陳愛明, 陳 曦, 方 臣, 陳曉林

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

遙感技術(shù)在房縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查中的應(yīng)用

陳愛明, 陳 曦, 方 臣, 陳曉林

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

選用國產(chǎn)“高分一號”、GDEM、航空影像數(shù)據(jù),結(jié)合Google Earth三維場景,進(jìn)行了房縣地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與解譯,獲取了豐富的地質(zhì)環(huán)境條件和地質(zhì)災(zāi)害體信息特征,為該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查提供了可靠的技術(shù)支持,發(fā)揮了遙感技術(shù)的先導(dǎo)作用。從遙感數(shù)據(jù)源的選擇、處理、解譯手段和各類異常信息提取以及解譯效果等方面論述了遙感技術(shù)在房縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查中的應(yīng)用效果,劃分了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū),為房縣地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃提供了基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

遙感；高分一號；地質(zhì)災(zāi)害；滑坡；三維；Google Earth;房縣

遙感技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確,兼顧宏觀和微觀信息的獲取,在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和防治規(guī)劃中得到了廣泛的應(yīng)用。自20世紀(jì) 70年代開始,日本、美國、歐共體各國在大量滑坡、泥石流遙感調(diào)查的基礎(chǔ)上,對遙感技術(shù)方法進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和推廣。中國的地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查起步于80年代初期,對二灘水電站周邊的滑坡進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害排查[1-2],并取得了較好的成效。20多年來,中國先后應(yīng)用遙感技術(shù),開展了全國分省(區(qū)、市)1∶50萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、大江大河、重要交通干線沿線的地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)調(diào)查和縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃工作,初步摸清了當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害分布情況,劃分了易發(fā)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū),建立了群測群防體系,有效地減輕了地質(zhì)災(zāi)害損失。

本次工作,以遙感技術(shù)為主要手段,開展了房縣地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查,查明了區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害影像特征,結(jié)合野外實(shí)地驗(yàn)證,歸納總結(jié)了一套適合本區(qū)特點(diǎn)的解譯標(biāo)志,并推廣全區(qū)進(jìn)行遙感解譯應(yīng)用,從而掌握了已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的分布范圍、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特征,對潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的遙感搜索與范圍圈定,為地質(zhì)災(zāi)害野外詳細(xì)調(diào)查提供了基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域背景

1.1 地質(zhì)災(zāi)害背景

調(diào)查區(qū)位于湖北省十堰市,為秦巴山系,西與竹山縣相連,東北與丹江口市為鄰,東接?？怠⒐瘸?南臨神農(nóng)架林區(qū)。境內(nèi)群山環(huán)繞、溝壑縱橫、山高坡陡、地形復(fù)雜。根據(jù)湖北省地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃(2003—2015年)調(diào)查區(qū)屬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)縣(市、區(qū)),地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)指數(shù)(I)≥5,是湖北省地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)之一,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),尤其是雨季,滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,阻礙了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.2 自然地理?xiàng)l件

區(qū)內(nèi)交通較為便利,谷竹高速、十房高速、國道、省道及縣道、鄉(xiāng)級公路縱橫交織,四通八達(dá)。由于地處中緯度地域,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,光照充足,雨量適中,熱量豐富,光、熱、水垂直差異明顯,組合反差矛盾突出,災(zāi)害性氣候較為頻繁；在地形上屬于中國第二階梯的東緣,新華夏構(gòu)造體系的第三隆起帶,整體為中低山地形,海拔高程多在50～1 500 m之間,局部為丘陵地貌和山間盆地。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造特征

調(diào)查區(qū)位于秦嶺地槽與揚(yáng)子地臺兩大構(gòu)造單元的過渡地帶,地層出露較齊全,地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜,青峰斷裂和竹山斷裂交匯并貫穿于整個(gè)調(diào)查區(qū),對區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境影響較大,并孕育了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)育。其中,青峰斷裂呈北東東向展布于竹溪風(fēng)溪—房縣青峰一線,斷裂帶寬度多在30～150 m間,斷面總體傾北,傾角20°～45°。沿?cái)嗔褞r石擠壓破碎、柔皺現(xiàn)象明顯,因斷裂作用形成較為壯觀的角礫巖帶、糜棱巖帶和構(gòu)造巖塊之地貌景觀,地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境較復(fù)雜,是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段；竹山斷裂呈北西走向,經(jīng)竹山秦古、寶豐至房縣與青峰斷裂交匯,斷面傾向北東,形態(tài)上具上陡下緩的特征,剖面上形成疊瓦狀組合,具逆沖或斜沖性質(zhì),并具長期復(fù)合斷裂性質(zhì),對房縣盆地的形成具有一定的控制作用 (圖1)。

圖1 工作區(qū)構(gòu)造綱要略圖Fig.1 Scheme of structure outline in working area1.逆斷層；2.正斷層；3.性質(zhì)不明斷層；4.向斜；5.背斜；6.倒轉(zhuǎn)向斜；7.倒轉(zhuǎn)背斜；8.揚(yáng)子準(zhǔn)地臺區(qū)；9.武當(dāng)山復(fù)背斜區(qū)；10.北大巴山褶皺區(qū)。

1.4 地層巖性發(fā)育特征

調(diào)查區(qū)地層以青峰斷裂帶為界,北為秦嶺地層小區(qū),巖性以古老的變質(zhì)巖系為主,并有加里東期和呂梁期的輝長—輝綠巖、角閃巖、閃長巖及石英鈉長斑巖等侵入巖呈帶狀或脈狀分布；南為揚(yáng)子地層小區(qū),地層出露較全,主要為古生界碳酸鹽巖類、碎屑巖類和內(nèi)陸盆地碎屑沉積。

2 遙感數(shù)據(jù)源

本次工作選用的遙感數(shù)據(jù)包括高分一號數(shù)據(jù)、ASTER GDEM數(shù)據(jù)、航空數(shù)字正射影像圖和Google Earth三維在線數(shù)據(jù)等。

2.1 高分一號

高分一號衛(wèi)星是中國于2013年發(fā)射的遙感衛(wèi)星,具有多種空間分辨率、多種光譜分辨率和多源遙感數(shù)據(jù)特征,能夠獲取2 m全色和8 m、16 m多光譜影像數(shù)據(jù),可滿足不同用戶的應(yīng)用需求[3],其數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于地學(xué)領(lǐng)域并取得較好的效果[4-5]。該數(shù)據(jù)具有獲取成本低、時(shí)效性高等優(yōu)點(diǎn),完全能夠滿足地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查遙感解譯工作之需求。

2.2 ASTER GDEM

ASTER GDEM即先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型,與SRTM一樣為數(shù)字高程DEM,是根據(jù) NASA的新一代對地觀測衛(wèi)星Terra的詳盡觀測結(jié)果制作完成的,數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣,投影為UTM/WGS84,空間分辨率30 m(1弧度秒),垂直精度20 m。其在局部地形復(fù)雜的山區(qū)和丘陵地帶,能真實(shí)地反映地表起伏形態(tài),在地表三維形態(tài)生成、坡度、坡向分析等方面均有較好的應(yīng)用效果。

2.3 航空數(shù)字正射影像圖

航空數(shù)字正射影像圖為2013年4月獲取的1∶2 000標(biāo)準(zhǔn)分幅真彩色DOM影像數(shù)據(jù),其成像精度較高,經(jīng)過正射處理,帶有坐標(biāo)信息,使用時(shí)直接轉(zhuǎn)換或調(diào)入相關(guān)軟件即可。該數(shù)據(jù)色調(diào)飽和,紋理清晰,信息豐富,時(shí)效性好,分辨率可達(dá)0.4 m,能夠滿足1∶10 000重點(diǎn)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯的要求。

2.4 Google Earth

美國谷歌公司2005年推出的Google Earth(簡稱GE)集成了遙感圖像、地理信息、地形三維、全球定位系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)在線瀏覽等高新技術(shù),目前部分城市的分辨率達(dá)到0.5 m甚至更高,一般區(qū)域則至少有30 m的分辨率,基本實(shí)現(xiàn)地形、海拔高程、經(jīng)緯度等信息的重合。該數(shù)據(jù)更新速度快、成像精度高,可將用戶自己的各種專題信息交互疊加,為操作者提供身臨其境的真實(shí)三維地形場景信息,非常適合于地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯的對比與研究[6]。

3 技術(shù)方法與遙感數(shù)據(jù)處理

3.1 技術(shù)方法

本次工作以遙感技術(shù)為主要方法,采用高分一號、高分辨率航空影像及數(shù)字地表模型數(shù)據(jù),結(jié)合Google Earth三維場景,在充分收集已有基礎(chǔ)地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害資料的基礎(chǔ)上,通過圖像處理、遙感解譯和適量野外調(diào)查驗(yàn)證來完成。工作中,以專業(yè)知識為支撐,以形象逼真、立體感強(qiáng)、信息豐富的遙感圖像為依據(jù),以人機(jī)交互判釋為工作平臺,將多光譜數(shù)據(jù)和高分辨率數(shù)據(jù)結(jié)合使用,并利用各自數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行綜合分析研究,充分發(fā)揮遙感技術(shù)宏觀—微觀—宏觀結(jié)合,突出多源、多尺度遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢和相互結(jié)合、相互彌補(bǔ)的特點(diǎn),對調(diào)查區(qū)進(jìn)行以地質(zhì)災(zāi)害為主要目標(biāo)的遙感調(diào)查與解譯,通過遙感解譯,查清或基本查清了調(diào)查區(qū)內(nèi)的環(huán)境地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度。

3.2 遙感數(shù)據(jù)處理

遙感數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、圖像生成、地理匹配、增強(qiáng)處理、信息提取均在PCI軟件集成環(huán)境下進(jìn)行,人機(jī)對話解譯及專題信息提取則依托MAPGIS、Photoshop平臺綜合進(jìn)行。

高分一號遙感數(shù)據(jù)全色融合真彩色,RGB-ISH-RGB色度空間轉(zhuǎn)換,將全色波段的空間信息融合至紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段的通道合成為模擬彩色圖像。圖像增強(qiáng)以能夠清晰反映地物類型細(xì)節(jié)和地物邊界,色調(diào)豐富不失真為原則,采用邊緣銳化濾波,及上、下頻率截除拉伸算法。圖像鑲嵌采用直方圖匹配、色階拉伸、亮度對比度、色彩平衡、色度飽和度調(diào)整等方法進(jìn)行色度歸一化處理,鑲嵌中選定20～100重疊像素范圍做均值法接縫平滑,以保證整體色度的連貫統(tǒng)一。幾何糾正采用多項(xiàng)式運(yùn)算與地理要素匹配,單景影像選取不少于24個(gè)控制點(diǎn)且均勻分布,以保證匹配精度。通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖像處理,其地質(zhì)宏觀辨析力增高,可以依據(jù)各類典型解譯標(biāo)志,對各類型地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象做出正確判讀。

3.3 遙感解譯

遵循遙感解譯的工作程序,首先收集閱讀已有資料,初步建立解譯標(biāo)志,并經(jīng)野外實(shí)地查證后再作詳細(xì)解譯,進(jìn)一步建立詳細(xì)解譯標(biāo)志。同時(shí)充分利用遙感信息多時(shí)相、多波段的特點(diǎn),采用數(shù)字圖像處理技術(shù),深入提取地表坡度、特定地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造信息、地表濕度異常、地表植被覆蓋程度等宏觀地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育環(huán)境,并進(jìn)行綜合分析研究,進(jìn)一步劃定遙感解譯重點(diǎn)區(qū)域,以減少單純遍歷型目視解譯的工作強(qiáng)度,提高解譯質(zhì)量[7]。

3.3.1 基礎(chǔ)地質(zhì)解譯

基礎(chǔ)地質(zhì)解譯,主要是以遙感圖像為依據(jù),在前人地質(zhì)成果的基礎(chǔ)上對已有圖件進(jìn)行修編,作為此次工作的基本用圖。根據(jù)高分辨率遙感圖像所反映的圖案紋理、地貌特征,結(jié)合多光譜圖像的光譜信息進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)解譯。層狀巖石一般劃分到“巖段”,對延伸穩(wěn)定、解譯標(biāo)志明顯的標(biāo)志層或特殊巖層可單獨(dú)劃分為一個(gè)地質(zhì)單元；侵入巖、雜巖體要根據(jù)影像特征進(jìn)行分解,劃分到獨(dú)立的侵入體；第四紀(jì)堆積區(qū)是人類活動的重要場所,亦是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段,根據(jù)影像特征可劃分出沖積、沖洪積、殘坡積等成因類型,以利于滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的地面觀察和遙感解譯。

斷裂構(gòu)造解譯,主要根據(jù)遙感圖像所反映的特殊地形地貌進(jìn)行解譯。一般直線狀排量的斷層三角面,或沿一定方向斷續(xù)分布的陡坎、洼地、湖泊等多是斷裂構(gòu)造的地面顯示。水系是地表最為靈敏的特殊物體,受外力影響后反映明顯,所以河流、溝溪的異常反映多與斷裂構(gòu)造息息相關(guān),其在影像圖上的規(guī)律變化、醒目的形態(tài)特征,即是斷裂構(gòu)造的解譯標(biāo)志。

3.3.2 地形地貌解譯

遙感圖像是地球表面的真實(shí)寫照,地形地貌是各種地質(zhì)現(xiàn)象的綜合反映,地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯更是與地形地貌密不可分。因此,調(diào)查或查清區(qū)內(nèi)地貌類型、形態(tài)分布,計(jì)算坡度、高差和地勢起伏度,分析地形地貌特征對工程作業(yè)、通行條件的影響和量化評價(jià)極為重要。房縣地勢總體處于西高東低,南陡北緩,中為河谷平壩。以青峰斷裂帶為界,北部中低山區(qū),影像色調(diào)為淺綠色、淺棕色、淺紫色,色調(diào)不均勻,紋形圖案為小斑紋狀為主,其次為長斑塊狀,植被較發(fā)育,水系呈樹枝狀；中部為一條狹長的斷陷盆地,影像色調(diào)為淺綠色、淺灰色、肉紅色,紋形為不規(guī)則的細(xì)斑塊狀、蠕蟲狀；南部為中高山區(qū),山勢巍峨陡峻,影像色調(diào)為綠色,紋形圖案以長條形為主,小斑塊狀其次,沉積巖地層走向及層理清晰可見,地貌上多為深切溝谷,山勢陡峻,植被發(fā)育,常有大片森林。

3.3.3 水文地質(zhì)背景解譯

在基礎(chǔ)地質(zhì)解譯的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對地表水、泉、古河道、地下水溢出帶、沖洪積扇、濕地、控水?dāng)嗔训扰c地下水有關(guān)的地質(zhì)要素進(jìn)行分析與研究。通過形態(tài)、紋理、植被等解譯標(biāo)志,確定或推斷區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)發(fā)育條件。對區(qū)內(nèi)河流、湖泊等地表水類型、分布范圍,一般以地形圖標(biāo)注為準(zhǔn)。地形圖上沒有標(biāo)注,或其在影像圖上的范圍與地形圖有較大差別的,則根據(jù)遙感影像進(jìn)行詳細(xì)的圈定。根據(jù)線狀排列的湖泊、泉點(diǎn)、濕地和植被的發(fā)育特征解譯斷裂和控水?dāng)嗔?斷裂的存在一方面改變了原巖物理力學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性,增加了破碎程度及裂隙發(fā)育程度,同時(shí)對其充水、導(dǎo)水、阻水能力及植被發(fā)育程度均發(fā)生較大的改變,并孕育了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)育。

3.3.4 工程地質(zhì)背景解譯

工程地質(zhì)解譯是在基礎(chǔ)地質(zhì)解譯的基礎(chǔ)上,根據(jù)區(qū)域巖性組合、構(gòu)造發(fā)育特征、巖石風(fēng)化程度和地形地貌等條件,對工程地質(zhì)背景進(jìn)行分析研究,確定工程地質(zhì)類型。此次災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查,將區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)巖組劃分為土體(松散巖類)、巖體兩個(gè)大類,并將巖體劃分為軟巖、次堅(jiān)巖、堅(jiān)巖三類。其中,軟巖主要包括泥質(zhì)巖、互層砂質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r、綠泥石片巖、千枚巖等。該類軟巖一般反映為地形較平緩的低山丘陵地貌,是滑坡、滑塌易發(fā)地段；次堅(jiān)巖主要為厚層與中厚層灰?guī)r、大理巖、白云巖、砂巖、板巖、粗?；虬郀罱Y(jié)構(gòu)的巖漿巖等。該類巖石地形上多反映為地形較陡的中低山地貌,是崩塌、危巖和巖溶易發(fā)區(qū)；堅(jiān)巖則包括中細(xì)?；◢弾r、花崗片麻巖、閃長巖、輝綠巖、石英巖、硅質(zhì)灰?guī)r等。堅(jiān)巖多形成地形陡峻的中高山地貌,工程地質(zhì)條件較為穩(wěn)定。而土體(松散巖類)則多組成低緩的殘丘和壟崗地形,也是次生地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)。

3.3.5 地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查與解譯

房縣為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查與解譯是此次工作的重點(diǎn)。根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征,充分搜集了已有的地質(zhì)、工程地質(zhì)、氣象水文、人文環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布特征等資料。判讀、分析遙感影像特征,初步建立了工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志,解譯了工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布現(xiàn)狀,并進(jìn)行野外實(shí)地查證。同時(shí),對室內(nèi)初步解譯的成果予以補(bǔ)充和修正,建立了一套適合本區(qū)特點(diǎn)的詳細(xì)解譯標(biāo)志。

解譯標(biāo)志的建立遵循從粗到細(xì)、逐步完善的原則,隨著解譯的深化,不斷進(jìn)行補(bǔ)充和完善,并貫穿于解譯的全過程。解譯標(biāo)志可分為兩種,即:地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象能在遙感影像上反映直接面貌為直接解譯標(biāo)志,而借助于地形地貌、巖土特征、水文地質(zhì)條件、植被覆蓋率等間接因素判譯地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)存在的標(biāo)準(zhǔn)為間接解譯標(biāo)志；人機(jī)交互解譯則是利用計(jì)算機(jī)工作平臺,將目視解譯結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)內(nèi),并結(jié)合各類紙質(zhì)圖件直接解譯地質(zhì)災(zāi)害要素,或與解譯圖像相匹配,進(jìn)行修改補(bǔ)充解譯。同時(shí),結(jié)合Google Earth三維場景,旋轉(zhuǎn)、升降、縮放目標(biāo)區(qū)域,從不同角度仔細(xì)觀察解譯對象。

4 典型地質(zhì)災(zāi)害遙感特征及野外驗(yàn)證

4.1 滑坡

滑坡的成因與地形地貌、地表堆積體、人類工程活動有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。房縣地處鄂西山區(qū),地形陡峻、溝壑縱橫,近些年來人類工程活動加劇是造成滑坡發(fā)生的重要因素之一,同時(shí)也是制約滑坡發(fā)育規(guī)模和發(fā)生條件的決定性因素。

4.1.1 房縣野人谷鎮(zhèn)橫峪河村滑坡

該滑坡位于山前斜坡地段,地面坡度一般在25°～55°,并具上陡下緩的特點(diǎn),滑坡具圈椅狀后緣,周界可見多條同源沖溝,為地表淺層松散堆積體滑坡。在遙感圖像上表現(xiàn)為黃褐色,色調(diào)細(xì)膩而均勻,可見地形地貌、植被、水系及生態(tài)景觀的異常突變現(xiàn)象;滑坡體后緣即滑坡壁發(fā)育有直線或弧形異常影紋,有絕壁、陡坎,存在明顯的地形變異線和色調(diào)異常線;滑坡壁后緣可見拉張裂隙,整個(gè)滑坡體呈灰白色,植被不發(fā)育與背景影像差異明顯。

該滑坡系因道路建設(shè),工程開挖邊坡造成高切坡臨空,重力失穩(wěn)而成。地表顯示滑坡坡度均勻,周界清晰,滑體無植被覆蓋,在地表徑流和自身重力作用的影響下而引發(fā)滑塌。對比區(qū)域影像解譯標(biāo)志和地質(zhì)背景,顯示該處地表為第四系殘坡積土覆蓋,下伏為寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組炭質(zhì)頁巖夾黑色薄層狀硅質(zhì)巖。性質(zhì)為地表淺層土石混雜的滑坡,滑坡體寬221 m,縱長175 m,主滑線方向170°,為中小規(guī)?；?目前雖有護(hù)坡,暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài),但隨著外界條件的改變及大氣降水、卸荷作用的影響,容易引起再次滑塌,威脅道路車輛安全(照片1)。

照片1 房縣野人谷鎮(zhèn)橫峪河村滑坡Photo 1 Landslide of Hengyuhe village in Fangxian

4.1.2 房縣大木廠鎮(zhèn)陶家溝滑坡

該滑坡位于道路東側(cè)的山坡地帶,地面坡度一般在15°～35°,遙感影像上呈淺綠色、紫褐色,與周邊色調(diào)差異明顯,平面形態(tài)為圈椅狀,長約190 m,寬約210 m?；滤幍孛矠榘济嫫?坡度中等,地表植被覆蓋較廣,周邊為大片林木覆蓋,滑坡下部為公路順向而過,遙感影像顯示影紋為斑塊狀、暈點(diǎn)狀,滑動方向約為100°(照片2)。從野外實(shí)地觀察,滑坡體下部為階梯狀松散堆積,已被居民開挖種植農(nóng)作物,其土質(zhì)松散、穩(wěn)定性差,與周圍植被覆蓋區(qū)差異明顯?；卤诤缶壙梢娎瓘埩严?。目前尚處于穩(wěn)定狀態(tài),但隨著裂隙不斷發(fā)育及大氣降雨的影響,容易引起再次滑塌,威脅道路及居民安全。

照片2 大木廠鎮(zhèn)陶家溝滑坡Photo 2 Taojiagou landslide in Damuchang town

4.2 崩塌與危巖體

崩塌堆積體在遙感圖像上多處于谷底或斜坡平緩地段,表面坎坷不平,具粗糙感,有時(shí)可出現(xiàn)巨大塊石堆積體影像；危巖體在遙感圖像上一般位于陡峻的山前斜坡地段,地表坡度多在55°～75°,地形具有上陡下緩的特點(diǎn),地表亦有松散堆積體。

區(qū)內(nèi)較為典型的實(shí)例為房縣土城鎮(zhèn)石門溝村崩塌。該崩塌點(diǎn)為人工開挖不穩(wěn)定斜坡,圈地建設(shè)開挖所致。坡體后緣陡立,未進(jìn)行護(hù)坡,斜坡上沖溝發(fā)育、植被稀少,類土質(zhì)邊坡開挖過程中因卸荷作用,產(chǎn)生卸荷裂隙,加之該地段坡度陡峻,邊坡極易垮塌,是崩塌、危巖易發(fā)的主要原因。遙感影像圖上表現(xiàn)為較均勻的灰白色調(diào)、粗糙度大,因巖土開挖崩塌面新鮮,無植被覆蓋,與背景影像差異明顯。該崩塌體呈不規(guī)則的圈椅狀,長99 m,中部寬125 m,坡度較大,威脅道路及來往車輛、行人安全,或?qū)е碌缆纷枞绊懡煌?照片3)。

照片3 石門溝村崩塌人工開挖痕跡明顯Photo 3 Obvious manual excavation trace of Shimengou collapse

5 地質(zhì)災(zāi)害解譯效果評價(jià)及結(jié)論

本次遙感解譯確定地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)296個(gè),并進(jìn)行了實(shí)地驗(yàn)證。其中23個(gè)點(diǎn)由于地理位置特殊屬于軍事禁區(qū),驗(yàn)證受到限制,實(shí)際驗(yàn)證點(diǎn)為273個(gè),其中143個(gè)點(diǎn)與野外詳細(xì)調(diào)查災(zāi)害點(diǎn)一致,準(zhǔn)確率為52.38%。其余130個(gè)點(diǎn)無危害對象或目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上所述,通過此次房縣地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查結(jié)果表明,區(qū)內(nèi)雖然山高谷深、植被發(fā)育,很多地段地表多為植被影像顯示,但典型地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在高分一號上的影像特征仍很清楚,遙感解譯準(zhǔn)確率較高,能夠滿足地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查的精度要求,可作為地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查前期的重要手段,并且工作重點(diǎn)可放在交通干線、河流庫岸、斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)及人類活動集中區(qū);這些地區(qū),由于人類工程建設(shè)活動的影響,對原始地質(zhì)環(huán)境改變大,是滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段。房縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布不均,其空間分布與斷裂構(gòu)造、地層巖性、地表植被覆蓋及人類工程活動等因素密切相關(guān),地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度當(dāng)以滑坡為主,崩塌次之,泥石流、地面塌陷等較少。而且,地質(zhì)災(zāi)害多集中分布于水庫沿岸、河流溝谷兩側(cè)、新建集鎮(zhèn)、移民安置點(diǎn)、村鎮(zhèn)居民點(diǎn)及主干公路沿線。地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布與地質(zhì)環(huán)境、人類工程活動息息相關(guān),其解譯程度則以滑坡、崩塌解譯效果較好,不穩(wěn)定斜坡、危巖、泥石流次之,用該方法解譯和編制的圖件劃分準(zhǔn)確,災(zāi)害體邊界誤差小,解譯精度高。

本次地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)遙感解譯,充分利用了最新的國產(chǎn)高分一號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和Google Earth三維場景,相對以往的遙感解譯,本次工作中所采用的方法降低了工作強(qiáng)度,提高了解譯精度,對滑坡災(zāi)害點(diǎn)的空間分布特征具有較高的預(yù)判,對災(zāi)害點(diǎn)的解譯做到了有的放矢。2014年中國成功發(fā)射高分二號衛(wèi)星,國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)也進(jìn)入亞米級高分辨率時(shí)代。隨著中國高分專項(xiàng)的逐步實(shí)施,有效開發(fā)利用新數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù),必將為遙感工作帶來更大的便利和技術(shù)進(jìn)步。

[1] 陳良.國外遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測與預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].國外地質(zhì)勘探技術(shù),1992(1):18-25.

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(責(zé)任編輯：陳文寶)

Application of Remote Sensing Technology in Detailed Investigation ofGeological Disaster in Fangxian

CHEN Aiming, CHEN Xi, FANG Chen, CHEN Xiaolin

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

Combined with google earth 3D scene,by selection of GDEM,aerial image data,the authors carry out the investigation and interpretation of geological disaster in Fangxian,obtain rich geological environmental conditions and information characteristics of geological disasters,provide reliable technical support and play a leading role in the remote sensing technology for the detailed investigation of geological disaster in this area.The paper discusses application effect of remote sensing technology in detailed investigation of geological disasters in Fangxian from several aspects,such as selection,processing of data source about remote sensing,all kinds of abnormal information extraction and interpretation results,divides geological disaster easy-happening areas and dangerous areas.It provides basic geological data for control planning of geological disasters in Fangxian.

remote sensing; Gaofeng-1; geological disaster; landslide; 3D; GoogleEarth; Fangxian

2015-03-30;改回日期:2015-04-24

湖北省國土資源廳 “十堰市鄖西、竹山、竹溪、房縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查”。

陳愛明(1971-),男,高級工程師,碩士,地質(zhì)學(xué)專業(yè),從事遙感地質(zhì)與GIS應(yīng)用工作。E-mail:mailcam@163.com

TP79

A

1671-1211(2015)04-0493-06

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504026

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1501.021.html 數(shù)字出版日期:2015-06-19 15:01