何世中，石磊，周成鳳，夏敏，郭瑋

（1.安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽安慶 246003；2.宣城市自然資源發(fā)展中心，安徽宣城 242000）

1 工作區(qū)地質環(huán)境背景條件（孕災背景）概況

安徽省分布有皖西和皖南兩大中低山區(qū)，地形復雜，是地質災害多發(fā)、易發(fā)區(qū)[1]。涇縣地處皖南山區(qū)向沿江丘陵平原過渡地帶，總體地勢自南東向北西漸低。區(qū)內最高峰位于縣域東南部榔橋鎮(zhèn)黃田村黃子山，海拔1174.8 m；最低點位于東北部琴溪鎮(zhèn)青弋江岸邊，海拔20.8 m。最高與最低點相差千余米。根據(jù)地貌形態(tài)、成因及構造特征，將縣域內地貌類型分為山地、丘陵、平原三大地貌類型，進一步細分為中低山、低山、丘陵、崗坡地、泛濫坡平地（圖1）。

其中侵蝕剝蝕中低山分布于茂林鎮(zhèn)東南部，榔橋鎮(zhèn)西部及東南部，汀溪鄉(xiāng)南部。侵蝕剝蝕低山分布于蔡村鎮(zhèn)東南部，榔橋鎮(zhèn)西部及西北部，茂林鎮(zhèn)西部、南部及東部，桃花潭鎮(zhèn)東南部及中部，涇川鎮(zhèn)西部和東南部，丁家橋鎮(zhèn)西北部等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分或大部。褶斷溶蝕低山分布于云嶺鎮(zhèn)西北部，桃花潭鎮(zhèn)北部。侵入構造侵蝕低山分布于桃花潭鎮(zhèn)西部，榔橋鎮(zhèn)東北部，汀溪鄉(xiāng)西南部等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分。褶斷剝蝕丘陵分布于低山外圍的涇川、昌橋、黃村、桃花潭、茂林等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分。褶斷溶蝕丘陵分布于昌橋、涇川、蔡村、黃村、桃花潭等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分。侵入構造剝蝕丘陵分布于云嶺、桃花潭、茂林、榔橋等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分。剝蝕-堆積崗地分布于青弋江兩側山前地段。沖積平原分布于青弋江及其支流的兩側。

2 工作方法簡介

2.1 遙感信息源

涇縣遙感解譯工作所用光學影像數(shù)據(jù)為0.8 m 分辨率的高分二號遙感影像，選擇了2020年1月至2020年11月的11景影像，云、雪等覆蓋率小于5%（表1）。

表1 高分二號數(shù)據(jù)信息Table 1. GF2 data information

高分二號衛(wèi)星于2014年8月19日成功發(fā)射，空間分辨率優(yōu)于1 m，其星下點空間分辨率可達0.8 m，實現(xiàn)了亞米級空間分辨率、多光譜綜合光學遙感數(shù)據(jù)獲取，同時還具有高輻射精度、高定位精度和快速姿態(tài)機動能力等特點，標志著我國遙感衛(wèi)星進入亞米級“高分時代”。目前，高分二號廣泛應用于自然資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部、交通運輸部、國家林業(yè)和草原局等部門，同時還將為其他用戶部門和有關區(qū)域提供示范應用服務。

2.2 遙感解譯流程

利用遙感圖像處理軟件和地理信息軟件作為軟件平臺，以地質災害遙感解譯理論和遙感地質理論為指導，采用遙感信息計算機自動提取與人機交互解譯相結合、室內綜合研究與實地調查相結合的技術路線開展解譯工作（圖2）?？傮w流程如下：①全面收集工作區(qū)的各類自然地理資料，地貌資料，區(qū)域地質資料和遙感影像資料；②遙感圖像處理，制作工作區(qū)遙感正射影像圖；③充分利用以往地質調查資料和野外踏勘資料，建立工作區(qū)各類要素的解譯標志；④以高分二號的多光譜數(shù)據(jù)為主要信息源，同時參考高分系列遙感歷史影像信息，采用遙感信息計算機自動提取和人機交互解譯的方法，初步解譯各類要素；⑤對部分解譯的地災點進行野外驗證，補充完善解譯的各類要素，修正解譯成果。

圖2 衛(wèi)星遙感解譯流程圖Figure 2. Flow chart of satellite remote-sensing image interpretation

3 地質災害遙感解譯

涇縣地質災害災種主要為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷（巖溶塌陷、采空塌陷）4種，均屬突發(fā)性地質災害。確定現(xiàn)存地質災害隱患點154 處（圖3），均為小型點。其中：崩塌98處，占地質災害總數(shù)的64%；滑坡36處，占23%；泥石流10處，占6.5%；地面塌陷（巖溶）10 處，占6.5%。以下僅對涇縣最具代表性的滑坡和崩塌兩種地質災害的遙感解譯特征進行評述。

圖3 調查區(qū)地質災害密度圖Figure 3. Density map of geo-hazards in the survey area

3.1 滑坡地質災害的遙感解譯

（1）滑坡特征。在自然地質作用和人類活動等因素的影響下，在重力作用下，斜坡上的巖土體沿一定的軟弱面整體或局部保持巖土體結構而向下滑動的過程和現(xiàn)象及其形成的地貌形態(tài)，稱為滑坡[2]?；碌慕M成要素包括滑坡體、滑動面、滑動帶、滑坡床、滑坡后壁、滑坡臺地等。地形、地層巖性、巖體結構是滑坡形成的三大內因，其形成首先要有形成滑坡的地形，其次要有易滑的巖土體，或者有利于滑動的巖體結構。而降雨和人類工程活動則是引發(fā)滑坡的重要外因。不同地質條件下發(fā)生的滑坡具有不同的平面形態(tài)標志，土質滑坡常見的形態(tài)有牛角形、梨形等（圖4）。

圖4 滑坡的平面形態(tài)（據(jù)王恭先，2004）Figure 4. Plane view of landslides (after Wang Gongxian,2004)

（2）高分影像解譯特征。作為不良地質現(xiàn)象的一種，滑坡大多具有明顯且特殊的特征。比如在形狀、色調、紋理、陰影等方面，滑坡地質災害與背景地物存在著一定的差異，并且具有明顯的邊界。因此在識別滑坡地質災害時，滑坡具有的特殊的幾何形狀、紋理等是識別滑坡的直接解譯標志。此外，對于已經(jīng)發(fā)生滑坡的地段，地貌形態(tài)會發(fā)生改變，可能會造成植被破壞、景觀生態(tài)突變或者水系異常彎曲等，這些可以作為識別滑坡的間接解譯標志[3]。

滑坡地質災害在遙感影像上一般表現(xiàn)為：滑坡與周圍地物之間存在明顯的邊界，可以清晰地看見具體的分布范圍以及大致的形狀，在形態(tài)上滑坡通常呈現(xiàn)為梨形、簸箕狀、舌形、長條形、漏斗形或者具有一定坡度的不規(guī)則形。滑坡所呈現(xiàn)的色調基本一致，為灰白色[4]。滑坡具有明顯的地貌形態(tài)特征，滑坡壁上通常沒有植被覆蓋，顏色較淺，形狀多呈陡坎狀。而滑坡側壁呈現(xiàn)階梯式的形狀，由于經(jīng)常遭受雨水沖刷呈暗色調?；麦w的母體通常呈現(xiàn)長條形，表面一般會覆蓋較多植被，并且長時間的風化和雨水沖積使其具有較深的顏色。而滑坡體整體色差較小，大多呈現(xiàn)為淺色調，僅有個別部分出現(xiàn)深色調的條帶狀分布。

（3）典型滑坡地質災害遙感信息提取。調查區(qū)內分布有36 個滑坡災害點，為切坡建房、切坡修路和強降雨導致，災險情規(guī)模均為小型。植被覆蓋茂密，大部分遙感解譯標志不明顯，通過滑坡地質災害建立在冊解譯標志。調查區(qū)典型滑坡地質災害點遙感影像特征如圖5。

圖5 涇縣某地滑坡Figure 5. A landslide in Jingxian County

本次對涇縣范圍內解譯了120 個疑似點，經(jīng)野外現(xiàn)場驗證，42個為滑坡災害點。

3.2 崩塌地質災害的遙感解譯

（1）崩塌特征。崩塌是指巖土體順坡猛烈地翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積于坡腳形成倒石堆的一種地質現(xiàn)象。崩塌多發(fā)生在陡峻的山坡上，特征主要表現(xiàn)為：發(fā)生比較突然，并且下落速度快，下落過程中整體性遭到破壞，通常其垂直位移大于水平位移。崩塌運動的形式表現(xiàn)為脫離母巖的巖塊或土體以自由落體的方式墜落或者順坡滾動而崩落[2]。崩塌體為土質者稱為土崩，為巖質者稱為巖崩，而大規(guī)模的巖崩稱為山崩。崩塌體與坡體的分離界面稱為崩塌面，崩塌面往往傾角很大。崩塌體最后在坡腳處形成崩塌倒石堆，倒石堆結構松散、雜亂、無層理[5]。崩塌常隨著暴雨、地震及人為破壞等發(fā)生，對工程建設及人類生產、居住等有著重大危害和影響。

（2）高分影像解譯特征。崩塌多發(fā)育于節(jié)理裂隙發(fā)育、組成巖石堅硬、周圍堆積成巖堆或倒石堆的陡坡。崩塌在遙感影像上的主要識別標志有：微地貌起伏不平，總體影像粗糙，呈淺色調不規(guī)則斑狀影像。崩塌多位于坡度45°～75°陡峭的坡體。崩塌壁的色調與周圍明顯不同，崩塌壁不發(fā)育植被，且上部邊界有時可見張裂縫。發(fā)展中的崩塌面、崩塌體上土體或巖體充分暴露，植被覆蓋少。崩塌體堆積在斜坡或谷底表現(xiàn)為淺色調的錐形地形，其特征為表面粗糙，具顆粒感，輪廓分明。

（3）典型崩塌地質災害遙感信息提取。調查區(qū)內分布有98個崩塌地質災害點，為人工工程活動與強降雨導致，災險情規(guī)模均為小型。調查區(qū)植被覆蓋茂密，屋后崩塌災害規(guī)模小，遙感解譯標志不明顯。通過崩塌地質災害建立在冊解譯標志。典型崩塌地質災害點影像特征如圖6。

圖6 涇縣某地崩塌Figure 6. A collapse in Jingxian County

本次對涇縣范圍內解譯了120 個疑似點，對可能為崩塌點進行野外現(xiàn)場驗證后，發(fā)現(xiàn)該點實際為高陡切坡點。

4 結論與討論

4.1 結論

本次重點利用高分二號0.8 m 分辨率遙感影像，結合工作區(qū)的地質、地貌、環(huán)境地質條件、已知地質災害點特征等，分析地質災害類型、邊界條件、變形特征、分布發(fā)育規(guī)律等，建立遙感解譯標志，進行了地質災害遙感解譯。對涇縣范圍內解譯了120 個疑似點，經(jīng)野外現(xiàn)場驗證，其中42 個為滑坡災害點，12 個為道路切坡點，4 個為建房切坡點。實際地質災害點42個，正確率35%。

4.2 討論

本次在遙感解譯過程中，滑坡主要靠觀察滑坡后緣裂隙寬度或變形進行解譯，解譯過程中可能由于植被類型差異和自然地形因素，對解譯結果有一定影響。作為一種工作手段，遙感解譯從宏觀上識別篩選地質災害是比較快捷有效的，但對于詳細查明災害還存在一定差距，特別是對于地質災害發(fā)生機理、災害規(guī)模、尺寸等描述誤差較大，還需要實地調查進行配合。

本次遙感解譯正確率偏低，主要因為調查區(qū)地質災害點規(guī)模小，全部為小型點，且大部分以人類工程活動誘發(fā)為主，在影像上高陡切坡與地質災害點易混淆，難以區(qū)分。如何充分利用現(xiàn)代遙感技術，將高分辨率光學遙感、InSAR、Li-DAR、地面物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代遙感技術有機結合，挖掘數(shù)據(jù)，最大限度地識別出地質災害隱患，有效破解地質災害隱患識別難題是今后重點研究的方向。