiDAR、倾斜摄影测量等技术，获取高精度地形数据。 6.1.4 搜集地质构造、地层岩性、气候、降雨、地震等调查成果资料，用于分析总结地质灾害发育规 律和区域环境特征，基本掌握区域地质灾害的孕灾条件、诱发因素和成灾模式。 6.1.5 基础资料要求现势性强，工作精度高，工作程度满足情况下资料比例尺应不低于隐患识别的比 例尺。对于工作程度低的地区应收集比例尺最大或成果完成时间最新的基础资料。 SAR 数据 6.2.1 应综合工作区地形、气候以及植被、冰雪等地表覆盖条件，评估给定成像模式下的有效观测范 围，优先选择干涉性能稳定，成像几何条件敏感，轨道测量精度高，基线控制满足 InSAR 技术要求的 SLC 格式数据作为数据源。 6.2.2 应根据地质灾害隐患识别的工作层次、 测量精度、 时间长度等， 结合工作区 SAR 数据存档情况， 获取存档数据，根据需要编程定制工作周期内的与存档数据相同模式的 SAR 数据。当前可供选择的主 要星载 SAR 数据源参见附录 A。一般识别宜选取存档数据累积量多的数据，重点识别宜选取波段长、 重复观测频率高的数据。 6.2.3 在数据存档或编程满足情况下应选择时间长度不短于1年， 数据存档不低于20期的SAR数据。 地表形变特征提取 地质灾害要素光学遥感解译 地质灾害隐患综合判识与初步评价 野外查证 基础资料与数据获取 成果编制 XX/T XXXXXXXXX 4 6.2.4 应在评估工作区地表形变强度、地表自然地物复杂度、地形坡度、隐患范围、时域变形特征的 基础上确定 SAR 成像模式和参数。地表变形快的地区应选择长波长、短周期、高分辨率的 SAR 数据， 地表变形慢的地区应选择波长较短的 SAR 数据。 6.2.5 SAR 数据波长选择时应充分考虑植被覆盖状况，植被覆盖较高的地区应优先选择长波长、穿透 能力强的数据，依据植被盖程度依次选择 L 波段、C 波段或 X 波段。 6.2.6 SAR 数据分辨率选择依据识别工作层次确定。一般识别中 SAR 数据分辨率应不低于 20 m（多 视后） ； 重点识别中针对区域识别时 SAR 数据分辨率应优于 10m （多视后） ， 针对单体隐患监测时 SAR 数据分辨率应优于 3m。 6.2.7 SAR 卫星重访周期应遵循短周期原则，成像条件相近时应根据环境条件与变形特征，优先选择 短周期 SAR 数据。 6.2.8 SAR 数据入射角选择应遵循 SAR 视线向与最大位移方向夹角最小为原则，最大程度避免因山 体阴影、叠掩、透视收缩等成像畸变引起的无效观测。地形起伏大、高山峡谷地区应结合多源、多入射 角、升降轨联合观测。 6.2.9 SAR 干涉组合应优先选择垂直基线优于 1/3 临界基线的像对，在数据存档满足情况下，累积数 据应不低于 1 年，宜同时获取升轨和降轨观测数据。 6.2.10 同轨数据若按照单景定制， 上下两景影像的重叠度应大于影像长度的 10； 跨轨数据相邻两景 影像重叠度应超过影像幅宽的 10。 6.2.11 工作区不具备多种 SAR 数据可选时，应在保证获取最优性形变监测效果的前提下，适当降低 卫星数据参数要求。 光学遥感数据 6.3.1 应根据解译精度确定光学遥感数据的空间分辨率。不同解译比例尺对光学遥感数据空间分辨率 的要求参照表 1 执行。 为便于对地质灾害变形破坏迹象及相关微地貌特征进行精细解译， 应优先选用空 间分辨率不低于 1 m 的光学遥感数据。 表1 解译比例尺对应的光学遥感数据空间分辨率列表 解译比例尺 空间分辨率 m 12000 0.2 15000 0.5 110 000 1 150 000 2 6.3.2 光学遥感数据时效性应不超过 1 年，部分地区在存档数据无法满足情况下应不超过 2 年，时相 以覆盖雷达监测数据时间间隔为最优，应晚于具有较大影响的地震、强降雨事件发生时间。 6.3.3 一般识别光学遥感数据以卫星数据为主；重点识别中若卫星数据无法满足要求时，应根据解译 比例尺要求通过航空摄影测量方式获取高精度光学遥感数据。航空遥感数据采集技术要求按照 GB/T 39612 执行。 6.3.4 光学遥感数据的云、雪等覆盖率不宜大于 5，且不能覆盖重要地物。图像应符合层次丰富清 晰、色调均匀、反差适中等要求，条带、噪声应尽可能少。 6.3.5 针对地质灾害隐患集中发育区或者具有重大风险的地质灾害隐患，应获取多时相光学遥感数据 开展对比解译，以提高解译精度。 7 地表形变特征提取 地表形变 InSAR 数据处理方法 XX/T XXXXXXXXX 5 7.1.1 根据应用目标、工作层次与可用的 SAR 数据，在平衡有效测量信息、计算能力与处理效率、测 量精度与覆盖完整性的基础上确定 InSAR 形变数据处理方法。 7.1.2 一般识别中应根据 SAR 数据情况，选择技术复杂度低、形变信息量丰富且计算效率高的方法， 在 SAR 数据量不足时应优先选择 D-InSAR 方法提取相对变形量； 在 SAR 数据量丰富时应选择 Stacking- InSAR 技术提取形变速率，获取工作区地表形变分布状况。 7.1.3 重点识别中应根据存档与编程数据获取情况，结合工作区环境因素和总体相干性保持能力，选 择时序 InSAR 分析方法。区域尺度形变监测应优先选择 SBAS-InSAR 提取形变速率与累积形变量。单 体隐患选择 PS-InSAR 或 DS-InSAR 开展长时序分析，获取相干目标时间序列。 7.1.4 地表大变形超出干涉相位临界条件，无法采用 D-InSAR、Stacking、时序 InSAR 等相位干涉方 法解决时，可选择高分辨率 SAR 影像，采用 POT 方法予以求解；需开展 InSAR 与其他观测手段同步 测量时，可布设人工角反射器，选择相位干涉或 POT 方法予以处理。 D-InSAR 数据处理 7.2.1 数据预处理 读入SAR卫星SLC（1级）数据并实现数据格式转换，生成单视复数据与多视强度影像。根据卫星精 密轨道数据提供情况，选择是否在SLC影像中添加精轨数据。 7.2.2 数据配准 利用强度相关法进行主辅影像精确配准， 条带成像模式SAR数据要求方位向和距离向误差应均小于 0.1个像元， TOPS模式数据方位向频谱重叠应优于0.001个像元。 SAR与DEM配准时以多视SAR强度影像 为参考进行配准， 根据SAR数据与DEM分辨率， 对DEM进行降采样或过采样处理， 并模拟成SAR影像， 将模拟SAR影像与多视SAR强度影像进行空间相关计算， 二者配准精度应优于0.3个像元， 利用SAR坐标 与DEM坐标对应查找表将DEM转换至SAR坐标系下。 7.2.3 干涉相位和相干系数计算 对已配准的主辅影像逐像元共轭相乘计算生成干涉相位图，依据相干系数公式并选择窗体大小逐 像元计算生成相干系数图。 7.2.4 差分干涉计算 根据空间基线以及距离-多普勒模型和地球椭球模型计算平地相位；利用配准后DEM模拟计算地形 相位。从干涉相位中去除平地和地形相位，逐像元计算生成差分干涉图，并计算生成相干系数图。 7.2.5 差分干涉相位滤波 利用空间自适应滤波对差分干涉图与相干系数进行空间滤波，降低噪声影响，并生成相干系数图。 滤波方法根据处理范围大小与计算效率而定，一般选择Goldstein滤波方法。滤波窗口以5 5为基础，应 根据干涉相位总体分布而扩大窗口大。局部形变区滤波选择非局域（Non-local）滤波方法，以保持局部 形变相位细节。 7.2.6 相位解缠 采用区域生长法或最小费用流方法对差分干涉相位进行解缠处理， 得到解缠相位图。 检查解缠相位 图， 对出现解缠错误的相位图进行重新解缠， 调整参数至解缠相位连续， 以保证后续处理中间结果质量。 7.2.7 趋势相位去除 对存在趋势相位的差分干涉图，根据干涉条纹密度分别选择FFT方法或多项式函数估计趋势相位， 并从差分干涉相位或解缠相位中去除。趋势相位高频分布（条纹密集）且规则时应采用FFT方法估计空 间相位分布密度，趋势相位低频分布时（条纹低于5个时）应采用多项式函数模拟。根据分布趋势选择 函数项和次数，模拟趋势相位并