基于Pléiades卫星立体像对的La Valette滑坡四维位移反演研究

为解决传统滑坡监测方法耗时耗力且难以获取三维位移信息的问题，研究人员开发了结合卫星SfM（Structure-from-Motion）、COSI-Corr（Co-registration of Optically Sensed Images and Correlation）和DEM（Digital Elevation Model）差异分析的4D位移监测框架。通过2012-2022年0.5米分辨率Pléiades立体影像，揭示了法国阿尔卑斯La Valette滑坡年均位移速率从1.22 cm/天降至0.24 cm/天的减速趋势，证实气候变暖、降水减少及排水工程对滑坡运动的调控作用，为滑坡灾害实时监测提供了新范式。

　　

在全球气候变化背景下，缓慢移动的滑坡对社区和基础设施构成持续威胁，其年位移量从毫米级至百米级不等。传统野外调查方法效率低下，难以全面捕捉滑坡动态演变。法国阿尔卑斯La Valette滑坡自1982年触发以来持续蠕动四十余年，威胁170栋民宅，但过去研究多局限于水平位移监测，缺乏垂直维度数据支撑。如何通过遥感技术实现高精度四维（空间三维+时间）位移监测，成为地质灾害领域亟待突破的难题。

针对这一挑战，研究人员创新性地构建了融合卫星立体摄影测量与数字图像相关的4D位移反演框架。研究以2012-2022年间获取的42景0.5米分辨率Pléiades双/三立体影像为核心数据源，通过卫星结构光运动重建技术（satellite-SfM）生成点云、数字高程模型（DEM）和正射影像；利用光学图像互相关工具COSI-Corr计算水平位移；结合DEM差异分析（DoD）获取垂直变化；最终整合三维运动矢量。关键技术包括：18个时相影像的联合平差（co-alignment）优化相对精度，128×128至32×32像素的多级窗口相关分析，以及基于高斯混合模型的NDVI（归一化植被指数）滤波后处理。

研究结果显示，滑坡中部区域活动性最强，2012-2013年间水平位移速率达2.01 cm/天，三维位移速率2.04 cm/天；头部区域次之（1.71 cm/天）。2012-2022年间整体位移呈减速趋势，年均三维速率从1.31 cm/天降至0.27 cm/天。谐波分析表明，2014-2015年开启的暖干气候期与减速阶段吻合，同时4公里排水系统的建设显著改变了水文条件。垂直位移监测捕捉到滑坡头部4.2米的侵蚀量和堆积区5.2米的沉积高度变化，验证了方法亚米级精度（水平0.48-1.11米，垂直0.32-1.62米）。

该研究首次实现仅用光学立体卫星影像反演滑坡四维位移，突破传统InSAR（合成孔径雷达干涉）技术对南北向位移不敏感的局限。发表于《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》的成果表明，高分辨率卫星立体摄影测量可替代耗时的人工监测，为滑坡演化机制研究和灾害预警提供新工具。未来通过融合多源立体数据（如SPOT、PlanetScope）和优化点云配准算法，将进一步增强该框架在复杂地形区的适用性。