受人类工程活动急剧增加及气候复杂多变等因素影响，地质环境与工程活动之间的矛盾日益突出，引发山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、土地冻融等工程地质灾害,严重威胁人民生命财产安全及生态环境可持续发展，工程地质灾害监测与防治迫在眉睫，亟需科学应对。
工程地质灾害监测与关键信息提取是灾害防控的前提。吉林大学王凤艳教授团队，在国家自然科学基金、自然资源部重点实验室开放基金和中科院寒区旱区环境与工程研究所协作项目的共同资助下，围绕髙陡岩质斜坡失稳、地面沉降及冻土灾害等工程地质灾害问题，基于摄影测量与遥感技术，开展工程地质灾害监测与防治信息提取关键技术研究。
1.基于摄影测量的岩体复杂结构精细测量与表征技术，为我国藏东南某铁路髙陡斜坡裂隙岩体结构精细勘测提供理论与技术支持
关于高陡斜坡裂隙岩体结构测量问题，传统的人工测窗法采集结构面信息非常有限或无法实现，近些年发展起来的三维激光扫描测量方法也遭遇了技术瓶颈，亟需针对高陡斜坡裂隙岩体结构测量理论与技术方面的创新与突破。为此，研究团队紧密结合藏东南某铁路国家重大工程建设亟需科学应对的地质灾害勘测需求，聚焦复杂基岩山区岩体结构勘测难题，以近景摄影、无人机倾斜摄影及航空摄影获取的影像数据与室内建模及解译分析相结合，运用大地测量学、摄影测量学、工程地质学、计算机视觉、传感器与通信技术、几何形态学、概率论与数理统计等多学科知识，围绕髙陡裂隙岩质斜坡岩体结构测量与分析问题，开展基于摄影测量的岩体复杂结构精细测量与表征关键技术研究。
提出并创建了基于计算机视觉与测量平差理论的非量测相机高精度标定技术，有效解决了非量测相机快速高精度标定问题，为非量测相机的量测应用提供技术支持；
创建了基于摄影测量的岩体复杂结构精细测量与表征技术方法，包括控制测量、边坡摄影、三维建模、结构面判识、测量及参数解算、概率分布及边坡岩体质量评价等；
提出HDBSCAN算法与改进K均值及RANSAC算法相结合的岩体结构面自动分组与产状信息提取模型；提出基于曲率检测和向量夹角递进判据的潜在迹线点检测、细化、生长、连接及冗余去除的迹线自动提取方法；
提出了一系列模型、准则、方法并编制了相应的数据处理软件，快速实现全景露头裂隙岩体结构的精细测量与表征，为高陡裂隙岩质斜坡地质灾害防治提供理论与技术支持。
基于摄影测量的岩体结构信息提取及复杂结构精细表征技术已成功应用于国家重大工程藏东南某铁路昌都至林芝段工程地质勘测工作，提取14个复杂工区27个坡面总计36727条结构面数据，经参数解算、分析及质量评价，实现高陡斜坡裂隙岩体结构的精细测量与表征，为藏东南某铁路勘测设计及高陡裂隙岩质斜坡灾害防治提供可靠技术支持。
2.基于InSAR的地面沉降监测与分析，为吉林西部典型功能区地面沉降灾害防治提供技术支持。
吉林西部富含丰富的石油资源，全国排名第9的吉林油田位于吉林西部松原市。目前国内对油气开采引发地面沉降的研究工作相对薄弱，对于油气开采区地面沉降规律尚缺乏认识；吉林西部大布苏湖狼牙坝，受地形地貌、新构造运动、地质岩性、地表水、地下水和风力作用等多种形成条件综合因素长期作用，形成了独特的泥林地质遗迹景观，促进了当地旅游经济的发展，但近年来随着生态环境脆弱化正在逐步退化；吉林西部的查干湖作为全国七大淡水湖之一，其独特的草原湖泊生态系统和湿地功能为发展渔业、抬高区域地下水位、减轻土地沙化碱化进程发挥着重要作用,研究其邻近地区的地面沉降有助于认识其生态运行机制，促进查干湖区域生态系统可持续发展。
综上，选取吉林西部三个典型功能区（采油区、查干湖湿地、泥林国家地质公园），分别采用Sentinel-1及ALOS-2雷达影像数据，基于PS-InSAR、SBAS-InSAR、TCP-InSAR、QPS-InSAR等InSAR方法、开展地面沉降监测与分析，为研究区地面沉降地质灾害防治提供技术支持。
基于SBAS-InSAR的吉林西部典型采油区地面沉降监测
基于谷歌18级遥感影像，采用深度学习CNN算法的YOLO v3模型检测提取采油井位置信息，划定典型采油区；采用Sentinel-1雷达影像数据，基于SBAS-InSAR方法、获取采油区地面沉降结果；基于水准测量、GNSS测量的对比验证及精度评估，检验了InSAR地面沉降测量结果的可靠性；应用InSAR地面沉降测量成果，分析了研究区地面沉降的时空演化特征，并采用灰色系统分析、时序分析及BP神经网络等非线性理论，建立研究区总体地面沉降预测模型；分析油气开采对沉降影响的存在约800m的距离效应，并建立了累积油气产采量与地面沉降的线性关系模型。进一步结合气象、地下水、地震等进一步探讨地面沉降的驱动因素。所研究的基于InSAR的松嫩平原典型油气开采区地面沉降监测、验证及规律分析的技术方法，可为油气开采区地面沉降灾害防治提供科学依据，对采油区地面沉降规律认识具有重要意义。
基于TCP-InSAR的查干湖邻近地区地面沉降监测
采用2006年至2010年共20景ALOS PALSAR数据，基于TCP-InSAR（相干点时序分析）技术，获取了该区域的地表时序形变信息及形变速率。与该区域内同时间跨度的气候数据联合进行分析，结果表明，查干湖邻近地区在06至10年间存在地表变形，湖边有无混凝土堤坝区域形变结果存在差异，但整体呈现地表冬季冻胀抬升，夏季冻融沉降的同步性形变趋势。此外，查干湖邻近地区不同位置也因其土地类型的差异而表现出不同的沉降结果，植被茂密的湿地区域与几乎无植被覆盖的盐碱地区域均呈现一定程度的地表沉降现象，但湿地区域的沉降量大于盐碱地区域，公路整体则呈现小幅度抬升状态。
基于QPS-InSAR的泥林国家地质公园地面沉降监测
使用2017年9月至2018 年5月获取的21景Sentinel-1B雷达数据，采用QPS-InSAR获取研究区监测期间沉降数据并进行时空演化特征分析。结果表明，泥林在监测期内呈上升趋势平均变形速率6.9 cm/a。最大累积变形量为12.8 cm，西部变形量大于东部。结合地形及温度因素对泥林形变进行了分析，地下水补给和地面冻胀是地表形变的主导因素。
3.大范围高品质NDVI遥感解译及DEM产品制作，为中俄经济带高铁工程建设冻土环境与冻土分布研究提供重要参数
打造中蒙俄经济走廊是由中方提出、中蒙俄三国发展战略高度契合的重要举措，其横跨欧亚大陆，范围包括俄罗斯南部、哈萨克斯坦东北部、蒙古国北部及中国东北部区域，面积约650.0万平方公里。加强铁路、公路等互联互通建设是推进通关和运输便利化、促进过境运输合作的基础，而中俄经济带的土地冻融灾害是修建高铁必须考虑的工程地质问题，冻土作为冰冻圈分布最为广泛的因子，影响着地气水热交换、植被与生态系统、 地气间碳循环、气候系统、工程构筑物稳定等，NDVI和DEM作为冻土研究中反映冻土环境特征和地带性特征的两个重要参数，对于中俄经济带冻土环境与冻土分布研究具有重要意义。
针对目前全球缺乏中等分辨率大范围可利用NDVI和大范围高品质DEM产品现状，选用30m分辨率Landsat8 OLI遥感影像为数据源，结合AVHRR全球土地覆盖产品（1km分辨率）和MOD13Q1产品250m分辨率NDVI，采用RS、GIS技术，基于所建立的NDVI时间归一化模型、多景NDVI替补插值去云算法和分区分级镶嵌原则，开展中俄经济带NDVI遥感解译研究；从对比分析不同DEM数据入手，选用SRTM1数据，基于梯度算子和区域增长算法探测分割DEM中的数据缺陷，采用其它数据替补或最邻近像元插值等，开展中俄经济带DEM产品制作研究。
建立的研究区NDVI时序变化模型，有效解决了大范围遥感影像时相不一问题；
NDVI多景替补及插值修正算法，有效解决了遥感影像云量覆盖问题；
采用梯度算子、区域增长算法及最邻近像元插值等对原始SRTM1数据缺陷的探测修正，保障高品质DEM的获取；
编程实现批处理以及分区分级镶嵌原则，解决了大数据量数据处理及镶嵌难题。
研究成果经不同时相NDVI的归一化验证、单景NDVI校正（时间归一化+去云处理）结果验证及镶嵌、投影变换及重采样后NDVI验证，效果较好，满足研究需求，为中俄经济带工程建设冻土环境与冻土分布研究提供重要参数。
综上，围绕工程地质中高陡斜坡失稳、地面沉降及土地冻融等灾害问题，基于摄影测量与遥感方法，开展了工程地质灾害监测与防治信息提取关键技术研究：
n 基于摄影测量的岩体复杂结构精细测量与表征技术，为我国藏东南某铁路髙陡斜坡裂隙岩体结构精细勘测提供理论与技术支持；
n 基于InSAR的地面沉降监测与分析，为吉林西部典型功能区地面沉降灾害防治提供技术支持；
n 大范围高品质NDVI遥感解译及DEM产品制作，为中俄经济带高铁工程建设冻土环境与冻土分布研究提供重要参数。
上述研究成果一些未发表，一些发表如下：
Xiang Wu（吴翔）;Fengyan Wang*（王凤艳）; Mingchang Wang（王明常）; Xuqing Zhang（张旭晴）; Qing Wang（王清）; Shuo Zhang（张烁）. A New Method for Automatic Extraction and Analysis of Discontinuities Based on Tin on Rock Mass Surfaces', Remote Sensing, 2021，13(15): 2894. 论文链接：https://doi.org/10.3390/rs13152894.
Fengyan Wang（王凤艳）; Qing Ding（丁庆）; Lei Zhang*（张磊）; Mingchang Wang（王明常）; Qing Wang*（王清）. Analysis of Land Surface Deformation in Chagan Lake Region Using TCP-InSAR, Sustainability,2019,11(18): 5090. 论文链接：https://dx.doi.org/10.3390/su11185090.
Qing Ding（丁庆）; Runqiu Huang（黄润秋）; Fengyan Wang*（王凤艳）; Jianping Chen（陈剑平）; Mingchang Wang（王明常）; Xuqing Zhang（张旭晴）. Multi-Parameter Dominant Grouping of Discontinuities in Rock Mass Using Improved ISODATA Algorithm. Mathematical Problems in Engineering, 2018, 2018:1-10. 论文链接：https://dx.doi.org/10.1155/2018/5619404.
王凤艳，丁庆，张旭晴，王明常，牛雪峰，杨国东，张盈. 一种剔除测量空白域影响的岩体广义RQD获取方法，2019-05-03，中国，ZL 2018 1 0569892.5.
