摘 要：多源遙感技術(shù)在強(qiáng)降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查中發(fā)揮重要作用，能夠幫助研究人員獲得多角度、全方位、可視化的遙感成果。“5·28”特大暴雨造成貴州省冊(cè)亨縣內(nèi)多處出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情，所誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)出點(diǎn)多、面廣、突發(fā)性強(qiáng)、危害性大等特點(diǎn)。以貴州省冊(cè)亨縣為例，應(yīng)用多源遙感技術(shù)協(xié)同全面排查冊(cè)亨縣“5·28”特大暴雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，探討多源遙感技術(shù)協(xié)同對(duì)強(qiáng)降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害隱患排查的適用性，旨在為強(qiáng)降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害防治提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；多源遙感技術(shù)協(xié)同；地面調(diào)查；冊(cè)亨縣

中圖分類號(hào)：P237 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）12–0-03

2022年5月27日，冊(cè)亨縣遭遇特大暴雨襲擊，最

大降雨量322.6 mm（“5·28”特大暴雨），特大暴雨誘發(fā)多處滑坡，嚴(yán)重威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，亟須開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查，及時(shí)識(shí)別已發(fā)生或即將發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害隱患并應(yīng)急處置。短時(shí)強(qiáng)降雨天氣極易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。SAR具備穿云透雨、能夠全天時(shí)、全天候觀測(cè)對(duì)地觀測(cè)能力，有效補(bǔ)齊山區(qū)光學(xué)遙感數(shù)據(jù)獲取困難的短板，在滑坡隱患早期識(shí)別、監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)急調(diào)查方面具有較大優(yōu)

勢(shì)[2]。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量因其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)獲取精度高等特性，適用于地震、暴雨、人類活動(dòng)等誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別工作，可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)域范圍內(nèi)定期持續(xù)觀測(cè)，是衛(wèi)星遙感和地面調(diào)查的有效補(bǔ)充[3]。

光學(xué)衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)和SAR在地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別中具有各自優(yōu)勢(shì)和識(shí)別范疇，但也存在短板，僅靠單一的技術(shù)手段難以有效解決大范圍地質(zhì)災(zāi)害的精準(zhǔn)調(diào)查、識(shí)別和監(jiān)測(cè)預(yù)警問(wèn)題。

1 研究區(qū)概況

冊(cè)亨縣位于貴州省西南部，地處珠江上游南、北盤江交匯、云貴高原向廣西低山丘陵過(guò)渡的斜坡夾角地帶，地勢(shì)西北高、東南低。出露地層從石炭系到第四系均有發(fā)展，其中出露硬質(zhì)巖類地層主要分布于研究區(qū)北部冗渡鎮(zhèn)、坡妹鎮(zhèn)和丫他鎮(zhèn)、巧馬鎮(zhèn)北部一帶，巖性主要為灰?guī)r、白云巖。出露軟質(zhì)夾硬質(zhì)巖類地層主要分布于研究區(qū)南部，地層巖性為黏土巖、粉砂巖、砂巖、頁(yè)巖等夾泥灰?guī)r。受區(qū)域構(gòu)造及地質(zhì)環(huán)境的影響，區(qū)內(nèi)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，軟硬相間的巖組廣布，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的孕育與形成起到極其重要的作用[4]。

2 “5·28”特大暴雨概況及誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型

冊(cè)亨縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量為1 300.8 mm，年降雨量一般為1 000～1 300 mm，雨季降水量占全年總降水量的81%，旱季降水量?jī)H占全年總降水量的19%。在暴雨發(fā)生率方面，冊(cè)亨縣北部高于南部[5]。“5·28”特大暴雨災(zāi)害導(dǎo)致多個(gè)氣象站24 h累計(jì)降雨量超過(guò)200 mm，其中冗渡鎮(zhèn)冗硝氣象站點(diǎn)24 h內(nèi)降雨量達(dá)到322.6 mm，突破近50年來(lái)的歷史極值，且特大暴雨發(fā)生后連續(xù)多日降雨，誘發(fā)多處滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，造成縣內(nèi)多處出現(xiàn)險(xiǎn)情。亟需開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害隱患排查，并對(duì)排查出的地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行評(píng)估，保障地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)的群眾安全轉(zhuǎn)移。

3 地質(zhì)災(zāi)害多源遙感技術(shù)協(xié)同應(yīng)急調(diào)查方法

針對(duì)冊(cè)亨縣“5·28”特大暴雨災(zāi)害后嚴(yán)峻復(fù)雜的地質(zhì)災(zāi)害防治形勢(shì)，研究充分發(fā)揮遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)開(kāi)展降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害隱患的識(shí)別與調(diào)查工作，最大限度地獲取降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害的空間位置、變形跡象、威脅范圍等信息，并結(jié)合地形、坡度、坡向等地形因子和人居條件，評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情級(jí)別，并進(jìn)行實(shí)地核查驗(yàn)證，進(jìn)一步提高地質(zhì)災(zāi)害定位和特征識(shí)別的準(zhǔn)確度和識(shí)別效率，技術(shù)路線如圖1所示。

3.1 D-InSAR地表形變檢測(cè)結(jié)果

D-InSAR共識(shí)別出16處典型地表形變區(qū)（圖2），形變量為10～200 mm。形變區(qū)分布與“5·28”特大暴雨發(fā)生區(qū)域高度吻合。本次監(jiān)測(cè)到的特大暴雨中心位于研究區(qū)中部，D-InSAR未檢測(cè)到明顯的地表形變的信息，與北部主要出露硬質(zhì)巖類地層密切相關(guān)。冊(cè)亨縣南部主要出露軟質(zhì)夾硬質(zhì)巖類地層，該類地層地質(zhì)環(huán)境敏感脆弱，人為因素?cái)_動(dòng)和降雨情況下極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，且主要為降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害。因此，本次特大暴雨發(fā)生后，南部多處出現(xiàn)滑坡和泥石流地質(zhì)災(zāi)害。圖2為D-InSAR識(shí)別出的較為典型的6處疑似滑坡地表形變，其形變特征和范圍均表現(xiàn)出滑坡的基本特征，其主要誘發(fā)因素是降雨。

3.2 光學(xué)衛(wèi)星遙感技術(shù)識(shí)別結(jié)果

結(jié)合兩期（2022年4月12日和7月11日）光學(xué)衛(wèi)星遙感解譯，發(fā)現(xiàn)縣境內(nèi)特大暴雨前后發(fā)生明顯滑塌的區(qū)域共43處，由于多數(shù)滑塌區(qū)域人跡罕至，無(wú)受威脅對(duì)象，未開(kāi)展實(shí)地調(diào)查。將InSAR識(shí)別出的16處明顯的地表形變區(qū)域與光學(xué)遙感解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，發(fā)現(xiàn)D-InSAR識(shí)別出的16處地表形變區(qū)在光學(xué)衛(wèi)星遙感影像上均表現(xiàn)出不同程度的滑塌，6處在光學(xué)遙感影像上表現(xiàn)出明顯的滑動(dòng)紋理特征，且滑動(dòng)紋理范圍與D-InSAR識(shí)別出的形變范圍高度吻合。圖3可以看出強(qiáng)降雨前后，滑坡體表現(xiàn)出明顯的局部滑動(dòng)、下挫、溜滑、光學(xué)遙感紋理特征表現(xiàn)出明顯的周界，表明滑坡體出現(xiàn)了明顯的滑動(dòng)。主要原因是強(qiáng)降雨過(guò)程中雨水下滲，使得巖、土體水分過(guò)飽和，加之滑坡周界及巖、土臨界面被雨水下滲沖刷，雨水的“潤(rùn)滑”作用，巖、土體水分過(guò)飽和，達(dá)到巖、土體下滑臨界點(diǎn)，發(fā)生滑坡。

3.3 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量滑坡隱患識(shí)別

結(jié)合光學(xué)衛(wèi)星遙感和D-InSAR解譯結(jié)果，通過(guò)無(wú)人機(jī)和地面調(diào)查對(duì)發(fā)現(xiàn)的多處隱患進(jìn)行實(shí)地核查驗(yàn)證，最終確定本次強(qiáng)降雨共誘發(fā)25處滑坡，基于光學(xué)遙感和D-InSAR識(shí)別出的16處具有明顯滑動(dòng)的區(qū)域在實(shí)地調(diào)查后均被判定為強(qiáng)降雨誘發(fā)滑坡。對(duì)于前期D-InSAR識(shí)別和光學(xué)衛(wèi)星遙感解譯發(fā)現(xiàn)的疑似地質(zhì)災(zāi)害隱患，經(jīng)圈定后再進(jìn)行實(shí)地調(diào)查核實(shí)，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域均已發(fā)生滑塌，對(duì)周邊群眾和車輛造成嚴(yán)重威脅。D-InSAR和光學(xué)衛(wèi)星遙感解譯成果，為本次特大暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查提供了定向調(diào)查靶區(qū)，提高了應(yīng)急調(diào)查工作效率，進(jìn)一步確保應(yīng)急調(diào)查隊(duì)員和群眾的安全。

3.4 多源遙感技術(shù)協(xié)同地質(zhì)災(zāi)害隱患排查

衛(wèi)星遙感平臺(tái)受到時(shí)空分辨率、氣象條件、衛(wèi)星姿態(tài)等因素的限制，在實(shí)際運(yùn)用中還存在短板，“5·28”特大暴雨發(fā)生后，研究團(tuán)隊(duì)積極尋找特大暴雨發(fā)生前后最近時(shí)間段的光學(xué)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，但受到冊(cè)亨縣特殊的地理位置和氣象條件等因素的影響，研究團(tuán)隊(duì)未能獲得完全滿足要求的光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。

SAR數(shù)據(jù)獲取雖不受氣象因素的影響，但冊(cè)亨縣植被覆蓋率高、地形起伏大，運(yùn)用SAR數(shù)據(jù)解譯地表形變信息過(guò)程中需要充分考慮地形要素引起的幾何畸變和山體陰影對(duì)解譯結(jié)果的影響。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量雖然消除了衛(wèi)星遙感的時(shí)空分辨率不高、機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)等弊端，但無(wú)法滿足大范圍地質(zhì)災(zāi)害隱患排查的實(shí)際需求。因此，通過(guò)綜合協(xié)同運(yùn)用不同遙感技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)不同時(shí)空尺度、不同環(huán)境條件、不同氣象條件下地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別和監(jiān)測(cè)預(yù)警。

D-InSAR監(jiān)測(cè)運(yùn)用表明，該滑坡體在“5·28”特大暴雨發(fā)生前后出現(xiàn)了明顯的地表形變（圖2），形變量為89～110 mm，表明該滑坡體地表形變明顯，可能出現(xiàn)滑動(dòng)。圖3（d、e）為特大暴雨前、后該點(diǎn)在光學(xué)遙感影像上的變化，暴雨后該滑坡表現(xiàn)出明顯的滑坡變形特征。結(jié)合無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量和地面詳細(xì)調(diào)查（圖4），發(fā)現(xiàn)該滑坡體在“5·28”特大暴雨發(fā)生過(guò)程中出現(xiàn)滑動(dòng)，滑坡體長(zhǎng)約250 m，寬約165 m，滑體厚度為3～5 m，

為小型順層滑坡，調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡體已下滑并推倒前緣擋土墻，下滑產(chǎn)生的推力使得房前出現(xiàn)裂縫，滑床有渾濁雨水滲出，這說(shuō)明滑坡體已貫穿，底部已形成臨空面，坡體已經(jīng)處于蠕動(dòng)變形階段，整體穩(wěn)定性差，強(qiáng)降雨下還存在下滑風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用多源遙感技術(shù)開(kāi)展強(qiáng)降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查，充分發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從全局到局部進(jìn)行逐一、精準(zhǔn)排查，不僅能解決傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率不高的問(wèn)題，還能提供全方位、多角度、可視化的高精度遙感成果和信息，增強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害隱患應(yīng)急調(diào)查識(shí)別的有效性。構(gòu)建一套多源遙感技術(shù)協(xié)同應(yīng)用技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為強(qiáng)降雨誘發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查提供了技術(shù)支撐，但傳統(tǒng)的地面調(diào)查與專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷仍是現(xiàn)階段地質(zhì)災(zāi)害隱患排查不可或缺的技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2024-08-04

基金項(xiàng)目：貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地質(zhì)科研項(xiàng)目“基于空地一體化的喀斯特山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別研究”（黔地礦科合〔2021〕22號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：湯云濤（1991—），男，貴州遵義人，工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)繪地理信息、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)估、資源環(huán)境遙感。#通信作者：張珊珊，女，貴州遵義人，工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)繪地理信息、資源環(huán)境遙感、地質(zhì)環(huán)境，E-mail：2338499759@qq.com。