上篇 数字滑坡及数字滑坡技术
　　为了改变前期遥感滑坡技术方法效率低、调查精度难以提高的状况，经多年实践与探索，笔者于1999年提出“数字滑坡”概念。该概念使传统地学滑坡拓展为能以数字表达的，具有三维空间、多维时间信息的，由多元要素组成的“数字滑坡”，这就使得根据遥感的光谱、空间、时间信息特征来认识滑坡地学特征及其变化成为可能。
　　数字滑坡技术系统是实现“数字滑坡”的技术系统，由建立滑坡解译基础技术、遥感识辨滑坡技术、滑坡数据库及滑坡模型几部分构成。多年来，数字滑坡技术已成功应用于我国大型水电站建设、山区交通线建设、区域开发环境治理、抗震减灾等，也用于大规模个体滑坡调查研究，取得显著的经济效益和社会效益，有效服务于国家防灾减灾战略。
　　第1章 数字滑坡
　　滑坡是世界上*严重的自然灾害之一，滑坡灾害每年在全球造成数十亿美元的经济损失和成千上万的人员伤亡。长期以来，国内外滑坡科学工作者曾对滑坡调查和预警方法技术做过大量探索和努力，但成效并不显著。世界各山地国家都迫切需要能有效调查滑坡的技术，以减轻和防治滑坡灾害。
　　面对这一世界难题，本研究团队自1980年起，踏遍了北自青海省的德令哈、南至香港的大屿山、西自中印边界的帕里河、东抵长江三峡工程坝址的我国滑坡灾害严重地区，历经40多年的潜心研究和技术攻关，在来自原国土资源部、中国地质调查局、中国科学院、原水利电力部等部委项目和国家自然科学基金项目等20余个项目的支持下，在迅速发展的现代信息技术的启发和支撑下，开拓性地将现代空间信息技术应用于滑坡调查，创建了数字滑坡理论方法与技术体系，实现了滑坡调查研究从定性到精确信息化定量，填补了数字滑坡理论方法与技术研究的国内外空白。迄今，该技术系统已经历了“金沙江下游巨型电站——溪落渡、白鹤滩、乌东德水电站库区的滑坡、泥石流及地质环境遥感调查”“长江上游重点城镇地质灾害高精度遥感调查”“长江上游攀枝花—泸州段沿岸遥感综合调查”“进藏公路、铁路沿线地区地质环境遥感调查”“汶川大地震次生地质灾害遥感调查”“西藏帕里河遥感滑坡调查与监测”和国家863计划“巨灾链型灾害——暴雨滑坡、泥石流预测与预警关键技术研究”等多项重大防灾减灾任务和重大工程安全运营任务的科学检验，日趋完善。
　　在以上研究工作实践基础上，中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室周成虎院士等聘请笔者作为客座研究员，进行了为期6年的“数字滑坡技术及其应用”研究。本书就是以上研究工作积累的总结。本书完成时，距笔者上一本专著《滑坡遥感》出版已过去10年；在《滑坡遥感》中，已介绍了滑坡遥感的信息源、解译基础技术等内容，为了便于读者特别是年轻读者阅读，本书简要重复部分内容，另结合我国信息技术的发展进步和更多数字滑坡技术应用实践，进行了补充和扩展。
　　1.1 从遥感滑坡到数字滑坡
　　数字滑坡的前身是遥感滑坡，我国的遥感滑坡是在为山区大型工程服务中产生并逐渐发展的。1980年启动、由谷德振先生和陈述彭先生任项目负责人的“西南高山峡谷地区水能开发遥感应用试验暨二滩水电站可行性研究”，是我国首次在高山峡谷地区进行的大规模遥感应用试验。“二滩电站库岸稳定性遥感研究”是该项目设立的课题之一，笔者荣幸地被指定为该课题的负责人。采用遥感技术调查库区两岸的滑坡、泥石流等库岸失稳现象，评价它们对二滩电站建设与运行的影响，是该课题的主要内容。自此以后，我们先后在长江三峡水电站和金沙江下游的溪洛渡水电站、白鹤滩水电站、乌东德水电站的库区等区域开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查，为这些大型水电工程的可行性研究提供滑坡、泥石流灾害及环境基础资料（王治华，1999）。
　　20世纪80年代中期起，在公路、铁路选线和沿线滑坡、泥石流调查中，已大量使用了航空遥感技术。
　　在20世纪的*后20年，我国进行的区域滑坡、泥石流遥感调查面积覆盖超过10×104 km2。该阶段被称为我国遥感滑坡的前期。
　　在遥感滑坡前期，我国主要进行中等比例尺的滑坡宏观调查。其方法技术可概括为：主要使用黑白或彩红外航空像片，辅以79 m和30 m空间分辨率的美国陆地卫星图像；借助于立体镜目视解译航空像片像对或直接目视卫星图像，配合一定的地面验证，了解滑坡及其发育环境；解译结果通过目视地貌特征手工转绘到相应比例尺的地形图上。该方法使我们能居高临下观测地物，使部分野外工作转移到室内，在一定程度上提高了工作效率，减轻了野外工作的强度；特别在地形复杂及气候恶劣地区，有明显的优越性。遥感技术逐步成为我国区域滑坡及其发育环境宏观调查不可缺少的先进技术。
　　随着遥感滑坡工作的推进，前期遥感滑坡技术方法的不足之处也日渐显露，这些不足之处主要表现为：①当时遥感信息源的局限性，那时的航摄图像为中心投影，其非线性畸变难以消除，MSS、TM卫星图像的地面分辨率低，难以识别滑坡；②工作效率低，立体镜目视解译、手工转绘及成图工作效率低；③难以提高成果精度，目视解译及手工转绘均有较大误差；④成果表达为单一的纸介质，资料的处理、存储、更新、交流很不方便。这些不足之处使前期遥感滑坡只能作为区域宏观调查手段，难以提供高精度的滑坡调查成果。
　　在长期遥感滑坡调查研究实践基础上，经不断探索，笔者认为，如果能使遥感调查结果表达的每一个地物单元有确定的地理（空间）坐标及反映滑坡特征的属性，是改善遥感滑坡调查方法的关键，这便是“数字滑坡”思想的雏形。
　　在这一思想指导下，在不断实践中，逐步摸索出一套新的技术方法，笔者并于1999年 在第一届“国际数字地球学术讨论会”上做了介绍（Wang，1999）。该方法被称为“数字滑坡”技术，它是在我国前期遥感滑坡基础上，借助于先进信息技术创立发展起来的遥感滑坡新技术。迄今，数字滑坡技术的应用已超过20年；实践证明，数字滑坡技术是推动我国滑坡调查技术进步的关键技术。
　　1.2 “数字滑坡”的概念及内涵
　　“数字滑坡”就是信息化滑坡，由与滑坡相关的多元、多维信息组成；多元就是与滑坡有关的地形地貌、岩土物质、斜坡结构、区域地质环境等因素；多维就是三维空间和一或多维时间（多时相）；这些信息是数字形式的，有自己的确定空间位置和属性。“数字滑坡”概念使传统滑坡地学理论拓展为能以数字形式表达的、具有三维空间信息和多维时间信息的、由多元要素组成的“数字滑坡”，这就使根据遥感的光谱、空间、时间信息特征来了解滑坡地学特征及其变化成为可能。
　　第2章 数字滑坡技术系统
　　数字滑坡技术就是实现“数字的信息化滑坡”的技术。具体方法为：在滑坡地学理论指导下，以遥感和空间定位（GCPs或GPS、北斗）技术为主，获取与滑坡相关的信息源，建立遥感解译基础，通过人机交互解译，结合GIS技术，识别滑坡；获取数字形式的、与地理坐标配准的滑坡及其发育环境的基本信息，例如位置、形态、规模、变形和位移、斜坡结构（地质构造、地层岩性、土地覆盖）等；利用GIS技术存储和管理这些数字信息；在此基础上，对滑坡活动及其发育环境信息进行时空分析，建立模型，服务于滑坡调查、监测、研究、评价、预测、制定减灾和防治措施等。
　　数字滑坡技术使遥感滑坡前期的获取、处理、存储、分析和显示滑坡信息的方式发生了根本变化，使我们能更准确地定性、定位、定量地认识滑坡，科学、有效地存储和管理遥感调查结果，方便、快捷地传输及交流滑坡信息，从而为改善滑坡灾害调查及滑坡理论研究提供更加准确、丰富的滑坡信息。
　　数字滑坡技术的实现，主要依赖于四类信息科学技术的支持：①遥感技术； ②数字摄影测量及图像处理技术；③GIS技术；④计算机技术。
　　数字滑坡技术系统大致可分为以下几个部分：建立解译基础、遥感识辨滑坡（获取滑坡及发育环境要素信息、时空分析、现场验证等）、数据存储与管理——滑坡数据库、建立应用模型。
　　2.1 建立解译基础
　　解译基础，即用于识别滑坡，能定位、定量地获取滑坡及其发育环境信息的，由多层图像、图形构成的组合。它将滑坡调查区所有的遥感与非遥感信息源整合成一个数字的、精确几何校正的、相关信息在同一地理坐标控制下配准的数据集合，以实现定性、定位、定量地了解滑坡，获取滑坡及其发育环境要素信息及进行时空分析。解译基础由收集信息源、图像处理、制作基础地理底图等技术整合形成，是数字滑坡技术系统*基础的部分。
　　2.1.1 解译基础的信息源
　　信息源是解译基础的“粮食”或“原料”，收集与滑坡相关的信息源是建立解译基础技术中首先要做的、*重要的工作。
　　1. 遥感信息源
　　建立解译基础，*基本、*重要的信息源是遥感信息源。遥感信息是一种多源信息，由不同类型、不同高度平台、不同视场角等传感器采集的具有不同电磁波段特征、不同接收地点和时间的信息。数字滑坡技术*关注的是遥感信息源的电磁波谱特性、位置和地面分辨率、信息的接收时间和时间分辨率（重复获取同一地点信息的间隔时间）三个特征。后两者容易理解，什么是遥感信息源的电磁波谱特性呢？Elochi（1995）、陈述彭和赵英时（1990）指出，太阳照射物体，物体反射或物体本身热能辐射的信息是通过电磁波（能）传递到卫星或其他飞行器的传感器的，即传感器所接收到的电磁波能量主要来自太阳辐射和地面物体的反射。电磁波从γ射线到交流电可分为许多波段，作为遥感信息源的电磁波段主要为紫外线、可见光、红外线和微波等波段。根据工作的电磁波段及使用的传感器，可分为光学遥感（又称为多光谱遥感）和微波（雷达）遥感。调查滑坡常用的多光谱遥感信息源主要是反射波的可见光波段（0.38～0.74 μm）、近红外波段（0.74～1.3 μm）和中红外波段（1.3～3.0 μm），如图2.1所示。根据不同的飞行器，又可分为卫星遥感和航空遥感。
　　图2.1 遥感滑坡应用的电磁波谱图（据《遥感地学分析》附图改编）
　　1）卫星光学遥感
　　就图像类型而言，光学遥感图像可分为全色图像和多光谱图像两类。
　　全色图像为全部可见光波段0.38～0.76 μm波段范围的混合图像，对人眼而言，一般为黑白图像。全色图像上的景物特征主要包括光谱特征（在图像上以0～255级灰度变化的形式表现）、空间特征和时间特征。
　　由于全色图像有较高的分辨率和使用成本较低，遥感滑坡前期，高分辨率卫星数据尚未商业化前，国内外主要使用高分辨率的全色航空像片进行滑坡解译，如1∶5万全日本滑坡分布图主要是使用黑白航空像片完成的。

目录
序一 陈运泰／i
序二 陈国阶／iii
前言 v
上篇 数字滑坡及数字滑坡技术
第1章 数字滑坡 3
1.1 从遥感滑坡到数字滑坡 3
1.2 “数字滑坡”的概念及内涵 4
第2章 数字滑坡技术系统 5
2.1 建立解译基础 5
2.1.1 解译基础的信息源 5
2.1.2 建立解译基础的技术方法 10
2.2 识辨滑坡 13
2.3 数字滑坡信息的存储与管理 13
2.3.1 数字滑坡信息的分类 13
2.3.2 不同类型数字滑坡信息的组织和管理 14
2.4 应用模型 16
2.5 结语 17
中篇 数字滑坡技术应用：顺层滑坡与切层滑坡
第3章 千将坪滑坡研究 21
3.1 引言 21
3.2 千将坪滑坡基本情况 21
3.2.1 千将坪滑坡事件的简单回顾 21
3.2.2 千将坪具有发生滑坡的地质环境条件 22
3.3 工作方法简述 23
3.3.1 信息源 23
3.3.2 图像处理 24
3.3.3 解译分析 24
3.4 千将坪滑坡遥感解译 24
3.4.1 千将坪古滑坡解译 24
3.4.2 “7 13”千将坪滑坡解译 26
3.4.3 实地验证 27
3.5 千将坪滑坡的活动特征 31
3.5.1 古滑坡的触发条件、活动方式及发生时代 31
3.5.2 “7 13”千将坪滑坡的活动特征 31
3.5.3 “7 13”千将坪滑坡的复活机理 35
3.6 结论与讨论 35
第4章 天台乡滑坡研究 36
4.1 引言 36
4.2 滑坡区环境概况 36
4.2.1 滑坡地理位置 36
4.2.2 地质环境 37
4.2.3 气象水文 38
4.3 方法技术 38
4.3.1 信息源 38
4.3.2 制作解译基础 39
4.3.3 遥感解译 39
4.3.4 求取滑坡同地物点 39
4.3.5 时空分析 40
4.4 遥感解译结果 41
4.4.1 滑坡前的义和村斜坡 41
4.4.2 滑坡后的天台乡滑坡特征 42
4.5 结语与讨论 47
第5章 岩门村滑坡遥感调查与机制分析 49
5.1 引言 49
5.2 岩门村滑坡环境 49
5.3 方法技术 51
5.4 滑坡前后的岩门村斜坡特征解译 52
5.4.1 滑前岩门村斜坡的地形地貌及地表覆盖特征 52
5.4.2 滑坡后岩门村斜坡的变化 52
5.5 滑坡变形分区及各分区特征 56
5.6 初步遥感解译结果的现场验证 58
5.7 滑坡规模 58
5.8 岩门村滑坡形成条件、活动机制及稳定性 59
5.9 结论 61
第6章 冯店滑坡地质力学模型研究 62
6.1 引言 62
6.2 缓倾滑坡形成机制 63
6.2.1 硬岩层成为透水层和富水层 63
6.2.2 软岩层塑性变形加剧上覆砂岩产生张裂隙 63
6.2.3 两种裂隙贯通与后缘拉裂槽形成 64
6.2.4 滑坡发生 65
6.3 缓倾顺层滑坡地质力学模型及其数学表达式 65
6.4 冯店滑坡模型参数获取 67
6.4.1 自然地理概况 67
6.4.2 遥感及地理控制信息源 68
6.4.3 滑坡地质环境解译 69
6.4.4 冯店滑坡所在斜坡的地质结构 69
6.4.5 滑坡解译 69
6.5 模型应用实例 72
6.5.1 求取冯店滑坡下滑力 和阻滑力 72
6.5.2 滑坡参数变化对缓倾顺层滑坡易滑性分析 73
6.6 结论 74
第7章 东苗家滑坡研究 76
7.1 引言 76
7.2 东苗家滑坡的位置和地质环境 77
7.3 方法技术 79
7.3.1 信息源 79
7.3.2 建立解译基础 80
7.3.3 遥感解译 82
7.4 东苗家滑坡特征分析 84
7.4.1 东苗家滑坡发育条件 84
7.4.2 东苗家滑坡活动特征 84
7.4.3 东苗家滑坡发生时代 86
7.4.4 东苗家滑坡目前稳定状况 86
7.5 结语 86
第8章 三溪村滑坡 88
8.1 五里坡斜坡的地理环境 88
8.1.1 位置 88
8.1.2 地貌地形 88
8.1.3 构造与地层 90
8.1.4 气候水文 90
8.2 五里坡斜坡软弱结构面重力作用分析 91
8.2.1 软弱结构面分布 91
8.2.2 各软弱结构面受重力作用分析 92
8.3 三溪村五里坡斜坡的遥感解译 95
8.3.1 信息源 95
8.3.2 建立遥感解译基础 95
8.3.3 遥感解译 97
8.4 现场验证 100
8.5 三溪村滑坡机理研究 104
8.5.1 五里坡斜坡具备斜坡失稳的地质结构 104
8.5.2 滑坡触发因素 104
8.5.3 五里坡斜坡破坏方式和活动过程 105
8.6 结论 105
第9章 鸡尾山滑坡研究 107
9.1 鸡尾山滑坡基本地理环境 107
9.1.1 地理位置 107
9.1.2 地质环境 107
9.1.3 气象水文及采矿活动 108
9.1.4 鸡尾山斜坡地理环境与滑坡 109
9.2 鸡尾山斜坡受力分析 110
9.2.1 结构面分布 110
9.2.2 各软弱结构面在不同斜坡状态时的受力情况 112
9.3 鸡尾山斜坡灾害孕育过程及活动方式 115
9.3.1 灾害孕育过程 115
9.3.2 鸡尾山切层滑坡活动特征 116
9.4 早期征兆及识别 116
9.5 讨论 116
第10章 三峡新滩滑坡 118
10.1 姜家坡-新滩斜坡基本地理环境 119
10.1.1 地理位置 119
10.1.2 “6 12”新滩滑坡区域地质环境 120
10.1.3 气象水文 122
10.2 方法技术 122
10.2.1 力学分析 122
10.2.2 数字滑坡技术方法 123
10.3 获取“6 12”新滩滑坡特征信息 126
10.3.1 滑坡前的广家崖-姜家坡-新滩斜坡 126
10.3.2 “6 12”新滩滑坡活动特征及时空分析 126
10.3.3 新滩滑坡的预警 129
10.3.4 初步结论 130
下篇 数字滑坡技术应用：高速滑坡碎屑流
第11章 易贡滑坡碎屑流 133
11.1 易贡滑坡碎屑流研究现状 133
11.1.1 易贡滑坡碎屑流的地质地理环境、发生原因 133
11.1.2 易贡滑坡碎屑流的活动方式及机理研究 134
11.1.3 易贡滑坡碎屑流规模 134
11.1.4 易贡滑坡碎屑流速度 135
11.1.5 易贡滑坡碎屑流堆积坝、泄水渠及溃坝灾害 135
11.1.6 采用了较多的、有创意的技术方法 137
11.2 易贡滑坡地理地质环境 141
11.2.1 地理位置 141
11.2.2 地貌地形 141
11.2.3 地层岩性和岩浆岩 142
11.2.4 区域地质构造 143
11.2.5 水文气象 143
11.3 方法技术 144
11.3.1 信息源 144
11.3.2 工作方法 145
11.4 遥感解译结果 146
11.4.1 2000年滑坡前的易贡地区地理环境 146
11.4.2 2000年滑坡前后的扎木弄沟 147
11.4.3 目击者说 152
11.5 易贡滑坡地震特征 153
11.5.1 记录易贡滑坡的台站分布及记录特征 153
11.5.2 西藏台站记录的易贡滑坡地震波特征 154
11.5.3 云南台站记录的易贡滑坡地震波特征 157
11.5.4 各次震动的震级及震动参数 159
11.6 易贡滑坡活动特征分析 159
11.6.1 活动方式和过程 159
11.6.2 易贡滑坡碎屑流的规模 162
11.6.3 易贡滑坡碎屑流动力模型 164
11.7 易贡湖 171
11.7.1 2000年滑坡灾害前的易贡湖 171
11.7.2 2000年滑坡灾害与易贡湖变化 175
11.7.3 泄水渠工程与溃坝灾害 178
11.8 结语 181
11.9 主要进展 182
第12章 大光包滑坡 185
12.1 引言 185
12.2 大光包滑坡所在研究区的地理地质环境 190
12.2.1 位置 190
12.2.2 地形地貌 191
12.2.3 地层岩性 192
12.2.4 地质构造 194
12.2.5 地震背景 194
12.3 方法技术 197
12.3.1 建立解译基础 198
12.3.2 二种解译基础和定量计算 199
12.4 大光包滑坡信息获取 201
12.4.1 震前长石板沟小流域 201
12.4.2 震后大光包滑坡源区 204
12.4.3 大光包滑坡堆积 209
12.5 大光包滑坡活动特征分析 212
12.5.1 大光包各滑坡源区活动特征 212
12.5.2 清平站地震记录与大光包滑坡活动 215
12.5.3 大光包滑坡活动能量估算 220
12.5.4 滑坡定量计算结果 221
12.5.5 灾害亲临者的实证 221
12.6 结语与讨论 225
12.7 主要进展 226
参考文献 227
附录 介绍两个国外典型滑坡碎屑流 233
作者简介