在灾难发生之前预测灾难：如何使用ENVI和SARscape分析和预测玻利维亚的利亚拉瓜山体滑坡

挑战

在许多国家，水资源管理基础设施正在老化，而气候变化带来的威胁使它们面临加速老化的风险。如今，通过持续监测实现稳定性和灾害风险制图正成为减轻滑坡、崩塌等地质灾害风险越来越重要的要求。

水资源管理基础设施的任何异常形变都必须以近乎实时、毫米级的形式进行识别和分析。虽然传统的监测方法非常准确，但遗憾的是，它们难以实施、耗时、昂贵，并且通常无法提供有关结构稳定性的连续数据。此外，河湖流域和水资源管理设施通常位于相对偏远的位置，例如河岸或深谷，这使得现场勘测变得困难。杂草丛生的植被也限制了水资源管理设施的进入和勘查。

基于 InSAR 的对地监测的优势

2025 年 3 月，肯科尾矿库坍塌并在玻利维亚波托西的利亚拉瓜引发了一场毁灭性的山体滑坡。有毒的泥浆和采矿废料席卷了安达维尔克社区，影响了 50% 以上的人口，污染了当地的河流并摧毁了大量的基础设施。采矿废料的堆积历史可以追溯到 19 世纪，由此造成的环境和人员损失是灾难性的。响应者迫切需要一种方法来评估灾后损失并发现后续灾害迹象——以尝试避免未来的灾害。

图 1：玻利维亚波托西省利亚拉瓜的研究区域图，肯科尾矿库坍塌，引发致命的山体滑坡，摧毁了安达维尔克社区。

解决方案

Geospace Solutions公司是一家总部位于厄瓜多尔的遥感和地理空间分析公司，它借助于行业标准的地理空间分析工具 ENVI 和 ENVI SARscape 来评估山体滑坡的影响并发现了隐藏在历史卫星数据中的灾害前兆。

采用Sentinel-1 和 Sentinel-2 数据，通过多时态分析、SAR 干涉测量和变化检测工作流，该团队检测出重大的地表变形，量化了损失，并演示如何使用 ENVI SARscape 的自动化工具构建早期预警系统。

方法

1. 监测地面不稳定情况（在滑坡之前）

使用 ENVI SARscape 的自动化 SBAS干涉测量工作流，分析师发现了早在 2024 年 9 月就发生的细微的表面变形，尾矿库周围区域的地表形变速率超过 20 毫米/年。这种坍塌前的地表形变活动为地表结构不稳定提供了明确的警告信号。

2. 量化影响（在滑坡之后）

事件发生后，Geospace Solutions 公司使用 ENVI 的变化检测工具和Sentinel-2多光谱图像来测量超过 100 公顷的灾害范围。ENVI SARscape 中的差分干涉 SAR （DInSAR） 工作流揭示了毫米级的地表位移，显示了滑坡流动的力和方向。

图 2：DInSAR 衍生的地表形变图，显示了滑坡前后的毫米级位移。红色表示向上（正）变形；紫色表示沿卫星视线向下（负）变形。

3. 可视化和共享结果

彩色渲染的形变图、时间序列图和多光谱变化对比图提供了灾害事件时间线和严重性的清晰图像。对结果进行地理配准，以便与决策支持平台和应急管理系统集成。

4. 早期预警潜力

如果 ENVI SARscape 的 SBAS 分析得到的地表形变趋势得到进一步的实时监测，当地官员可能会提前数周甚至数月发出预警以降低风险。

5. 快速灾害评估

多时态 SAR 和多光谱影像能够近乎即时地了解受影响区域、基础设施损失和环境污染。

图 3：受影响区域的地表形变图。肯科尾矿库附近的上部斜坡显示出事件前的隆起（红色），而顺坡向河流移动的滑坡以紫色显示。

6. 明智的未来规划

借助 ENVI 和 ENVI SARscape，Geospace Solutions公司展示了卫星历史数据和自动时间序列分析如何支持预警系统，尤其是在地质灾害多发地区。

借助 ENVI SARscape 的自动化 SBAS 工作流，Geospace Solutions 公司的分析师确定了超过 20 毫米/年的地表形变速率，这远在灾难性滑坡之前（图 3、4）。如果将其纳入预警系统中，监测结果可以提醒决策者尽早进行干预，从而有可能防止人员伤亡和基础设施损失。

图 4：从 Sentinel-1 时间序列得出的 SBAS 干涉测量结果显示，尾矿库附近的渐进式地表形变速率超过 20 毫米/年，并在坍塌前几个月加速。

工具和技术

• ENVI——多光谱变化检测、图像分类和可视化

• ENVI SARscape——SBAS 和 DInSAR 干涉测量、时间序列分析

• 数据来源：Sentinel-1 （SAR） & Sentinel-2 （多光谱）

结论

利亚拉瓜滑坡是悲剧性的，但也是可以预见的。Geospace Solutions 公司的工作证明，使用正确的工具和卫星数据，灾难不必让我们措手不及。遥感和时间序列分析正在改变我们理解、应对和预警地质灾害的方式。

“ENVI 和 ENVI SARscape 不仅让我们能够记录灾害损失，还可以给我们展示如何防止下一次灾害造成的损失。”— Rafeal Castro，Geospace Solutions 首席执行官