Abstract Landslides represent one of the most damaging natural hazards and often lead to unexpected casualties and property damage. They also continually modify our natural environment and landscapes. Knowledge of landslide systems is largely restricted by the stochastic nature, subjective interpretation and infrequent or spatially sparse surveying of landslides. Characterized by persistent daily movements of a couple of centimeters over multi-centennial timescales and a long narrow shape as long as ~4 km, the Slumgullion landslide in Colorado, USA represents an ideal natural laboratory to study slow-moving landslides. Here we demonstrate the capability of the highly accurate, spatially continuous airborne Synthetic Aperture Radar (SAR) system of the NASA Uninhabited Aerial Vehicle SAR (UAVSAR) to characterize the kinematic details of internal deformation of the Slumgullion landslide using SAR interferometry (InSAR). We develop a phase-based approach to automatically extract the boundaries of the mobile geological structures without unwrapping. Comparison with historic field observations from 1991 reveals the 40-m advance of the frontal toe and shift of an internal fault. The UAVSAR data also resolve an internal minislide (100 by 70 m), which moves more southerly than the main body at 5 mm/day in the lower part of the landslide. A Light Detection and Ranging (LiDAR) Digital Elevation Model (DEM) shows that the minislide is associated with the opening of a 30 by 10 m pull-apart basin and bounding strike-slip faults. These extensional structures, nearby incised streams, and steepened local slopes helped establish the kinematic environment for the formation of the secondary minislide. The disparity between the UAVSAR InSAR-derived horizontal moving directions and the LiDAR DEM-derived slope aspects suggest that while the surface topography governs the first-order orientation, the local kinematics is also subject to the variable nature of heterogeneous landslide materials and the irregular basal bedrock surface. The landslide velocity and precipitation show similar multi-annual variations. Our study demonstrates that the freely available, high-resolution UAVSAR data, have great potential for characterizing landslide kinematics and other small-scale geological and geomorphological processes.

中文翻译：

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来自高分辨率 UAVSAR InSAR 数据的 Slumgullion 滑坡（美国）的内部运动学

摘要 山体滑坡是最具破坏性的自然灾害之一，经常导致意外人员伤亡和财产损失。它们还不断地改变我们的自然环境和景观。滑坡系统的知识在很大程度上受到滑坡的随机性、主观解释和不频繁或空间稀疏的调查的限制。美国科罗拉多州的 Slumgullion 滑坡的特点是在数百年的时间尺度上每天持续几厘米的运动，以及长达约 4 公里的狭长形状，是研究缓慢移动滑坡的理想自然实验室。在这里，我们展示了高度准确的能力，NASA 无人机 SAR (UAVSAR) 的空间连续机载合成孔径雷达 (SAR) 系统使用 SAR 干涉测量法 (InSAR) 表征 Slumgullion 滑坡内部变形的运动学细节。我们开发了一种基于相位的方法，无需展开即可自动提取移动地质结构的边界。与 1991 年的历史野外观测结果的比较揭示了前趾前移 40 米和内部断层的移动。UAVSAR 数据还解决了内部小型滑坡（100 x 70 m），它在滑坡下部以 5 毫米/天的速度比主体向南移动。光探测和测距 (LiDAR) 数字高程模型 (DEM) 显示小型滑坡与 30 x 10 m 拉开盆地和边界走滑断层的开口有关。这些伸展结构、附近的切割溪流和陡峭的局部斜坡有助于为次生小滑坡的形成建立运动学环境。UAVSAR InSAR 推导的水平移动方向与 LiDAR DEM 推导的坡度方面的差异表明，虽然地表地形控制一阶方向，但局部运动学也受非均质滑坡材料的可变性质和不规则基底的影响。基岩面。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。陡峭的局部斜坡有助于建立形成次级小滑坡的运动环境。UAVSAR InSAR 推导的水平移动方向与 LiDAR DEM 推导的坡度方面的差异表明，虽然地表地形控制一阶方向，但局部运动学也受非均质滑坡材料的可变性质和不规则基底的影响。基岩面。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。陡峭的局部斜坡有助于建立形成次级小滑坡的运动环境。UAVSAR InSAR 推导的水平移动方向与 LiDAR DEM 推导的坡度方面的差异表明，虽然地表地形控制一阶方向，但局部运动学也受非均质滑坡材料的可变性质和不规则基底的影响。基岩面。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。UAVSAR InSAR 推导的水平移动方向与 LiDAR DEM 推导的坡度方面的差异表明，虽然地表地形控制一阶方向，但局部运动学也受非均质滑坡材料的可变性质和不规则基底的影响。基岩面。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。UAVSAR InSAR 推导的水平移动方向与 LiDAR DEM 推导的坡度方面的差异表明，虽然地表地形控制一阶方向，但局部运动学也受非均质滑坡材料的可变性质和不规则基底的影响。基岩面。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。局部运动学还受非均质滑坡材料和不规则基底基岩表面的可变性质的影响。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。局部运动学还受非均质滑坡材料和不规则基底基岩表面的可变性质的影响。滑坡速度和降水表现出类似的多年变化。我们的研究表明，免费提供的高分辨率 UAVSAR 数据在表征滑坡运动学和其他小规模地质和地貌过程方面具有巨大潜力。