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1、西南地區(qū)快鳥圖像的地質(zhì)災(zāi)害遙感信息識別摘要：研究目的：探討快速、準(zhǔn)確的提取中國西南地區(qū)滑坡、泥石流災(zāi)害的新方法。研究方法：本文利用高空間分辨率的Quick Bird圖像，突破傳統(tǒng)調(diào)查方法的限制，發(fā)揮其宏觀、綜合、直觀、快速等優(yōu)點(diǎn)，在Quick Bird圖像上詳細(xì)地圈定滑坡和泥石流災(zāi)害體的位置及發(fā)育范圍，結(jié)合高程和坡度等基礎(chǔ)地理信息，探討地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的空間規(guī)律。研究結(jié)果：研究表明該研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害以泥石流、滑坡為主，主要沿河及公路等人類活動較密集的區(qū)域分布，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生大多受到降雨和工程活動等因素的影響。研究結(jié)論：為研究區(qū)內(nèi)的防災(zāi)和減災(zāi)工作提供重大依據(jù)。關(guān)鍵詞：滑坡；泥石流；快鳥圖像中圖分類號

2、：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3695-（2010)02-25-051引言在我國各類災(zāi)害及其所導(dǎo)致的環(huán)境問題中，由地質(zhì)災(zāi)害造成的損失約占整個(gè)災(zāi)害損失的35。其中，崩塌、滑坡、泥石流及人類工程活動誘發(fā)的淺表層地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失約占55%。這些災(zāi)害的一次性規(guī)模雖小于地震、洪澇災(zāi)害等，但其發(fā)生頻度和涉及范圍則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于和廣于這兩種災(zāi)害，一年的總損失約達(dá)200億元。由此可見，地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)嚴(yán)重地威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，嚴(yán)重阻礙了社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。其突發(fā)性與救災(zāi)的迫切性使得利用高新技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測和防治成為刻不容緩的任務(wù)。遙感技術(shù)己成為區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害及其發(fā)育環(huán)境調(diào)查不可缺少的先

3、進(jìn)技術(shù)。本文的研究意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（l）提高地質(zhì)災(zāi)害的研究精度和程度本文采用的Quick Bird數(shù)據(jù)的全色波段地面分辨率為0.61m，多光譜波段地面分辨率為2.44m。Quick Bird數(shù)據(jù)的獨(dú)特之處在于空間分辨率高、地理定位精確、成像面積大、成像搜集時(shí)間靈活。因此擁有的遙感數(shù)據(jù)具有非常好的細(xì)節(jié)分辨力，能夠清晰的反映地質(zhì)災(zāi)害體的詳細(xì)分布狀況以及豐富的相關(guān)背景信息。（2）豐富研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的研究成果表現(xiàn)形式傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目成果主要以文字和圖紙的方式表達(dá)，這種方式不便于更新、保存。本文則因使用了高分辨率、多光譜的遙感數(shù)據(jù)源，并用正射圖像進(jìn)行人機(jī)交互解譯，所以解譯成果表現(xiàn)形式豐富，例如，解

4、譯圖、數(shù)字高程模型（DEM）、柵格圖（DRG）等，因此數(shù)據(jù)豐富，信息量激增。（3）較全面地完成研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查采用Quick Bird圖像數(shù)據(jù)對研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害位置和屬性進(jìn)行微觀分析，較全面地完成了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查研究，掌握了該地災(zāi)情，為研究區(qū)的災(zāi)害防治提供了依據(jù)。2研究區(qū)概況本文研究區(qū)境內(nèi)地形復(fù)雜，既有2600m的高寒山區(qū)，又有500m的低海拔河谷熱壩，呈明顯的垂直立體氣候。境內(nèi)地勢中間低，四周高，呈明顯的盆地和山地相結(jié)合的地貌。空氣濕度大、降雨多，雨量充沛且降水集中，又由于其山地地形容易蓄積水源和固體松散物質(zhì)，所以容易誘發(fā)泥石流。境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，有大小河流8條，支流地表形態(tài)多呈樹枝狀

5、，這些支流具有流程較短，縱坡降、橫坡降大的特點(diǎn)，谷坡多在20。-45，斜坡土體經(jīng)常處于飽和狀態(tài)，一旦大雨、暴雨來臨，極易受沖蝕產(chǎn)生滑坡、泥石流。境內(nèi)大紅山儲有豐富的磁鐵礦和銅礦，礦產(chǎn)的開發(fā)容易導(dǎo)致滑坡等災(zāi)害的發(fā)生。近幾年來，滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害釀造的悲劇屢屢發(fā)生，使本研究區(qū)成為地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域之一。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要是滑坡和泥石流。鎮(zhèn)內(nèi)的數(shù)字高程模型圖(DEM）見圖l。3圖像預(yù)處理本文研究使用的遙感圖像為地面分辨率為0.61/Pix的美國Quick Bird衛(wèi)星基礎(chǔ)圖像，該產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于這種衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)輻射和幾何變形較小，所做的處理很少。隨同衛(wèi)星影像，提供了衛(wèi)星姿態(tài)、星歷表、成像儀模型信息，

6、非常適用于高精度的攝影測量處理。3.1生成數(shù)字高程模型本論文對現(xiàn)有的1:5萬地形圖進(jìn)行掃描，在軟件的基礎(chǔ)上，利用人機(jī)交互式等高線矢量化的方法，以獲取生成DEM所必需的信息，采用不規(guī)則只角網(wǎng)（TIN）模塊進(jìn)行內(nèi)插，將TIN數(shù)據(jù)進(jìn)行離散點(diǎn)三角網(wǎng)格化，即進(jìn)行重采樣，然后將其轉(zhuǎn)換成DEM的GRID數(shù)據(jù)，在MAPGIS中生成數(shù)字高程模型（DEM）立體顯示。工作流程如圖2所示。3.2研究區(qū)遙感影像正射校正利用前面所作的l:5萬DEM對Quick Bird圖像逐像元進(jìn)行正射校正，消除投影差，增加圖像的幾何精度。對于Quick Bird衛(wèi)星圖像，因獲取的圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)賦予地理坐標(biāo)系，因此可直接通過目視在圖像上選

7、取經(jīng)緯線交叉點(diǎn)為控制點(diǎn)，作為衛(wèi)星圖像地理編碼的轉(zhuǎn)換控制參數(shù)。圖像幾何精校正的目的就是要消除高差對衛(wèi)星遙感圖像的影響，并通過地理編碼生成對應(yīng)于某種投影系的正射地理編碼圖像。由于數(shù)據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)圖像產(chǎn)品，經(jīng)過了輻射校正、遙感器幾何糾正以及平臺幾何糾正后的帶有地理網(wǎng)格的圖像數(shù)據(jù)，所以根據(jù)DEM采用多項(xiàng)式對圖像進(jìn)行幾何精校正即可。正射校正的過程如圖3所示。4研究區(qū)解譯標(biāo)志的建立及災(zāi)害信息的提取地質(zhì)災(zāi)害作為一種特殊的不良地質(zhì)現(xiàn)象，無論是滑坡、泥石流等災(zāi)害個(gè)體，還是由它們組合形成的災(zāi)害群體，在遙感圖像上呈現(xiàn)的形態(tài)、色調(diào)、影紋結(jié)構(gòu)等均與周圍背景存在一定的區(qū)別。因此，對滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、形態(tài)特征及孕育特

8、征，均能從遙感圖像上直接解譯圈定。4.1滑坡解譯標(biāo)志滑坡是常見的重力堆積，它具有明顯的地貌特征。由于滑坡過程是由陡坡變?yōu)榫徠碌奈荒茚尫胚^程，所以滑坡的總體坡度較周圍山體平緩，有的甚至成為平坦地形或凹地由于巖性、構(gòu)造、地下水活動和滑坡體積等條件不同，滑坡以不同形狀下滑，最典型的是滑坡體與后壁、兩側(cè)壁構(gòu)成的圈椅狀地形，其它如舌形、梨形、弧形、不規(guī)則形等也很普遍?；麦w的這些形狀在遙感圖像上有清晰的圖像，比較容易被識別。滑坡體在滑動前及滑動過程中，滑坡體前緣、后緣、兩側(cè)及中部均會產(chǎn)生裂隙；首次滑動以后這些裂縫在地表水和其它營力作用下發(fā)育成大小不等的沖溝。這些沖溝在遙感圖像上表現(xiàn)為明顯的帶狀陰影和色調(diào)

9、差異。根據(jù)這些圖像特征來識別滑坡體上溝谷的展布規(guī)模、條數(shù)、切割深度、溝內(nèi)分布物等。應(yīng)用遙感圖像對滑坡地貌進(jìn)行解譯時(shí)，應(yīng)注意滑坡活動區(qū)域斷裂構(gòu)造、地貌特征、巖性和水文條件。尤其是規(guī)模大的活動斷裂地段，地形坡度較陡的山地，是最容易發(fā)生滑坡的區(qū)域。如圖4，滑坡區(qū)域明顯與其周圍色調(diào)不一致，滑坡體堆積于溝谷，形成圈椅狀，有些已被植被覆蓋，有些被開墾，呈現(xiàn)平整土黃色的裸地，中間有一條沖溝。可識別出在已有滑坡舌上再堆積了一條較新的滑坡舌，是在原有滑坡基礎(chǔ)上新近發(fā)生的滑坡。4.2泥石流解譯標(biāo)志主要根據(jù)有無堆積物來解譯泥石流，泥石流形成區(qū)多是陸巖、碎屑巖布露區(qū)。由于泥石流堆積物易被流水搬運(yùn)或人類活動改造，保存時(shí)

10、間較短，另一方面又受遙感數(shù)據(jù)獲取條件的限制，一般比較難解譯。解譯泥石流時(shí)須考慮泥石流的形成區(qū)、流通區(qū)及堆積區(qū)。（l）泥石流形成區(qū)流域多呈勺狀、漏斗狀、橢圓狀等二面環(huán)山。植被不發(fā)育，松散土層較厚，坡耕地比較多。常發(fā)育堆積層滑坡，或溯源侵蝕極強(qiáng)而產(chǎn)生坍塌，或密集細(xì)溝、深切溝，時(shí)有撂荒地。（2）泥石流流通區(qū)溝槽寬窄曲直不一，多呈分叉的河段或干溝。溝槽彎曲段常見色調(diào)灰白色的堆積物。圖像結(jié)構(gòu)粗糙的是粗礫堆積物，細(xì)膩的是細(xì)礫堆積物溝槽順直段，具沖刷圖像特征，缺少堆積物。（3）泥石流堆積區(qū)堆積區(qū)主要位于溝口，常呈扇狀地形。其上面的水流不穩(wěn)定，多呈漫流或不規(guī)則狀水流，圖像結(jié)構(gòu)粗細(xì)間雜，一般扇體外緣圖像結(jié)構(gòu)相對

11、細(xì)膩。上述三個(gè)控制泥石流形成的基本條件，又與區(qū)域水文、氣象、地形地貌、巖性、構(gòu)造、地表物質(zhì)組成、植被、不良地質(zhì)現(xiàn)象等因素密切相關(guān)，因而泥石流災(zāi)害調(diào)查的關(guān)鍵，就在于對影響泥石流形成的自然因子進(jìn)行宏觀和微觀的調(diào)查和綜合分析。如圖5，東西走向的江流上游為山區(qū)，地形復(fù)雜，植被發(fā)育不良，有滑坡發(fā)生，江流本身的江水及岸邊的滑坡為泥石流提供了必備的水動力和松散固體物質(zhì)。中游為較順直的一段溝谷，溝谷較窄且縱坡降較大，泥石流便沿著江流形成流通區(qū)，在與另一條南北走向的江流的交匯處形成了明顯的扇形堆積區(qū)。4.3研究區(qū)災(zāi)害信息提取研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種主要有滑坡和泥石流2種，其中28處滑坡，2處大型泥石流?；路植紡V，危

12、害顯著，泥石流災(zāi)害點(diǎn)雖少，但面積廣，威脅對象多為人口密集的村落或鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害受構(gòu)造控制明顯，地質(zhì)災(zāi)害主要分布于西部的紅河斷裂帶兩側(cè)。斷裂山地、山地陡坡耕作地區(qū)也多見滑坡地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。人類活動較強(qiáng)，滑坡災(zāi)害發(fā)育較為集中，道路兩側(cè)、工廠、礦區(qū)多存在滑坡隱患，地質(zhì)災(zāi)害的潛在危害較大?；露逊e物又容易成為泥石流的固體物質(zhì)來源，造成滑坡與泥石流災(zāi)害共發(fā)的情況。5研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分析5.1研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)如圖6所示，研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分為7個(gè)區(qū)域：A高植被-腐質(zhì)層滑坡區(qū)，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不明顯；B河谷盆地-泥石流堆積區(qū)，區(qū)域內(nèi)主要有泥石流1堆積區(qū)，泥石流2堆積區(qū)，堆積區(qū)都在地勢低的河谷盆地河岸邊

13、；C陡坡耕作-滑坡泥石流區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育嚴(yán)重，陡坡耕作是導(dǎo)致滑坡和泥石流發(fā)生的重要影響條件。該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害主要有：滑坡1，滑坡2，泥石流1形成區(qū)、流通區(qū)；D斷裂山地-滑坡區(qū)，斷裂山地滑坡是研究區(qū)滑坡的一個(gè)主要類型，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育嚴(yán)重，該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡3、滑坡4、滑坡5，其中滑坡4發(fā)生在斷裂山地-滑坡區(qū)與高植被-腐質(zhì)層滑坡區(qū)兩個(gè)區(qū)域的交界處，滑坡5發(fā)生在斷裂山地-滑坡區(qū)、高植被-腐質(zhì)層滑坡區(qū)和陡坡耕作-滑坡泥石流區(qū)三個(gè)區(qū)域的交界處；E斷裂山地-滑坡區(qū)，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不明顯；F地質(zhì)災(zāi)害欠發(fā)育區(qū)，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不明顯；G礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育嚴(yán)重，該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡6

14、，泥石流2形成區(qū)、流通區(qū)。5.2研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成因分析（l）地質(zhì)因素研究區(qū)地處斷裂帶，山地變質(zhì)巖帶的片麻巖、片巖劈理發(fā)育，產(chǎn)狀與坡向一致，沿劈理面易產(chǎn)生斜坡變形，三疊紀(jì)的砂巖、泥巖易風(fēng)化，遇水軟化，飽水后力學(xué)強(qiáng)度降低較快。深大斷裂兩側(cè)巖石破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，災(zāi)點(diǎn)多沿該斷裂帶分布。（2）地形因素研究區(qū)山坡陡（平均300)，高差大（最大相對高差1150米），河流侵蝕強(qiáng)烈，微地貌再造活躍，斜坡上的物質(zhì)多處于極限平衡狀態(tài)。（3）高強(qiáng)度降雨是直接誘發(fā)災(zāi)害的因素?fù)?jù)海拔1640米的某水文站記錄的雨量資料顯示，發(fā)生災(zāi)害前的一段時(shí)間里，降雨強(qiáng)度最大?？梢姼邚?qiáng)度降雨是引發(fā)災(zāi)害的最直接原因。（4）村寨規(guī)劃及人類活動的

15、不合理由于海拔1300米以下地形相對平緩，聚集了眾多村寨，村寨為解決耕地不足，過度開墾陡坡地種植甘蔗，同時(shí)村級簡易公路遍布其間，局部建筑物密度極大，由此造成的坡腳開挖、坡面建設(shè)超載，引水灌溉及村內(nèi)、村寨周圍生產(chǎn)、生活用水隨意排放，地表水滲入坡體導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性降低。5.3研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)性探討滑坡、泥石流兩種地質(zhì)災(zāi)害之間除了相互區(qū)別外，它們常常具有相互聯(lián)系，相互轉(zhuǎn)化，不可分割的密切關(guān)系?；屡c泥石流的關(guān)系，一般而言，易發(fā)生滑坡的區(qū)域也易發(fā)生泥石流，只不過泥石流暴發(fā)多了一項(xiàng)必不可少的水源條件。滑坡的物質(zhì)經(jīng)常又是泥石流的物質(zhì)來源，滑坡還常常在運(yùn)動過程中轉(zhuǎn)化為泥石流，或者滑坡發(fā)生一段時(shí)間后其堆積物在

16、一定的水源條件下產(chǎn)生泥石流：如滑坡6的固體物質(zhì)直接流入江中，成為泥石流2的固體物質(zhì)來源。6結(jié)論論文探討了遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用。選取Quick Bird數(shù)據(jù)作為研究的數(shù)據(jù)源，輔助于相關(guān)資料，對遙感圖像進(jìn)行解譯，提取研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害信息。先對研究區(qū)進(jìn)行宏觀分析，根據(jù)地貌、植被覆蓋率、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型和程度，將研究區(qū)分為7個(gè)區(qū)域，并解譯出地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種主要有滑坡和泥石流2種，其中28處滑坡，2處大型泥石流。在對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害宏觀了解的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)災(zāi)害個(gè)體進(jìn)行微觀分析。研究中所選用的Quick Bird數(shù)據(jù)空間分辨率達(dá)0.61m,在其圖像上能清楚而詳細(xì)地鉤繪出滑坡、泥石流的具體位置和規(guī)模，有利

17、于對滑坡、泥石流災(zāi)害空間分布及其規(guī)律進(jìn)行微觀分析，并提取出滑坡、泥石流地表細(xì)節(jié)情況，為調(diào)查研究區(qū)的災(zāi)害成因提供了依據(jù)。參考文獻(xiàn)：l鐘頤,余德清.遙感在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用及前景探討J.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),2004.15(l):134-136.2劉柑,賈琇明.淺談遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用J.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005.15(5):170-171.3張宏雨.新平哀牢山自然保護(hù)區(qū)周邊社區(qū)對資源利用的分析J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,200530(4):122-124.4林輝,何安國,趙熠鵬,羅樹壯. QUICKBIRD數(shù)據(jù)處理及其應(yīng)用J.遙感信息應(yīng)用技術(shù)，2005.2:20-23.5況順達(dá),王尚彥,

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