Việc trích xuất dữ liệu về các khu vực dòng chảy bùn bằng phương pháp viễn thám vệ tinh.

Dòng chảy bùn đá là những dòng thác hình thành khi mưa lớn hoặc lũ lụt làm bão hòa và làm loãng đất cát tơi xốp ở các vùng núi. Chúng phân bố rộng rãi ở các vùng có địa hình và dạng địa mạo độc đáo trên khắp thế giới, và sức tàn phá của chúng rộng lớn và nghiêm trọng hơn so với các vụ sạt lở, lở đất hoặc lũ lụt riêng lẻ. Dòng chảy bùn đá đe dọa đến tính mạng và tài sản của con người thông qua cơ chế phá hoại và chôn vùi của chúng.

Trước đây, việc nghiên cứu hoặc điều tra thảm họa địa chất tại hiện trường rất khó khăn ở những khu vực dân cư thưa thớt, núi cao và đường sá hiểm trở. Tuy nhiên, các phương pháp khảo sát từ xa có ưu điểm là phạm vi quan sát rộng, thu thập dữ liệu nhanh, quan sát liên tục và không bị hạn chế bởi địa hình, và đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điều tra thảm họa sạt lở đất trong những năm gần đây.

△Giám sát dòng chảy bùn đá từ xa

Việc trích xuất dòng chảy bùn có thể được thực hiện trên các siêu điểm ảnh thu được bằng phương pháp SLIC bằng cách sử dụng các chỉ số quang phổ thích hợp để trích xuất các vùng dòng chảy bùn.

Đầu tiên, ảnh được phân đoạn bằng phương pháp SLIC. Quá trình này bao gồm việc xác định số lượng vùng được phân đoạn và phân bổ đều các điểm mầm trong ảnh dựa trên các vùng này. Tiếp theo, các điểm mầm được chọn lại trong vùng lân cận của mỗi điểm mầm được chỉ định, và giá trị độ dốc của tất cả các pixel trong vùng lân cận đó được tính toán. Pixel có độ dốc nhỏ nhất sau đó được chỉ định lại làm điểm mầm để tránh việc nó bị đặt làm điểm ranh giới đường viền. Một nhãn phân cụm được gán cho mỗi pixel dựa trên một chỉ số phân cụm. Vì mỗi pixel được tìm kiếm bởi nhiều điểm mầm, nên mỗi pixel có một khoảng cách đến các điểm mầm xung quanh nó. Điểm mầm có khoảng cách nhỏ nhất được chọn làm tâm cụm cho pixel đó. Sau đó, các tâm vùng được tính toán lại, và quá trình phân cụm được tối ưu hóa lặp đi lặp lại dựa trên chỉ số cho đến khi lỗi hội tụ.

(a) K=100

(b) K=300

(c) K=500

△Phân vùng dựa trên phương pháp SLIC

Sau khi các vùng phân đoạn được tạo ra, chỉ số thực vật NDVI, chỉ số nước cải tiến PNDWI và giá trị trung bình phổ của mỗi dải tần được tính toán cho từng vùng phân đoạn. Dựa trên khu vực diễn giải trực quan của vùng dòng chảy bùn trên ảnh, phạm vi giá trị của chỉ số thực vật, chỉ số nước và giá trị phổ của mỗi dải tần trong vùng dòng chảy bùn được xác định, và một ngưỡng được thiết lập để giám sát vùng dòng chảy bùn trong khu vực nghiên cứu.

Hình dưới đây thể hiện khu vực thông tin về dòng chảy bùn đá ở Sanyanyu, huyện Zhouqu, Khu tự trị dân tộc Tạng Gannan, tỉnh Gansu, thu được bằng phương pháp đảo ngược dựa trên dữ liệu này.