۱٫ معرفی
حوضه Xiaojiang، واقع در تقاطع بلوک لوزی سیچوان-یوننان و بلوک یانگ تسه، دارای ساختار پیچیده زمین شناسی است. این منطقه با فعالیت لرزه ای شدید و حرکات نئوتکتونیکی شدید مشخص می شود که به طور گسترده درزها و شکاف هایی را ایجاد کرده است که منجر به بلایای زمین شناسی مکرر از جمله رانش زمین، گل و لای و ریزش بهمن می شود. چنین رویدادهایی به طور قابل توجهی بر معیشت ساکنان حوضه تأثیر می گذارد و مانع از توسعه اقتصادی و اجتماعی می شود [
۱]. در سال ۲۰۲۰، منطقه دونگ چوان، یک منطقه اداری اولیه در حوضه، ۱۵۳ رانش زمین، ۷۶ گل و لای، ۱۹ بهمن و ۱۰ مورد فرونشست را گزارش کرد که تهدیدی برای ۴۵۸۲۷ نفر و خسارات اقتصادی احتمالی بالغ بر ۲٫۸۹۳ میلیارد یوان است. [
۲]. با توجه به این شرایط، انجام تحقیقات هدفمند در زمینه پایش و شناسایی بلایای زمین لغزش در منطقه ضروری است. درک الگوهای توسعه، ویژگی‌های توزیع، و عوامل مؤثر بر زمین لغزش‌های منطقه‌ای برای کاهش مؤثر بلایا و ترویج توسعه پایدار ضروری است.
روش‌های سنتی پایش خطرات زمین لغزش شامل ایجاد نقاط پایش، ساخت مسیرهای مشاهده، و استفاده از ابزارهای تسطیح، ایستگاه‌های کل و GNSS برای اندازه‌گیری فرونشست و جابجایی افقی در این نقاط است. اگرچه دقیق هستند، اما این تکنیک‌ها مناطق محدودی را پوشش می‌دهند، به نیروی کار زیاد و هزینه‌های بالا نیاز دارند، راندمان پایینی ارائه می‌دهند و نقاط نظارت ممکن است آسیب ببینند و از نظارت مستمر جلوگیری کنند. این امر قابلیت اطمینان کلی پایش تغییر شکل و در نتیجه دقت پیش‌بینی زمین لغزش را کاهش می‌دهد. معرفی رادار دیافراگم مصنوعی تداخل سنجی (InSAR) به طور قابل توجهی این سناریو را بهبود بخشیده است و علاقه علمی قابل توجهی را برای کاربرد آن در پایش خطر زمین لغزش به دلیل توانایی آن برای تشخیص دقیق و گسترده تغییر شکل جلب کرده است. [
۳,
۴,
۵,
۶]. فناوری InSAR در پایش زمین لغزش ها و سایر خطرات زمین شناسی به دو رویکرد اصلی تبدیل شده است. روش اول روش سنتی رادار دیافراگم مصنوعی تداخل سنجی دیفرانسیل (D-InSAR) است. به عنوان مثال، رومی شلوگل و همکاران. از D-InSAR برای نظارت بر رانش زمین در جنوب شرقی فرانسه استفاده کرد [
۷]، و ژانگ و همکاران. آن را برای شناسایی خطرات زمین لغزش در اطراف منطقه شهری Dongchuan به کار برد [
۸]. D-InSAR مستقیماً تغییر شکل سطح مناطق مستعد زمین لغزش را ثبت می کند و پردازش داده های ساده ای را ارائه می دهد، اگرچه نمی تواند داده های تغییر شکل مداوم را ارائه دهد. رویکرد دوم شامل تکنیک‌های InSAR سری زمانی است که محدودیت‌های D-InSAR را با امکان دستیابی به الگوهای تغییر شکل و میانگین نرخ تغییر شکل در دوره‌های طولانی‌مدت بررسی می‌کند. برجسته در میان این تکنیک ها، پراکنده مداوم InSAR (PS-InSAR) و زیر مجموعه کوچک پایه InSAR (SBAS-InSAR) هستند. روش PS-InSAR برای مثال توسط شی و همکاران استفاده شده است. برای پایش و تجزیه و تحلیل پایداری زمین لغزش در منطقه مخزن سه دره [
۹,
۱۰] و توسط یانگ و همکاران. برای شناسایی خوشه های زمین لغزش در بخش باتانگ رودخانه جینشا با استفاده از داده های Sentinel-1A [
11]. محدودیت اصلی PS-InSAR حساسیت آن به سازه های دست ساز و زمین خالی است که می تواند دسترسی به نقاط هدف منسجم را به ویژه در مناطق کوهستانی با ویژگی های کم ساخت دست بشر محدود کند. از سوی دیگر، روش SBAS-InSAR توسط محققانی مانند ژائو و همکاران، که از آن با داده های ALOS/PALSAR برای پایش زمین لغزش در مقیاس بزرگ در شمال کالیفرنیا و جنوب اورگان، ایالات متحده استفاده کردند، استفاده شده است. [
۱۲]و توسط لی، ژانگ و همکاران. برای شناسایی زمین لغزش های احتمالی در حوضه رودخانه بایلونگ [
۱۳,
۱۴,
۱۵]. SBAS-InSAR می تواند از ویژگی های زمین طبیعی به عنوان نقاط منسجم استفاده کند و بر برخی از اشکالات PS-InSAR غلبه کند. با این حال، هنوز در استخراج نقاط منسجم در مناطق با پوشش گیاهی متراکم با چالش‌هایی مواجه است و به پردازش داده‌های گسترده نیاز دارد.
در حالی که استفاده از فناوری InSAR برای شناسایی و پایش زمین لغزش به طور فزاینده ای رایج است، اما اثربخشی آن هنوز به دلیل چندین چالش عملی به خطر افتاده است. اینها شامل پوشش گیاهی سطحی، موج دار شدن زمین، و تاخیرهای جوی است که به طور قابل توجهی در مناطق مختلف و پوشش های سطحی متفاوت است. [
۱۶,
۱۷,
۱۸,
۱۹]. در نتیجه، قابلیت اطمینان شناسایی زمین لغزش با استفاده از یک روش InSAR واحد و توانایی آن برای شناسایی موثر و جامع زمین لغزش‌های احتمالی در مناطق مختلف نامشخص است. این عدم قطعیت ها کاوش عمیق بیشتر در مورد اثربخشی کاربرد فناوری InSAR در مناطق مختلف را ضروری می کند. در پاسخ به این چالش‌ها، این مطالعه ادغام سه روش InSAR را برای شناسایی زمین لغزش‌های بالقوه در همان منطقه پیشنهاد می‌کند. این رویکرد نه تنها اعتبار متقاطع قابلیت اطمینان نتایج به‌دست‌آمده از روش‌های مختلف را تسهیل می‌کند، بلکه جامعیت تشخیص زمین لغزش بالقوه را نیز افزایش می‌دهد. چنین ادغامی برای پیشبرد قابلیت های نظارتی لازم برای توسعه پایدار در مناطق آسیب پذیر بسیار مهم است.
در این مطالعه، حوضه Xiaojiang به عنوان سایت آزمایشی برای استفاده از تصاویر سنجش از راه دور مایکروویو Sentinel-1A برای پایش توپوگرافی از طریق سه روش InSAR انتخاب شد. این روش ها داده هایی را در مورد نرخ تغییر شکل و تغییر شکل سری زمانی حوضه به همراه داشت. تجزیه و تحلیل نتایج تغییر شکل از تکنیک های مختلف InSAR، با تمرکز بر سازگاری نتایج نظارت انجام شد. پهنه های احتمالی زمین لغزش بر اساس ویژگی های خاص منطقه مورد مطالعه شناسایی شدند. توزیع زمین لغزش های شناسایی شده با روش های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و قابلیت اطمینان این یافته ها از طریق بررسی های میدانی موجود تایید شد. علاوه بر این، ویژگی‌های توسعه و توزیع زمین لغزش‌های بالقوه در حوضه – مانند شیب شیب، جهت شیب، اختلاف ارتفاع، سنگ‌شناسی، تکتونیک، و نوع کاربری زمین – به طور آماری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این مطالعه عوامل اصلی موثر بر توسعه زمین لغزش های بالقوه در حوزه آبخیز را مورد بحث قرار می دهد. هدف این تحقیق معرفی ایده‌ها و روش‌های جدید برای شناسایی و توصیف زمین لغزش‌های بالقوه در مقیاس حوضه، ارائه منابعی برای مدیریت اضطراری پیشگیری و کاهش بلایا، و همچنین برای برنامه‌ریزی توسعه در حوضه Xiaojiang است.
۲٫ مروری بر منطقه مورد مطالعه
حوضه Xiaojiang، واقع در شمال شرقی استان یوننان و شاخه ای در ساحل راست رودخانه Jinsha، مساحتی حدود ۳۰۷۰ کیلومتر را پوشش می دهد.
۲. دارای محدوده ارتفاعی قابل توجهی است که بالاترین نقطه آن ۴۳۴۴٫۱ متر و کمترین آن ۶۹۵ متر است (همانطور که در نشان داده شده است.
شکل ۱). این رودخانه از دریاچه Qingshuihai در شهرستان Xundian سرچشمه می گیرد و تقریباً ۱۴۲ کیلومتر جریان دارد. از آن به عنوان رودخانه Xiangshui در قسمت بالایی خود، رودخانه Dabai در بخش میانی و Xiaojiang در بخش پایین یاد می شود، جایی که با یک افت عمودی ۱۵۱۰ متری پایین می آید. میانگین دبی جریان در چندین سال حدود ۵۱ متر است
۳/s. زمین حوضه Xiaojiang از شمال به جنوب بالا می رود و پایین ترین نقطه آن در انتهای شمالی حوضه قرار دارد. این حوضه با آب و هوای موسمی نیمه گرمسیری مشخص می شود، منطقه بندی آب و هوایی سه بعدی مشخصی را نشان می دهد. از ماه می تا اکتبر سالانه رطوبت و بارندگی بالایی را تجربه می کند و از نوامبر تا آوریل به دوره خشک تبدیل می شود. فصلی بودن مشخص بارندگی منجر به میانگین بارندگی سالانه تقریباً ۱۰۰۰ میلی متر می شود.
سازند زمین شناسی غالب در حوضه Xiaojiang سیستم پرمین است که به طور گسترده در سراسر حوضه، به ویژه در بخش های میانی و فوقانی توزیع شده است. بخش بالایی این سیستم از بازالت امیشان تشکیل شده است و توسط رسوبات آتشفشانی زمینی از ماسه سنگ، سیلت استون و گل سنگ پوشانده شده است. بخش پایینی شامل خاکستری گل آلود است که شامل دولومیت، ماسه سنگ و سیلت استون است. این صخره ها برآمدگی های بلندی را تشکیل می دهند که در بیشتر قله های کوه حوضه دیده می شود. در میان و پایین دست حوضه رودخانه، زمین شناسی در درجه اول توسط تخته سنگ و دیوریت مشخص می شود. این مواد مقاومت کمی در برابر هوازدگی از خود نشان می دهند و به دلیل فعالیت های زمین ساختی مستعد تشکیل سنگ های آواری هوازده هستند. دامنه‌های دره و نواحی فن‌های تجمع خندق‌ها عمدتاً از سنگ‌های رسوبی کواترنر و آبرفت‌های سنوزوئیک تشکیل شده‌اند که ساختاری سست دارند و باعث می‌شوند به راحتی هوازدگی و فرسایش شوند. منطقه شکستگی Xiaojiang که در ناحیه انتقالی بین کمربند تکتونیکی نصف النهار سیچوان-یوننان و کمربند تکتونیکی شمال شرقی چین واقع شده است، منطقه شکستگی عمیق و گسترده ای است که به دلیل فعالیت های لرزه ای مکرر و شدید خود شناخته شده است. این ناحیه شکستگی به سمت شمال به جنوب می رود و نقش محوری در کنترل ساختار زمین شناسی منطقه ایفا می کند. [
۲۰].
۳٫ داده ها و روش ها
۳٫۱٫ داده های تجربی
برای ارزیابی توزیع فضایی و ویژگی‌های توسعه مکان‌های خطر زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه تعیین‌شده، این تحقیق از ۴۵ تصویر رادار دهانه مصنوعی باند C Sentinel-1A (SAR) از یک مدار نزولی که دوره مارس ۲۰۱۸ تا نوامبر ۲۰۲۱ را پوشش می‌دهد، استفاده کرد. این تصاویر که در حالت تداخل سنجی عریض (IW) و یک نگاه پیچیده (SLC) با قطبش VV به دست آمده اند، دارای وضوح فضایی ۵ متر × ۲۰ متر هستند.
برای تصحیح توپوگرافی در طول پردازش تداخل سنجی، مدل ارتفاعی دیجیتالی ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM)، ارائه شده توسط ناسا با وضوح فضایی ۳۰ متر، برای کمک به کدگذاری جغرافیایی تصاویر SAR استفاده شد.
به‌علاوه، داده‌های اپمریدهای مداری دقیق (POE) از ماهواره‌های Sentinel-1A، پیش پردازش و تصحیح خطای پایه داده‌های SAR را تسهیل کرد.
تصاویر سنجش از دور نوری از ماهواره‌های Landsat 8 و Gaofen-1 نیز در این مطالعه ادغام شدند و وضوح فضایی ۳۰ متر و ۲ متر را ارائه کردند.
داده های بارندگی برای همان دوره از واحد تحقیقات آب و هوایی (CRU) دانشگاه آنگلیا شرقی (UEA) تهیه شده است. این مجموعه داده در تجزیه و تحلیل تأثیر بارندگی بر تغییر شکل سطح در منطقه مورد مطالعه ابزاری بود.
۳٫۲٫ روش های پژوهش
۳٫۲٫۱٫ روش D-InSAR
تداخل سنجی رادار دیافراگم مصنوعی دیفرانسیل (D-InSAR) یک تکنیک سنجش از دور است که از دو تصویر تداخل سنجی از یک منطقه استفاده می کند: یکی قبل و دیگری بعد از تغییر شکل گرفته شده است. این روش به دست آوردن تغییر شکل سطح از طریق پردازش دیفرانسیل، دستیابی به دقت اندازه گیری در سطح میلی متری را تسهیل می کند. [
۲۱]. D-InSAR به طور گسترده در نظارت بر تغییر شکل‌های سطحی مانند نشست زمین و زمین لغزش استفاده شده است که نتایج بسیار مؤثری را به همراه داشته است. [
۲۲].
برای این مطالعه، دو تصویر Sentinel-1A، به تاریخ ۱۳ اکتبر ۲۰۲۰ و ۸ اکتبر ۲۰۲۱، به طور انتخابی با استفاده از خط محدوده برداری حوضه رودخانه Xiaojiang برش داده شدند. این فرآیند داده‌های تصویر SAR مورد نیاز برای ارزیابی حالت‌های قبل و بعد از تغییر شکل در منطقه مورد مطالعه را استخراج کرد. سپس تصاویر با استفاده از روش D-InSAR برای تعیین تغییر شکل سطح از اکتبر ۲۰۲۰ تا اکتبر ۲۰۲۱ پردازش شدند (همانطور که در نشان داده شده است
شکل ۲آ). متعاقباً از متغیرهای تغییر شکل سطح به دست آمده برای منطقه مورد مطالعه برای شناسایی زمین لغزش‌های بالقوه در منطقه استفاده شد.
۳٫۲٫۲٫ روش PS-InSAR
تکنیک پراکنده دائمی InSAR (PS-InSAR) اولین بار توسط دانشمند ایتالیایی Ferretti در سال ۲۰۰۱ ارائه شد. [
۲۳]. یک تکنیک D-InSAR، PS-InSAR پردازش تداخل سنجی را با گرفتن یکی از تصاویر به عنوان تصویر اصلی و سپس تشکیل چندین جفت تصویر تداخل سنجی انجام می دهد. PS-InSAR قابلیت اطمینان اندازه‌گیری را با انتخاب تنها نقاط هدف در منطقه مورد مطالعه که ویژگی‌های پراکندگی پایدار و انسجام بالایی دارند، که به عنوان پراکنده‌های دائمی (PSs) شناخته می‌شوند، افزایش می‌دهد. این رویکرد شامل دور انداختن سلول‌های پیکسلی با کاهش انسجام قابل‌توجه و جداسازی اجزای فاز مربوط به زمین، اتمسفر و تأثیرات بدون تغییر شکل در هر نقطه است، در نتیجه اطلاعات تغییر شکل سطح را با دقت بهبود یافته به دست می‌دهد. [
۲۴]. به طور معمول، نقاط PS پراکنده های قوی مانند سازه های ساخته شده توسط انسان، سنگ های برهنه، و جاده ها در یک سلول پیکسل هستند که انسجام بالایی را در دوره های طولانی حفظ می کنند. این ویژگی تکنیک PS-InSAR را قادر می سازد تا به طور موثر مسائل مربوط به عدم انسجام مکانی-زمانی و تأخیرهای جوی را کاهش دهد و در نتیجه دقت نظارت بر تغییر شکل سطح را افزایش دهد.
در این مطالعه، روش PS-InSAR بر روی ۴۵ تصویر SAR که حوضه رودخانه Xiaojiang را پوشش می‌دهند برای تعیین میانگین سرعت تغییر شکل سالانه در جهت خط دید (LOS) منطقه مورد مطالعه استفاده شد، همانطور که در تصویر نشان داده شده است.
شکل ۲ب علاوه بر این، متغیرهای تغییر شکل سری زمانی از مارس ۲۰۱۸ تا نوامبر ۲۰۲۱ برای تمام نقاط PS شناسایی شده به دست آمد. این نقاط عمدتاً در سازه های دست ساز و زمین های برهنه قرار داشتند. میانگین سرعت تغییر شکل سالانه به‌دست‌آمده برای شناسایی مناطق بالقوه زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه استفاده می‌شود و داده‌های تغییر شکل سری زمانی، تحلیل عمیق فرآیندهای تغییر شکل سطح در این مناطق را تسهیل می‌کند.
۳٫۲٫۳٫ روش SBAS-InSAR
تکنیک زیرمجموعه کوچک پایه InSAR (SBAS-InSAR) که توسط Berardino و Lanari در سال ۲۰۰۲ پیشنهاد شد، تحت توسعه و بهینه سازی مداوم قرار گرفته است. [
۲۵]. SBAS-InSAR بر اساس اصل استفاده از خطوط پایه مکانی-زمانی کوتاه عمل می کند، که ایجاد جفت های تداخل سنجی دیفرانسیل متعدد از تعداد محدودی از مجموعه داده های تصویر اصلی را تسهیل می کند و در نتیجه انسجام مکانی و زمانی را افزایش می دهد. این تکنیک در ابتدا دنباله‌ای از تداخل‌گرام‌ها را از تصاویر چند اصلی ایجاد می‌کند که مطابق با اصل خطوط مبنا مکانی-زمانی کوتاه تراز شده‌اند. پس از آن، فیلتر فضایی را برای فازهای تداخل سنجی دیفرانسیل اعمال می کند. نقاط هدف زمینی با انسجام بالا، که به آن پیکسل‌های فاز فیلتر شده (SDFPs) نامیده می‌شوند، بر اساس انسجام فضایی متوسط شناسایی می‌شوند. معادلات مشاهده برای این نقاط SDFP ایجاد می‌شود، به دنبال آن باز کردن فاز سه‌بعدی و تجزیه مقدار منفرد برای حل توالی فاز تک تصویر اصلی انجام می‌شود. در نهایت، فیلتر مکانی-زمانی برای تخمین و تصحیح فازهای تاخیر جوی استفاده می‌شود، بنابراین داده‌های خطای ارتفاع زمین و اطلاعات تغییر شکل سری زمانی به‌دست می‌آیند. [
۲۶].
روش SBAS-InSAR برای پردازش تصاویر SAR از حوضه Xiaojiang استفاده شد و میانگین سرعت تغییر شکل سالانه و متغیرهای تغییر شکل سری زمانی را در جهت LOS از مارس ۲۰۱۸ تا نوامبر ۲۰۲۱ ثبت کرد، همانطور که در نشان داده شده است.
شکل ۲ج نقاط منسجم شناسایی شده از طریق این روش به طور یکنواخت در سراسر منطقه مورد مطالعه توزیع شده است. این نتایج تغییر شکل برای شناسایی مناطق بالقوه زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه و برای تجزیه و تحلیل روند تغییر شکل سری زمانی زمین لغزش استفاده شد.
۴٫ شناسایی و تجزیه و تحلیل زمین لغزش
۴٫۱٫ نتایج پایش تغییر شکل سطح
در این مطالعه، نتایج تغییر شکل به‌دست‌آمده از سه روش InSAR نشان‌دهنده تغییر شکل در جهت خط دید رادار (LOS) است. مقدار تغییر شکل مثبت حرکت ویژگی سطح به سمت ماهواره را نشان می دهد، در حالی که یک مقدار منفی نشان دهنده دور شدن از ماهواره است.
- (۱)
-
نتایج پایش تغییر شکل سطح به روش D-InSAR
در این تحلیل، آستانه انسجام خروجی ۰٫۵ برای اطمینان از تراکم پیکسلی کافی تعیین شد. در نتیجه، ۵،۹۹۸،۴۸۰ نقطه هدف بسیار منسجم شناسایی شد، که منجر به تراکم متوسط ۱۹۵۴ نقطه در کیلومتر شد.۲ در محدوده مورد مطالعه روش D-InSAR نتایجی را در مورد تغییر شکل تجمعی سطح در امتداد LOS از اکتبر ۲۰۲۰ تا اکتبر ۲۰۲۱ ارائه کرد. دامنه تغییر شکل از ۱۱۶٫۷۷- میلی متر تا ۸۶٫۵۴ میلی متر، با میانگین تغییر شکل ۶- میلی متر و انحراف استاندارد ۲۴ متغیر بود.
- (۲)
-
نتایج پایش تغییر شکل سطح به روش PS-InSAR
تحت شرایطی که چگالی پیکسل‌های خروجی را با آستانه انسجام خروجی در ۰٫۷ حفظ می‌کردند، پایش PS-InSAR در منطقه مورد مطالعه در مجموع ۵۱۶۱۵۲ نقطه هدف با انسجام بالا را شناسایی کرد. میانگین تراکم این نقاط هدف ۱۶۸ نقطه در کیلومتر بود۲. میانگین سرعت تغییر شکل سالانه در جهت LOS برای حوضه از ۲۴٫۶۰- تا ۲۴٫۴۰ میلی متر در سال، با میانگین سرعت تغییر شکل ۰٫۰۵- میلی متر در سال و انحراف استاندارد ۴٫۴۴ متغیر بود. تکنیک PS-InSAR به دلیل حساسیت آن به ویژگی‌های ساخته شده توسط انسان، عمدتاً نقاط انسجام بالا را در مناطق مسکونی مشخص می‌کند که با چگالی بالایی از عناصر ساختاری و بدنه‌های سنگی در معرض مشخصه مشخص می‌شوند، که از نظر ترکیبی شبیه به مواد مورد استفاده در ساخت‌وساز ساختمان هستند.
- (۳)
-
نتایج پایش تغییر شکل سطح به روش SBAS-InSAR
برای اطمینان از تراکم پیکسلی و قابلیت اطمینان نتیجه، آستانه انسجام خروجی روی ۰٫۷ تنظیم شد که ۲۶۴۴۰۷ نقطه هدف بسیار منسجم را به دست آورد. میانگین تراکم این نقاط هدف در منطقه مورد مطالعه ۸۶ نقطه در کیلومتر بود۲. میانگین سرعت تغییر شکل سالانه حوضه در امتداد جهت LOS از ۲۵٫۳۶- میلی متر در سال تا ۲۲٫۵۸ میلی متر در سال، با مقدار متوسط ۰٫۴۹ میلی متر در سال و انحراف استاندارد ۴٫۱۵ متغیر بود. نقاط انسجام بالا شناسایی شده توسط تکنیک SBAS-InSAR به طور گسترده در سراسر محیط طبیعی توزیع شده‌اند که منجر به توزیع یکنواخت‌تر این نقاط در سراسر منطقه می‌شود.
این مطالعه نتایج تغییر شکل سطح به‌دست‌آمده از همان مجموعه داده‌ای را که منطقه مورد مطالعه را پوشش می‌دهد، با استفاده از دو روش پردازش داده‌های مختلف پردازش شده مقایسه می‌کند: PS-InSAR و SBAS-InSAR. تجزیه و تحلیل به عنوان یک سری زمانی تغییر شکل نشان می دهد که میانگین نرخ تغییر شکل سالانه منطقه مورد مطالعه، همانطور که توسط PS-InSAR اندازه گیری می شود، از ۲۴٫۶۰- میلی متر در سال تا ۲۴٫۴۰ میلی متر در سال متغیر است، در حالی که اندازه گیری شده توسط SBAS-InSAR از – متغیر است. ۲۵٫۳۶ میلی متر در سال تا ۲۲٫۵۸ میلی متر در سال. هر دو روش محدوده و انحراف استاندارد مشابهی را در میانگین نرخ تغییر شکل سالانه نتایج سری زمانی طولانی InSAR نشان می‌دهند، که نشان‌دهنده سازگاری بین نتایج پایش دو سری زمانی InSAR است.
۴٫۲٫ شناسایی زمین لغزش
طبق مطالعات قبلی، انحراف معیار نرخ تغییر شکل سطح در نقاط منسجم منطقه ای معمولاً به عنوان آستانه ای برای ارزیابی پایداری شیب و شناسایی زمین لغزش های بالقوه استفاده می شود. [
۲۷,
۲۸,
۲۹,
۳۰,
۳۱,
۳۲]. با توجه به تغییرات در خواص سنگ، مورفولوژی سطح، پوشش زمین و دقت داده ها در شیب های مختلف [
۳۳]، این مطالعه نتایج نظارت بر تغییر شکل سطح، تصاویر سنجش از دور نوری با وضوح بالا و تحقیقات میدانی را ادغام می کند. ما یک انحراف استاندارد از نرخ تغییر شکل از نتایج پایش PS-InSAR و SBAS-InSAR را به عنوان آستانه پایداری نسبی پذیرفتیم و آن را ۱۰- میلی متر در سال تا ۱۰ میلی متر در سال قرار دادیم. در این محدوده، منطقه پایدار در نظر گرفته می شود. تجزیه و تحلیل بیشتر، ترکیب بررسی های میدانی و مطالعات موجود، نشان می دهد که نرخ تغییر شکل سطح بیش از ۱۰ ± میلی متر در سال با ظاهر ترک های کششی مرتبط است. نرخ‌های بیش از ۲۰± میلی‌متر در سال با فروریختن زمین، نشانه‌های لغزش شیب و آسیب قابل مشاهده به سطح مرتبط است. بر اساس این مشاهدات و دو نتایج پایش InSAR سری زمانی، پایش D-InSAR دو برابر انحراف استاندارد را به عنوان آستانه پایداری اتخاذ می کند. مناطقی که متغیرهای تغییر شکل تجمعی سطح در محدوده -۵۴ میلی متر تا ۴۲ میلی متر قرار می گیرند، پایدار در نظر گرفته می شوند، در حالی که مناطق خارج از این محدوده ناپایدار در نظر گرفته می شوند. شناسایی زمین لغزش بالقوه فرآیندی دو مرحله‌ای است که در آن مکان اولیه و وسعت زمین لغزش‌های احتمالی بر اساس تغییرات نرخ تغییر شکل سطح تعیین می‌شود و سپس مرزهای دقیق بالقوه زمین لغزش همراه با تغییرات در میزان تغییر شکل سطح، تعیین می‌شود. ویژگی های رنگی تصاویر نوری و تغییرات توپوگرافی
بر اساس نتایج پایش تغییر شکل سطح InSAR، تکمیل شده توسط مشاهدات از تصاویر سنجش از دور نوری و تحقیقات میدانی در منطقه مورد مطالعه، در مجموع ۲۱۲ منطقه خطر زمین لغزش بالقوه در حوضه Xiaojiang شناسایی شد، همانطور که در تصویر نشان داده شده است.
شکل ۳. در مناطق احتمالی زمین لغزش شناسایی شده، از تصاویر سنجش از دور برای اعتبارسنجی استفاده شد. نتایج نشان داد که این شیب‌های مشخص شده ویژگی‌های لغزش مشخصی را در تصاویر نشان می‌دهند که با علائم لغزش، بقایای سنگ، یا ترک‌های کششی مشخص می‌شود (همانطور که در نشان داده شده است.
شکل ۳). این نشان می‌دهد که فهرست زمین لغزش به‌دست‌آمده از این مطالعه از پایایی قابل ستایش برخوردار است.
۴٫۳٫ تجزیه و تحلیل تغییر شکل معمول زمین لغزش
زمین لغزش کایزیشان، در ۲۵ درجه و ۵۸ دقیقه اینچ شمالی، ۱۰۳ درجه و ۱۲ دقیقه و ۵۰ سانتی‌متر شرقی، تقریباً ۲ کیلومتر شرقی-غربی و ۱٫۵ کیلومتری شمال-جنوب با اختلاف ارتفاع ۷۰۰ متر و شیب شیب ۴۵ درجه است. نشان دهنده یک زمین لغزش معمولی در منطقه مستعد لجن است. زمین لغزش ها و جریان های زباله در این منطقه عمدتاً در طول فصل بارانی به دلیل بارندگی های شدید متمرکز رخ می دهد که منجر به ترک های قابل مشاهده سطح زمین می شود که باعث این رویدادها می شود. برعکس، فصل خشک با بارندگی ناچیز همراه با وقوع زمین لغزش نادر است.
شکل ۴a نتایج نظارت بر تغییر شکل سطح را از D-InSAR نشان می دهد که حداکثر نرخ تغییر شکل ۳۹٫۶۱- میلی متر را نشان می دهد.
شکل ۴b میانگین سرعت تغییر شکل سالانه نظارت شده توسط PS-InSAR را نشان می دهد که حداکثر ۲۴٫۵۹- میلی متر در سال را نشان می دهد، در حالی که
شکل ۴ج، با استفاده از SBAS-InSAR، سرعت تغییر شکل مشابه ۲۴٫۷۱ میلی متر در سال را مستند می کند. هر سه روش InSAR تغییر شکل قابل توجه سطح را در منطقه لغزش تایید می کنند.
سه نقطه مشخصه (F1، F2 و F3) در محدوده زمین لغزش انتخاب شدند که به ترتیب در قسمت های بالایی، میانی و پایینی زمین لغزش قرار دارند. تجزیه و تحلیل داده های تغییر شکل سری زمانی سطح از PS-InSAR و SBAS-InSAR بین مارس ۲۰۱۸ و نوامبر ۲۰۲۱ (همانطور که در نشان داده شده است
شکل ۵) نشان می دهد که این نقاط ویژگی روندهای ثابتی را در تغییر شکل در هر دو سری زمانی نشان می دهند، که قابلیت اطمینان نتایج نظارت را تأیید می کند. به طور خاص، F1، واقع در بخش بالایی، یک روند نزولی قابل توجه و مداوم را با میانگین سرعت تغییر شکل سالانه ۲۰٫۷۰- میلی متر در سال (SBAS-InSAR) و ۲۴٫۵۱- میلی متر در سال (PS-InSAR) و تغییر شکل تجمعی نشان می دهد. -۲۴٫۰۲ میلی متر (D-InSAR). نکته قابل توجه، میزان کاهش در طول فصل بارانی (اردیبهشت تا اکتبر) به طور قابل توجهی بیشتر از فصل خشک است، به طوری که اوج کاهش از ژوئن تا سپتامبر رخ می دهد که مصادف با شدیدترین بارندگی است، که نشان می دهد که بارش ممکن است باعث تسریع رانش زمین در قسمت بالایی شود. منطقه F2، در بخش میانی، لغزش پیوسته را نیز نشان می دهد، با میانگین سرعت تغییر شکل سالانه ۱۵٫۳۰- میلی متر در سال (SBAS-InSAR) و ۱۴٫۷۵- میلی متر در سال (PS-InSAR)، و تغییر شکل تجمعی ۱۹٫۶۶ میلی متر (D) -InSAR). در اینجا، نرخ کاهش در طول فصول بارانی ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ بیشتر از فصل خشک بود، که نشان دهنده فرونشست مداوم تحت تأثیر بارندگی است. F3 که در قسمت پایینی قرار دارد، تغییرات جزئی را نشان می دهد، با میانگین سرعت تغییر شکل سالانه ۲٫۱۵- میلی متر در سال (SBAS-InSAR) و ۳٫۲۳- میلی متر در سال (PS-InSAR)، و تغییر شکل تجمعی ۱۹٫۰ میلی متر (D) -InSAR). نرخ تغییر شکل مشابه بین فصول بارانی و خشک نشان می دهد که بارندگی کمترین تأثیر را بر پایداری منطقه پایینی دارد.
مشاهدات از تصاویر سنجش از دور نوری به وضوح وجود ترک های کششی و آثار رانش زمین را در منطقه نشان می دهد. این مشاهدات همراه با تحقیقات میدانی نشان داده شده در
شکل ۴d، نشان می دهد که توده های سنگی میانی و بالایی تحت تأثیر حرکات زمین ساختی زمین شناسی و بارندگی هوازده و جدا شده اند. این بخشها نیز دچار ریزش هایی شده اند که منجر به ایجاد خندق های فرسایشی مشخص در قسمت پایینی منطقه شده است، جایی که سطح شیب به تدریج در حال لغزش است. سازگاری بین نتایج مشاهدات تصویر سنجش از دور نوری و تحقیقات میدانی با نتایج به‌دست‌آمده از فناوری InSAR، قابلیت اطمینان نتایج نظارت InSAR را بیشتر تأیید می‌کند.
۵٫ بحث و تحلیل ویژگی های توسعه زمین لغزش
۵٫۱٫ تجزیه و تحلیل تراکم هسته از توزیع فضایی زمین لغزش
به منظور تجزیه و تحلیل ویژگی‌های تجمع فضایی زمین لغزش‌های بالقوه در حوضه Xiaojiang، و ارائه مرجعی برای تعیین بعدی مناطق نظارتی کلیدی برای خطرات زمین‌شناسی و پیشگیری و کنترل پایدار. در تجزیه و تحلیل تراکم هسته، یک سطح صاف هر عنصر را می پوشاند، با افزایش فاصله از عنصر، مقدار سطح کاهش می یابد و با محاسبه چگالی عناصر در اطراف هر عنصر تصویر شطرنجی خروجی و روی هم قرار دادن مقادیر، تخمین چگالی نهایی به دست می آید. از تمام سطوح هسته از آنجایی که تحلیل چگالی هسته یک روش تجزیه و تحلیل داده های مکانی است، عمدتاً برای تجزیه و تحلیل توزیع چگالی عناصر در یک منطقه خاص استفاده می شود. بنابراین، روش تجزیه و تحلیل تراکم هسته برای به دست آوردن ویژگی های تجمع فضایی زمین لغزش های بالقوه در حوضه Xiaojiang در این مطالعه انتخاب شد. تراکم هسته به طور موثری تجمع فضایی زمین لغزش ها را کمیت می کند. تراکم هسته بالاتر نشان دهنده توزیع متمرکز تر زمین لغزش ها است. مناطق با تراکم هسته بالا ممکن است مناطق مستعد زمین لغزش باشند، که می تواند به عنوان یک مرجع مهم برای تعیین بعدی مناطق پایش کلیدی برای خطرات زمین شناسی، و همچنین راهنمای موثرتری برای پایش و پیشگیری از خطرات استفاده شود. یک مقیاس منطقه ای خاص از منظر تحلیل فضایی.
با استفاده از نرم افزار ArcGIS (نسخه: ۱۰٫۷٫۱۰۴۵۰)، نقشه چگالی هسته توزیع زمین لغزش ایجاد شد.
شکل ۶) با اندازه پیکسل ۱۰ متر و منطقه تجزیه و تحلیل چگالی بر حسب کیلومتر اندازه گیری شده است
۲. یک منطقه تجمعی با تراکم بالا برای لغزش ها در قسمت شمال شرقی حوضه قرار دارد که دارای مقدار تراکم هسته بیش از ۰٫۳ است. این منطقه که در قسمت پایین حوضه Xiaojiang در اطراف Xiaojiangkou-Jianshangou یافت می شود، عمدتاً از زمین های برهنه و علفزار تشکیل شده است. علاوه بر این، سه ناحیه تجمع با تراکم متوسط با مقادیر تراکم هسته از ۰٫۱ تا ۰٫۲ در Jiangjiagou در پایین دست، Dabainigou در بخش میانی و Longtan Valley در قسمت بالایی حوضه قرار دارند، جایی که پوشش سطح عمدتاً برهنه است. زمین، علفزار و خشکی. جریان زباله و لغزش زمین در هر چهار منطقه با تراکم هسته بیشتر رخ می دهد. نقشه تراکم همچنین نشان می‌دهد که بخش‌های غربی فوقانی و میانی حوضه زمین لغزش کمتری را تجربه می‌کنند، مقادیر تراکم هسته کمتری را نشان می‌دهند و پوشش سطحی تحت سلطه جنگل و زمین‌های خشک دارند. در حوضه Xiaojiang، مناطق با تراکم زمین لغزش بالا عمدتاً بر روی زمین های برهنه و علفزارهای کنار خندق های زباله در حوضه پایینی متمرکز هستند، در حالی که مناطق با تراکم کم عمدتاً در مناطق جنگلی و خشک حوضه بالایی و میانی هستند. این الگو نشان می دهد که مناطقی با سطوح به طور طبیعی برهنه بیشتر مستعد توسعه زمین لغزش هستند.
۵٫۲٫ ویژگی های زمین توزیع زمین لغزش
شیب، اختلاف ارتفاع نسبی، و جهت شیب ویژگی‌های اساسی مورفولوژی زمین هستند که به طور قابل توجهی بر پوشش سطح و پایداری شیب تأثیر می‌گذارند. با استفاده از داده های DEM، نقشه های شیب و جهت منطقه مورد مطالعه تولید شد. تجزیه و تحلیل آماری بعدی، شیب متوسط، اختلاف ارتفاع نسبی، و جنبه میانگین را برای ۲۱۲ خطر زمین لغزش شناسایی شده در منطقه مورد مطالعه ارائه کرد و امکان تجزیه و تحلیل بیشتر ویژگی‌های توسعه و توزیع فضایی آنها را فراهم کرد.
شیب بر روی شیب ها چندین عامل حیاتی از جمله رطوبت سطحی خاک، ضخامت پوشش شمع، درجه پوشش گیاهی و شدت فرسایش آب باران را تحت تاثیر قرار می دهد که همگی در توسعه زمین لغزش و پایداری شیب نقش اساسی دارند. نتایج آماری، همانطور که در نشان داده شده است
شکل ۷، نشان می دهد که زمین لغزش ها در حوضه Xiaojiang در سطوح مختلف شیب توزیع شده اند اما عمدتاً در دامنه شیب ۲۰ تا ۴۰ درجه متمرکز شده اند. این محدوده ۷۰٫۷۵ درصد از تعداد کل زمین لغزش های مشاهده شده را شامل می شود، که نشان می دهد این دامنه شیب به ویژه برای انتقال از انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی پتانسیل دینامیکی مساعد است و تشکیل زمین لغزش را تقویت می کند.
اختلاف ارتفاع نسبی به طور قابل توجهی بر پایداری شیب ها تأثیر می گذارد و انرژی بالقوه و خطر فاجعه زمین لغزش را تعیین می کند. تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که تفاوت ارتفاع نسبی در واحدهای شیب مستعد زمین لغزش در حوضه در درجه اول بین ۰ تا ۳۰۰ متر است که ۷۹٫۲٪ از کل را تشکیل می دهد.
شکل ۸). به طور خاص، فاصله ۰ تا ۱۰۰ متر شامل بالاترین غلظت زمین لغزش است که ۳۷٫۳٪ موارد را نشان می دهد. علاوه بر این، تقریباً ۱۰٪ از زمین لغزش ها در هر یک از فواصل ۵۰ متری بعدی تا ۳۰۰ متر رخ می دهد. این توزیع نشان می دهد که این اختلاف ارتفاع شرایط مطلوبی را برای لغزش شیب فراهم می کند. علاوه بر این، حداکثر اختلاف ارتفاع نسبی در واحدهای شیب با لغزش بالقوه بیش از ۱۰۰۰ متر است، که در آن فرآیندهای غالب شامل فروپاشی هوازدگی موضعی بدنه‌های سنگی و بهمن‌ها و لغزش‌های سطحی کم‌عمق است.
در مناطق کوهستانی، تفاوت های آشکاری در قرار گرفتن در معرض نور خورشید و بارندگی در جنبه های مختلف وجود دارد که به طور قابل توجهی بر هوازدگی سنگ های سطحی و خاک، پوشش گیاهی و فراوانی فعالیت های انسانی تأثیر می گذارد. توزیع زمین لغزش ها در منطقه مورد مطالعه، همانطور که در نشان داده شده است
شکل ۹، عمدتاً در جهات جنوب شرقی، جنوب-جنوب و جنوب غربی، در محدوده ابعادی ۹۰ درجه تا ۲۷۰ درجه رخ می دهد و ۷۵٪ از کل رخدادها را تشکیل می دهد. حوضه Xiaojiang، که دارای یک جنبه جنوبی آفتابی است، از شمال و جنوب با رودخانه Xiangshui، رودخانه Dabai و رودخانه Xiaojiang امتداد می یابد و تضادهای متمایز بین جنبه های یین (سایه دار) و یانگ (آفتابی) را ارائه می دهد. جنبه‌های یانگ، به‌عنوان شیب‌های رو به باد که در معرض نور خورشید بیشتری قرار می‌گیرند، به‌طور قابل‌توجهی بارندگی و آفتاب بیشتری نسبت به جنبه‌های یین دریافت می‌کنند که منجر به هوازدگی شدیدتر و تکه تکه شدن سطوح سنگ‌ها می‌شود. علاوه بر این، بررسی‌ها نشان می‌دهد که سکونت‌گاه‌های انسانی و فعالیت‌های کشاورزی عمدتاً بر روی این جنبه‌های یانگ قرار دارند و در نتیجه پوشش گیاهی طبیعی کمتری در مقایسه با جنبه‌های یین دارند. این نابرابری در پوشش گیاهی و در نتیجه تاثیر انسانی، پایداری شیب در طرف‌های آفتابی را به خطر می‌اندازد.
۵٫۳٫ ویژگی های زمین شناسی پراکندگی زمین لغزش
لایه بیرونی اولیه در حوضه Xiaojiang سیستم پرمین است که در سراسر حوضه گسترش می یابد. بخش فوقانی این سیستم شامل بازالت Emeishan است که با ماسه سنگ، سیلت استون و گل سنگ در هم آمیخته شده است، در حالی که بخش پایینی شامل خاکستری گل آلود است که شامل دولومیت، ماسه سنگ و سیلت استون است. در قسمت میانی و پایینی حوضه، تخته سنگ و کیانیت غالب است. به دلیل حرکات زمین ساختی، این سنگ ها مقاومت محدودی در برابر هوازدگی از خود نشان می دهند و مستعد تشکیل سنگ های آواری هوازده هستند. در مناطقی مانند دامنه های دره و فن های تجمع آبکند، مصالح غالب سنگ های رسوبی کواترنر و توده های آبرفتی سنوزوئیک هستند. این مواد از نظر ساختاری سست هستند و باعث می شوند که به راحتی در معرض هوا و فرسایش قرار گیرند [
۲۰] (
شکل ۱۰).
تجزیه و تحلیل آماری مناطق لغزش، زمانی که بر روی نقشه سنگ شناسی چینه شناسی (
شکل ۱۱)، نشان می‌دهد که لغزش‌های زمین در حوضه عمدتاً در ماسه‌سنگ پرمین، سیلت استون، گلسنگ، و خاکستری گل‌آلود رخ می‌دهد. تخته سنگ اوریگناسین، مگنتیت کیلویی و ماسه سنگ؛ شیل گلی کامبرین و شیل تخته سنگ; و ماسه سنگ تریاس و شیل شنی. در مجموع، این سازندها ۸۲٫۵ درصد از کل زمین لغزش های حوضه را تشکیل می دهند. این الگو نشان می‌دهد که نواحی متشکل از ماسه‌سنگ، گلسنگ و شاموت که دارای بافت‌های زمین‌شناسی شکننده هستند و مقاومت ضعیفی در برابر هوا نشان می‌دهند، به ویژه در معرض بلایای زمین لغزش هستند که اغلب توسط عوامل خارجی مانند بارندگی و حرکت‌های زمین‌شناسی زمین‌شناسی ایجاد می‌شوند.
گروه های سنگ شناسی: “D” نشان دهنده سازندهای دونین از جمله دولومیت، گری واک، ماسه سنگ و شیل است. “J” نشان دهنده ماسه سنگ ژوراسیک و بین لایه های شیل ماسه ای است. “C” به دولومیت کربونیفر، ماسه سنگ و لایه های میانی مرتبط اشاره دارد. “Q” نهشته های دشت سیلابی و دریاچه ای کواترنر مانند ماسه ها، شن، کنگلومرا و رس ها را شناسایی می کند. “N” نشان دهنده گل سنگ های دوره سوم است. “∈” نمادی از کامبرین greywacke، ماسه سنگ، دولومیت، گلسنگ، و شیل و تخته سنگ شیل مربوطه است. T به معنی توف های تریاس، دولومیت ها، ماسه سنگ ها و شیل های شنی است. “P” مخفف دنباله های پرمین از جمله توف های بین لایه بازالتی، ماسه سنگ ها، سیلت سنگ ها، گل سنگ ها، توف های گلی و دولومیت ها است. “Z” نشان دهنده دولومیت ها، تخته سنگ ها و ماسه سنگ های اوریگناسین است. “Pt2” مربوط به دولومیت های پروتروزوییک میانی، گنیس ها، تخته سنگ ها و سازندهای مشابه است. “S” نشان دهنده خاکستری سیلورین، ماسه سنگ، گنیس، تخته سنگ و کیانیت است. “O” شامل دولومیت اردوویسین، گری واک و ماسه سنگ است. در نهایت، “Pt1” مربوط به تخته سنگ پالئوپروتروزوییک است که با خاکستری، دولومیت و تخته سنگ در هم قرار گرفته است. [
۳۴].
پهنه گسلی شیائوجیانگ یکی از عمیق ترین و بزرگ ترین پهنه های گسلی جهان است که جهت شمال به جنوب دارد و نقشی محوری در شکل دادن به ساختار زمین شناسی منطقه ایفا می کند. همراه با مناطق گسلی رودخانه دابای و رودخانه وولنگ، ساختارهای گسلی اولیه و ثانویه سیستم رودخانه شیائوجیانگ را تشکیل می دهد. تنش طولانی مدت منجر به تشکیل چندین ناحیه گسلی کششی ثانویه، خطوط برشی شکل “X” و گسل های پیچشی، هم کششی و هم فشاری، در داخل ناحیه گسل شده است. بیشتر گسل‌های حوضه در پایین دست حوضه Xiaojiang متمرکز شده‌اند. تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که ۱۸۴ زمین لغزش بالقوه، که ۸۶٫۷۹٪ از کل را نشان می دهد، در ۵ کیلومتری این پهنه ها یا گسل ها قرار دارند. این نزدیکی نشان می دهد که حساسیت زمین لغزش در حوضه به طور قابل توجهی تحت تأثیر ساختارهای زمین شناسی مانند پهنه های گسلی و گسل ها است.
۵٫۴٫ دره های رودخانه ویژگی های پراکندگی زمین لغزش
با ایجاد مناطق حائل در اطراف رودخانه های اصلی در حوضه Xiaojiang و پوشش توزیع زمین لغزش (
شکل ۱۲تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که تنها ۴۲ زمین لغزش در بیش از ۱ کیلومتری یک رودخانه واقع شده است. برعکس، ۸۰٫۲٪ از زمین لغزش ها در مناطق مجاور دره های رودخانه رخ می دهد، که نشان می دهد رانش زمین در حوضه Xiaojiang عمدتا در دو طرف این دره ها ایجاد می شود. در نواحی دره های کوهستانی مرتفع، رانش زمین در کناره های دره رودخانه ها اغلب کانال های رودخانه را مسدود می کند و سرریزهایی ایجاد می کند که جان و دارایی ساکنان پایین دست را به طور قابل توجهی تهدید می کند. در نتیجه، رانش زمین در حوضه Xiaojiang خطر قابل توجهی برای ایمنی جان انسان ها در این منطقه است.
۵٫۵٫ ویژگی های کاربری اراضی توزیع زمین لغزش
در فرآیند بقا و توسعه، فعالیت های انسانی مانند کشاورزی و ساخت و ساز به طور قابل توجهی مورفولوژی اصلی شیب ها را تغییر داده و بر پایداری آنها تأثیر می گذارد. کاربری زمین به عنوان یک شاخص مستقیم از تغییرات انسانی در سطح زمین عمل می کند و به صورت بصری تأثیر انسان بر محیط را نشان می دهد. در حوضه Xiaojiang، بررسی کاربری زمین همراه با تفسیر تصاویر با وضوح بالا اطلاعات دقیقی را در مورد انواع کاربری زمین مرتبط با واحدهای زمین لغزش ارائه کرد. مقوله‌های کاربری اراضی در حوضه‌ای که زمین‌لغزش در آن شایع است، شامل علفزار، زمین‌های ساختمانی، زمین‌های خشک، زمین‌های جنگلی و زمین‌های بایر است. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که ۱۸۲ زمین لغزش، که ۸۵٫۸٪ از کل را تشکیل می دهد، در سه نوع کاربری متمرکز شده است: زمین های جنگلی، زمین های بایر و علفزار. این توزیع نشان می دهد که زمین لغزش ها در حوضه Xiaojiang عمدتاً در مناطقی با ویژگی های سطح طبیعی رخ می دهد.
شکل ۱۳).
۵٫۶٫ منطقه توسعه زمین لغزش
آمار منطقه برای ۲۱۲ زمین لغزش در حوضه Xiaojiang (
شکل ۱۴) نشان می دهد که اکثر زمین لغزش ها مناطق کوچکتر از ۰٫۱ کیلومتر مربع را اشغال می کنند که ۶۵٫۶٪ از کل را تشکیل می دهد. این زمین لغزش ها عمدتاً کوچک تا متوسط و کم عمق هستند و لغزش های بزرگ و غول پیکر نسبتاً نادر هستند. این زمین لغزش‌ها تحت تأثیر عواملی مانند شیب زمین، اختلاف ارتفاع نسبی، مناطق شکستگی و حرکت‌های تکتونیکی گسله‌ها، معمولاً در دو طرف دره‌های رودخانه‌ها قرار دارند، جایی که خطر بلایای زمین‌شناسی افزایش می‌یابد.
۵٫۷٫ بحث در مورد اثربخشی شناسایی زمین لغزش
در حوضه Xiaojiang، در مجموع ۲۱۲ زمین لغزش بالقوه با استفاده از سه روش مختلف InSAR شناسایی شد. به طور خاص، روش PS-InSAR 93 زمین لغزش بالقوه را شناسایی کرد، روش SBAS-InSAR 103 را شناسایی کرد، و روش D-InSAR 132 مورد را شناسایی کرد. اعتبارسنجی متقاطع بین روش PS-InSAR و دو روش دیگر، دقت شناسایی ۵۱٫۶۱٪ را نشان داد. . دقت شناسایی برای روش های SBAS-InSAR و D-InSAR به ترتیب ۷۲٫۸۲% و ۶۹٫۷۰% بود. این نشان می‌دهد که بیش از نیمی از زمین لغزش‌های بالقوه شناسایی‌شده توسط هر روش، با دو روش دیگر نیز شناسایی شده‌اند که قابلیت اطمینان این نتایج را تأیید می‌کند. تجزیه و تحلیل مقایسه ای نشان می دهد که شناسایی زمین لغزش بالقوه در این مطالعه قابل اعتماد است. علاوه بر این، اثربخشی استفاده از هر سه روش InSAR برای تشخیص زمین لغزش بالقوه در حوضه Xiaojiang پیشنهاد شده است. در مقایسه با شناسایی خطر زمین لغزش موجود در منطقه Dongchuan توسط Zhu Zhifu و همکاران. با استفاده از روش SBAS-InSAR [
1] و توسط Zhang Xiaolun و همکاران. با استفاده از روش D-InSAR [
8]استفاده از ترکیبی از سه روش نه تنها قابلیت اطمینان نتایج را تأیید می کند، بلکه جامعیت شناسایی ها را نیز افزایش می دهد. این رویکرد به ویژه برای نظارت بر خطرات زمین لغزش منطقه ای و حمایت از توسعه پایدار مفید است. کاربرد موفقیت آمیز روش InSAR در این حوضه به عنوان یک مرجع ارزشمند برای پایش و شناسایی خطرات زمین لغزش در سایر مناطق در سطح جهان عمل می کند.
تجزیه و تحلیل های بیشتر نشان داد که روش SBAS-InSAR زمین لغزش های بالقوه را با دقت بالاتر شناسایی می کند، که نشان دهنده مناسب بودن بیشتر آن برای تشخیص زمین لغزش های احتمالی در حوضه Xiaojiang است. دقت کمی کمتر مشاهده شده با D-InSAR و PS-InSAR ممکن است به پوشش گیاهی متراکم و ویژگی توپوگرافی شیب دار برخی از مناطق در منطقه نسبت داده شود. یوپینگ یین و همکاران، در مطالعه خود بر روی زمین لغزش Jiaju در سیچوان، چین، دریافتند که D-InSAR به دلیل انسجام بالاتر، برای نظارت بر تغییر شکل سطح در مناطق شهری و بدون پوشش گیاهی موثرتر است. در مناطق با پوشش گیاهی متراکم و مرطوب، ممکن است نیاز به نصب بازتابنده های گوشه ای به عنوان نقاط انسجام باشد، به ویژه در مناطق کوهستانی شیب دار. [
۳۵]. PS-InSAR در به دست آوردن تعداد و تراکم کافی نقاط منسجم در مناطق پر پوشش گیاهی و مرطوب با چالش هایی مواجه بود که می تواند دقت پایش زمین لغزش را به خطر بیندازد. [
۲۶,
۳۶,
۳۷]. ما همچنین تشخیص می دهیم که اندازه نسبتاً بزرگ حوضه Xiaojiang، تنوع پوشش سطحی آن، و وجود پوشش گیاهی متراکم در برخی مناطق، توپوگرافی موج دار، و کوه ها و دره های مرتفع متعدد می تواند بر انسجام تأثیر بگذارد و در نتیجه بر تراکم منسجم تأثیر بگذارد. نکات و دقت نظارت این ممکن است نشان دهنده محدودیت مطالعه ما باشد. علاوه بر این، داده‌های مورد استفاده در این مطالعه از Sentinel-1A است که وضوح نسبتاً پایینی دارد و ممکن است برای شناسایی دقیق جزئیات کافی نداشته باشد. تحقیقات آینده ممکن است استفاده از تصاویر SAR با وضوح بالاتر برای پایش منطقه‌ای لغزش، یا استفاده از ترکیبی از مجموعه داده‌های متعدد برای شناسایی بهتر زمین لغزش‌های احتمالی در منطقه را در نظر بگیرد.
۶٫ نتیجه گیری
در این مطالعه، از سه تکنیک InSAR برای ارزیابی تغییر شکل سطح در حوضه Xiaojiang استفاده شد که با تصاویر سنجش از دور نوری و تحقیقات میدانی تکمیل شد. این رویکرد جامع، شناسایی اولیه زمین لغزش‌های بالقوه در حوضه را تسهیل می‌کند. پایایی نتایج پایش با مقایسه زمین لغزش‌های شناسایی شده با روش‌های مختلف تأیید شد، و یک تحلیل عمیق بر روی پروفایل‌های زمین لغزش معمولی و ویژگی‌های توسعه و توزیع آنها در حوضه انجام شد که نتایج زیر را به دست آورد: ۱٫ میانگین نرخ تغییر شکل سالانه در طول سال. جهت LOS در حوضه Xiaojiang از ۲۵٫۳۶- میلی متر در سال تا ۲۴٫۴۰ میلی متر در سال بین مارس ۲۰۱۸ و نوامبر ۲۰۲۱ متغیر بود. برای روش های سری زمانی PS-InSAR و SBAS-InSAR، میانگین آستانه سرعت تغییر شکل سالانه از ۱۰- تا ۱۰ میلی متر در سال تعیین شد. برای روش D-InSAR، نرخ تغییر شکل تجمعی ۵۴- تا ۴۲ میلی متر به عنوان آستانه تعیین شد. در مجموع ۲۱۲ زمین لغزش در داخل حوضه شناسایی شد. تجزیه و تحلیل آماری تغییر شکل سطح و لغزش‌ها با استفاده از سه روش InSAR، همراه با داده‌های بررسی زمین‌شناسی موجود، تأیید کرد که نظارت بر تغییر شکل سطح و شناسایی احتمالی زمین لغزش سازگار و مؤثر هستند. ۲٫ توصیف تغییر شکل در یک زمین لغزش معمولی در منطقه کیزیشان، حرکات سطحی قابل توجهی را نشان داد که با هر سه روش InSAR شناسایی شدند. قسمت بالایی شیب کاهش مداوم قابل توجهی را نشان داد، قسمت میانی نیز کاهش مداوم را نشان داد، در حالی که قسمت پایین تغییر شکل نسبتاً جزئی را تجربه کرد. تغییر شکل‌ها در بخش‌های بالایی و میانی عمدتاً در طول فصل بارانی سالانه (اردیبهشت-اکتبر) مشاهده شد که تأثیر قابل‌توجه بارندگی بر فعالیت زمین لغزش در حوضه را برجسته می‌کند. روندهای مشاهده شده در سه نقطه مشخصه توسط روش‌های SBAS-InSAR و PS-InSAR به طور کلی سازگار بودند و اعتبار این تکنیک‌های پردازش داده را بیشتر تایید می‌کنند. ۳٫ تحلیل‌های فضایی و آماری پراکنش ۲۱۲ زمین لغزش از نظر تراکم هسته، توپوگرافی، سنگ‌شناسی، ساختار، نوع کاربری اراضی، مجاورت دره و مساحت نشان داد که لغزش‌ها عمدتاً در سازندهای سنگی شکننده مانند ماسه‌سنگ، گلسنگ و میلی‌فلیت رخ داده است. با زوایای شیب از ۲۰ درجه تا ۴۰ درجه، اختلاف ارتفاع نسبی کمتر از ۳۰۰ متر و یک جهت بین ۹۰ درجه و ۲۷۰ درجه. لغزش با تراکم هسته بالا عمدتا در زمین های بایر و مناطق علفزار در دو طرف خندق های زباله در قسمت های پایینی حوضه متمرکز بود. بیشتر زمین لغزش ها مناطق کوچکتر از ۰٫۱ کیلومتر مربع را پوشانده اند. علاوه بر این، ۸۶٫۸ درصد از زمین لغزش‌ها تحت تأثیر فعالیت‌های زمین ساختی منطقه‌ای مانند پهنه‌های شکستگی و گسل‌ها قرار گرفتند و ۸۵٫۸ درصد در سه نوع کاربری سطحی طبیعی قرار گرفتند: جنگل، زمین بایر و علفزار. علاوه بر این، ۸۰٫۲٪ از زمین لغزش های بالقوه در دو طرف دره رودخانه ایجاد شده است.
یافته‌ها نشان می‌دهد که رانش زمین در حوضه Xiaojiang عمدتاً تحت تأثیر محیط طبیعی است و تهدید بالقوه رانش زمین برای ایمنی زندگی و اموال در مناطق اطراف دره‌های رودخانه را برجسته می‌کند. کاربرد ترکیبی سنجش از دور نوری با وضوح بالا، تحقیقات میدانی و تکنیک‌های InSAR یک روش موثر و قابل اعتماد برای ارزیابی خطرات زمین‌شناسی منطقه‌ای است.
