斷層高分辨率遙感在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)

郭啟倩， 李盛樂， 劉珠妹

(1.中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心，西安　710054； 2.中國(guó)地震局地震研究所，武漢　430071)

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斷層高分辨率遙感在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)

郭啟倩1， 李盛樂2， 劉珠妹2

(1.中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心，西安710054； 2.中國(guó)地震局地震研究所，武漢430071)

摘要：為解決高分辨率遙感應(yīng)用中的斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量問題，利用主流網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)提供的高分辨率衛(wèi)星遙感影像及應(yīng)用程序接口，開發(fā)斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)。通過該平臺(tái)在線分析地質(zhì)構(gòu)造、解譯斷層，提取斷裂地理信息； 數(shù)據(jù)以可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(extensible markup language,XML)格式存儲(chǔ)，可轉(zhuǎn)換為主流GIS軟件數(shù)據(jù)格式； 對(duì)已有斷裂的GIS數(shù)據(jù)通過格式轉(zhuǎn)換進(jìn)行查看、校準(zhǔn)； 使用Google Earth Plug-in嵌入三維地圖服務(wù)，結(jié)合數(shù)字高程模型(digital elevation model,DEM)數(shù)據(jù)同步采用多點(diǎn)法解算斷層產(chǎn)狀要素，以提高精度。結(jié)果表明： 基于網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)的斷層在線解譯和產(chǎn)狀測(cè)量方法，發(fā)揮了高分辨率遙感影像在斷裂構(gòu)造解譯中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)突破了遙感影像和DEM數(shù)據(jù)源的限制，可快速、準(zhǔn)確地提取斷裂構(gòu)造地理信息和產(chǎn)狀要素； 平臺(tái)矢量化數(shù)據(jù)具有可共享性，程序具有可移植性。

關(guān)鍵詞：高分辨率遙感； 斷裂； 矢量化； 斷層產(chǎn)狀測(cè)量； Google Earth Plug-in

0引言

斷裂構(gòu)造是地層或巖體順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造，是地球內(nèi)應(yīng)力的外在表現(xiàn)。傳統(tǒng)的斷裂構(gòu)造研究方法主要包括地面地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘查和鉆探等。這些方法僅僅從微觀、局部上調(diào)查斷裂構(gòu)造，很難從宏觀角度全面把握斷裂。此外，在一些自然條件惡劣、交通不便、地質(zhì)工作程度較低的地區(qū)，地質(zhì)調(diào)查工作存在很大的困難。遙感技術(shù)極大地拓寬了人類的視野和視覺能力，以其宏觀性、綜合性、多尺度(時(shí)間、空間、光譜)、多層次(地面、航空、航天)等特點(diǎn)，已成為人類研究地球表層系統(tǒng)的有力工具，也成為地質(zhì)研究和地質(zhì)勘查不可缺少的技術(shù)手段[1]。利用高分辨率遙感影像解譯斷裂構(gòu)造，不僅可以對(duì)斷裂的地質(zhì)構(gòu)造背景進(jìn)行快速、全面、綜合分析，從宏觀角度了解斷裂構(gòu)造的空間展布及活動(dòng)特征； 而且能夠根據(jù)斷裂在影像上的光譜特征和空間特征，對(duì)某一具體斷裂構(gòu)造及其活動(dòng)性進(jìn)行定位、定性和定量分析。然而，遙感影像數(shù)據(jù)的處理過程專業(yè)性強(qiáng)，在獲取到研究區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)之后，還需要進(jìn)行去除噪聲、幾何糾正、配準(zhǔn)、融合及鑲嵌等專業(yè)處理，給地質(zhì)工作者帶來一定程度的困難，且受數(shù)據(jù)源的限制較大。另外，僅利用二維遙感影像資料難以獲取測(cè)點(diǎn)的高程信息，不利于解譯斷層的產(chǎn)狀要素。

為解決高分辨率遙感應(yīng)用中的斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量問題，本文開發(fā)的“斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)”可通過JavaScript腳本實(shí)現(xiàn)斷裂在線矢量化、已有斷裂GIS數(shù)據(jù)查看校準(zhǔn)、斷層產(chǎn)狀測(cè)量及其他相關(guān)功能。該平臺(tái)以主流網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)(如Google Maps、百度地圖、天地圖等)提供的免費(fèi)高分辨率衛(wèi)星遙感影像為地理底圖，可直接提取斷層的地理信息； 數(shù)據(jù)采用可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(extensibe markup language,XML)文件格式存儲(chǔ)，便于實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)、管理及共享； 使用Google Earth插件程序(Google Earth Plug-in)嵌入三維地圖服務(wù)，可同步解算斷層走向、傾向和傾角； 并提供數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、測(cè)距等功能。

1遙感地質(zhì)解譯

1.1斷裂構(gòu)造識(shí)別

斷裂構(gòu)造在遙感影像中的光譜特征和空間特征是利用遙感影像識(shí)別斷裂構(gòu)造的基礎(chǔ)。斷裂構(gòu)造是地球內(nèi)應(yīng)力的外在表現(xiàn)，其形成必然影響到斷裂的周圍區(qū)域，反映在遙感影像上則以一定的構(gòu)造形跡特征表現(xiàn)出來。這些特征根據(jù)其是否為斷裂本身固有屬性在影像上的表現(xiàn)，可分為直接特征和間接特征[2-4]。

直接特征是斷裂構(gòu)造在影像上呈現(xiàn)的形狀、色調(diào)、紋理等特征。斷裂構(gòu)造多為線性構(gòu)造，在影像上斷裂形跡的亮度、長(zhǎng)度和分布是判斷斷裂規(guī)模、裸露或隱伏等情況的依據(jù)。斷裂構(gòu)造活動(dòng)引起地質(zhì)單元在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)等方面的差異，使斷裂帶兩側(cè)地下水含量、抗風(fēng)蝕能力、抗水蝕能力等有所差異，導(dǎo)致地表含水量、地表粗糙度和植被覆蓋等明顯變化，反映在遙感影像上即為色調(diào)和紋理特征的變化。

間接特征是由斷裂構(gòu)造引起的地貌、水系、植被、巖石、土壤等地物的異常變化，在影像上主要表現(xiàn)為地貌形態(tài)異常、水系格局突變、巖體錯(cuò)位遷移等。地貌形態(tài)是遙感解譯斷裂構(gòu)造最直觀的要素之一，在遙感影像中呈直線或折線展布的地貌單元(如山地、丘陵、盆地等)的輪廓線、分割線，以及由于新構(gòu)造活動(dòng)發(fā)育形成的地貌形態(tài)(如斷層崖、斷層三角面、延山麓分布的洪積扇裙等)都是斷裂存在的證據(jù)。斷裂構(gòu)造活動(dòng)引起的水系格局突變可根據(jù)水系總體展布、整體錯(cuò)位、河流流向異常、河段呈直線延伸或肘狀拐彎等現(xiàn)象識(shí)別。巖體的錯(cuò)位、遷移會(huì)在遙感影像中表現(xiàn)為巖體穩(wěn)定的色調(diào)、紋理等特征的連續(xù)性出現(xiàn)位置錯(cuò)移或突然消失。

1.2巖層產(chǎn)狀測(cè)量

傳統(tǒng)的巖層產(chǎn)狀測(cè)量方法是利用地質(zhì)羅盤儀、坡度儀等工具，在野外巖石露頭上實(shí)測(cè)產(chǎn)狀參數(shù)，用圖解法計(jì)算各產(chǎn)狀要素。這種方法存在工作量大、效率低、精度差以及受野外條件限制等問題。20世紀(jì)60年代，利用航片測(cè)量巖層產(chǎn)狀的方法開始出現(xiàn)，但利用二維影像測(cè)量產(chǎn)狀的效果受到影像分辨率和處理方法等方面的限制，未能得到推廣。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著測(cè)繪和遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，地學(xué)工作者通過高分辨率衛(wèi)星影像疊加數(shù)字高程模型(digital elevation model,DEM)，建立三維地形，擬合巖層面，實(shí)現(xiàn)了巖層產(chǎn)狀測(cè)量[5]，并達(dá)到了較高的精度。其方法主要包括目視估算法、線性投影圖解法、三點(diǎn)法和多點(diǎn)法等。產(chǎn)狀測(cè)量的基本原理是首先確定巖層面，然后利用巖層面信息計(jì)算巖層的各個(gè)產(chǎn)狀要素。

2平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1地圖數(shù)據(jù)

斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)(簡(jiǎn)稱“平臺(tái)”)選用Google提供的衛(wèi)星影像服務(wù)。Google Maps和Google Earth地圖服務(wù)提供含有政區(qū)、交通和商業(yè)信息的矢量地圖、高分辨率衛(wèi)星影像以及顯示地形和等高線的地形視圖，其衛(wèi)星影像分辨率最高能達(dá)到0.61 m，DEM的有效分辨率通常為30 m，局部區(qū)域能達(dá)到更高的分辨率。

2.2體系結(jié)構(gòu)

平臺(tái)采用基于JavaScript技術(shù)的Web GIS開發(fā)模式。JavaScript使多種任務(wù)僅在客戶端就可以完成而不需要網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的參與，從而支持分布式的運(yùn)算和處理[6]。平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)分為4層： 用戶層、JavaScript引擎層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層(圖1)。

圖1　平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

1)用戶層負(fù)責(zé)提交客戶端請(qǐng)求、顯示服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)(本平臺(tái)基于B/S架構(gòu)，用戶層由瀏覽器實(shí)現(xiàn))。

2)JavaScript引擎層負(fù)責(zé)客戶端與服務(wù)器端的異步數(shù)據(jù)交互、地圖操作(包括縮放、移動(dòng)、漫游等)、斷層矢量化操作和斷層產(chǎn)狀測(cè)量等任務(wù)。異步數(shù)據(jù)交互和地圖操作通過AJAX(Asynchronous JavaScript and XML)引擎實(shí)現(xiàn)，其核心是使用 JavaScript 對(duì)象 XmlHttpRequest實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的異步通信，在不刷新Web頁(yè)面的情況下動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)； 斷層矢量化操作通過Google Maps API for JavaScript實(shí)現(xiàn)； 斷層產(chǎn)狀測(cè)量通過引入Google Earth Plug-in以及Google Earth API for JavaScript實(shí)現(xiàn)。

3)業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)響應(yīng)JavaScript引擎層提交的數(shù)據(jù)請(qǐng)求和業(yè)務(wù)請(qǐng)求。平臺(tái)采用Google服務(wù)器作為GIS服務(wù)器提供地圖服務(wù)，以Tomcat 6.0服務(wù)器作為Web服務(wù)器響應(yīng)客戶端請(qǐng)求及一般業(yè)務(wù)處理。

4)數(shù)據(jù)訪問層負(fù)責(zé)地圖瓦片數(shù)據(jù)和XML格式數(shù)據(jù)組織管理。地圖瓦片數(shù)據(jù)主要為Google Maps衛(wèi)星影像瓦片，應(yīng)用于地圖視圖模塊； XML數(shù)據(jù)則應(yīng)用于斷層矢量化模塊。

2.3功能模塊

平臺(tái)功能模塊主要包括地圖視圖模塊、斷層矢量化模塊和斷層產(chǎn)狀測(cè)量模塊。功能模塊界面如圖2所示。

圖2　斷層在線矢量化平臺(tái)操作界面

3斷層矢量化

按照GIS中基于分層的數(shù)據(jù)組織方法，提供按點(diǎn)、線、面要素分類分層的矢量化功能。用戶以Google提供的衛(wèi)星影像為底圖，用鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)、線、面要素的矢量化操作(包括要素的增加、修改、刪除等)，矢量化數(shù)據(jù)可保存為XML格式，也可轉(zhuǎn)換為主流專業(yè)GIS軟件數(shù)據(jù)格式(如MapInfo的MIF/MID文件、ArcGIS的Shape文件等)，便于在GIS軟件中打開矢量數(shù)據(jù)和進(jìn)行進(jìn)一步的專業(yè)分析操作。已有的GIS數(shù)據(jù)可以在平臺(tái)中通過格式轉(zhuǎn)換打開、查看和編輯。斷層矢量化是對(duì)線要素矢量化的擴(kuò)展，參照《中國(guó)地震活動(dòng)斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》[7]中的活斷層信息管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)定，設(shè)計(jì)斷層屬性字段，以便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)范管理及共享。

3.1可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(XML)

矢量化數(shù)據(jù)格式采用的XML是一種用于標(biāo)記電子文件、使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語(yǔ)言。XML以其開放性、可擴(kuò)展性、高度結(jié)構(gòu)化和自我描述性等優(yōu)勢(shì)，在WebGIS中被廣泛應(yīng)用。開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)(Open GIS Consortium,OGC)制定了基于XML的互聯(lián)網(wǎng)地理模型語(yǔ)言GML； ESRI公司的ArcIMS建立了基于XML的ArcXML； Google Earth使用的遵循XML語(yǔ)法與格式的編碼規(guī)范KML也由OGC接管成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。XML可根據(jù)需求自定義標(biāo)記和屬性名，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜到任意程度，強(qiáng)化特定的專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。另外，XML支持高效的數(shù)據(jù)增、刪、改、查等操作，可作為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織存儲(chǔ)。

根據(jù)活斷層信息管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，規(guī)定自定義的斷層矢量化數(shù)據(jù)XML格式如下：

<活動(dòng)時(shí)代 type="Char(20)">"Q4"

……

節(jié)點(diǎn)Document為根節(jié)點(diǎn)； 子節(jié)點(diǎn)Polyline記錄斷裂數(shù)據(jù)： ID為要素標(biāo)識(shí)碼； Coordination記錄要素地理坐標(biāo)(斷裂線坐標(biāo))； Attributes記錄斷裂屬性，包括斷裂編碼、斷裂顯示碼、斷裂名稱、斷裂性質(zhì)、斷層走向、斷層傾向、斷層傾角、斷層長(zhǎng)度、活動(dòng)時(shí)代、斷層巖類型、上斷點(diǎn)埋深、下斷點(diǎn)埋深、破碎帶寬度、斷裂符號(hào)基礎(chǔ)位、斷裂符號(hào)上標(biāo)位和斷裂符號(hào)下標(biāo)位等； Style為要素樣式； Description記錄描述信息。

斷裂的分段性是指一條活動(dòng)斷裂帶可由許多獨(dú)立的斷裂段組成，這種分段性造成了歷史強(qiáng)震活動(dòng)性的分段差異[8]。不同斷裂段的活動(dòng)方式、幅度和速率以及單次地震的同震位移量、地震地表破裂的長(zhǎng)度、最大地震的震級(jí)以及地震復(fù)發(fā)間隔等均有所不同[9]。因此，Polyline屬性中type定義了值Multiple和Pline，分別表示多線型要素和單線型要素(其中多線型要素用于描述具有分段性的斷裂)； 屬性Num值為線條(斷裂)標(biāo)識(shí)碼； 屬性SubNum值為子線條(斷裂分段)標(biāo)識(shí)碼，僅當(dāng)type值為Multiple時(shí)該屬性有效。

3.2矢量化操作

矢量化操作流程按照主流GIS軟件矢量化流程設(shè)計(jì)(圖3)，采用分類分層的數(shù)據(jù)組織方式，編輯過程中數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等操作在輸入的XML文件中執(zhí)行同步數(shù)據(jù)更新。

圖3　平臺(tái)矢量化操作流程

用戶可以在本地新建XML文件進(jìn)行矢量化操作。已有的斷裂數(shù)據(jù)，如MapInfo的MIF/MID文件、ArcGIS的Shape文件、Google Earth的KML文件等，可在平臺(tái)上經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換打開，進(jìn)行查看和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)； 也可通過AJAX請(qǐng)求服務(wù)器端的XML文件，在本地顯示和下載。

斷裂矢量化過程中，對(duì)于分段斷裂或由“平行帶狀”、“發(fā)辮狀”、“雁行式”斷裂緊密排列組成的斷裂帶，需要在錄入屬性值時(shí)選擇線型“多線”以定義XML文件中Polyline節(jié)點(diǎn)type屬性值Multiple，并錄入屬性值Num和SubNum作為主線條(斷裂)和子線條(斷裂分段)標(biāo)識(shí)碼(圖4)。

圖4　屬性錄入窗口

4斷層產(chǎn)狀測(cè)量

斷層產(chǎn)狀測(cè)量的誤差包括遙感影像數(shù)據(jù)質(zhì)量與DEM數(shù)據(jù)質(zhì)量的帶入誤差、DEM與遙感影像的匹配誤差以及鼠標(biāo)選點(diǎn)標(biāo)定方式導(dǎo)致的選點(diǎn)誤差等。其中，選點(diǎn)誤差可通過選取多點(diǎn)進(jìn)行平差來消除。平臺(tái)采用多點(diǎn)法解算斷層產(chǎn)狀： 通過Google Earth Plug-in在HTML頁(yè)面中嵌入Google Earth，使用Google Earth API提供的GEGlobe接口，獲取多個(gè)斷層露頭的經(jīng)緯度和高程信息； 運(yùn)用最小二乘法擬合斷層面，進(jìn)一步計(jì)算斷層的走向、傾向和傾角。編程采用開源的JavaScript類庫(kù)Sylvester。Sylvester是一個(gè)對(duì)向量和矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的JavaScript 類庫(kù)，它能夠?qū)θ我饩S度的向量和矩陣進(jìn)行模型化，利于面向?qū)ο缶幊獭?/p>

4.1斷層露頭平面坐標(biāo)與高程獲取

(1)

式中：X為自赤道量起的子午線弧長(zhǎng)，帶入WGS-84橢球體參數(shù)計(jì)算；B為選點(diǎn)大地緯度；l為大地經(jīng)差；N為卯酉圈曲率半徑；t=tanB；η=e′cosB，e′為第二偏心率；ρ為轉(zhuǎn)換參數(shù)，ρ=206 264.806 247″。為了避免y值出現(xiàn)負(fù)數(shù)，將x軸向西平移500 km(即計(jì)算結(jié)果y值均加上500 000 m)。

4.2最小二乘法斷層面擬合

設(shè)所求的斷層面擬合方程為

AX+BY+CZ+1=0 ,

(2)

式中：X,Y和Z分別為斷層面的水平和垂直坐標(biāo)；A,B和C為擬合方程參數(shù)真值。

根據(jù)最小二乘原理，將選點(diǎn)到擬合斷層面的距離作為誤差，令該誤差的平方和導(dǎo)數(shù)為零(即誤差平方和為最小)，求滿足誤差平方和最小值的擬合方程參數(shù)真值A(chǔ),B和C[5,11]。選取斷層露頭點(diǎn)集中的任意3個(gè)點(diǎn)，求出滿足3點(diǎn)的平面方程，即

A0X+B0Y+C0Z+1=0 ,

(3)

式中A0,B0和C0為參數(shù)初始值。

則參數(shù)真值和初始值的關(guān)系為

(4)

式中A′,B′和C′為參數(shù)改正值。

因經(jīng)過求導(dǎo)后的誤差方程不滿足線性條件，不能采用最小二乘法，故需要對(duì)誤差方程進(jìn)行化簡(jiǎn)以滿足采用最小二乘法的線性條件。設(shè)Vi為選點(diǎn)坐標(biāo)(Xi,Yi,Zi)帶入擬合斷層面方程求得的誤差，即

Vi=AXi+BYi+CZi+1, (i=1,2,…,n) ?Vi=A′Xi+B′Yi+C′Zi+Mi,

(5)

式中Mi為選點(diǎn)(Xi,Yi,Zi)基于基準(zhǔn)平面的誤差，即Mi=(A0Xi+B0Yi+C0Zi+1); 因基準(zhǔn)平面已知，故Mi是常數(shù)項(xiàng)。對(duì)誤差平方和中的A′,B′和C′求導(dǎo)，令導(dǎo)數(shù)為零，即

(6)

將式(5)帶入式(6)，展開得到線性方程組，即

(7)

解線性方程組(7)求得參數(shù)改正值A(chǔ)′,B′和C′，分別代入式(4)和式(2)即可求得擬合斷層面方程。

4.3斷層產(chǎn)狀計(jì)算

1)斷層走向。斷層面與水平面的交線即為斷層的走向，即平面AX+BY+CZ+1=0與平面Z=0的交線與方向北的夾角θ。斷層走向的計(jì)算公式[11-12]為

(8)

2)斷層傾向。斷層傾向?yàn)閿鄬用嫔献畲髢A斜線在水平面上的投影所指的方向，求得走向θ后±90°即可確定斷層傾向[11-12]。

3)斷層傾角。斷層面與水平面的夾角即為斷層傾角，即平面AX+BY+CZ+1=0與平面Z=0的夾角δ。斷層傾角的計(jì)算公式[11-12]為

(9)

4.4計(jì)算實(shí)例

以某地區(qū)的一處斷層為例，計(jì)算該斷層的產(chǎn)狀要素(圖5)。

圖5　斷層產(chǎn)狀計(jì)算實(shí)例

該地區(qū)存在較為明顯的斷裂構(gòu)造。沿?cái)鄬勇额^界線選取3個(gè)以上測(cè)點(diǎn)，由JavaScript腳本程序?qū)y(cè)點(diǎn)地理坐標(biāo)進(jìn)行6°帶高斯-克呂格投影轉(zhuǎn)換，經(jīng)過投影轉(zhuǎn)換后的平面坐標(biāo)值X,Y和高程Z見圖5中的“選點(diǎn)坐標(biāo)值”表。采用最小二乘法擬合斷層面，得到斷層面方程，即

-4.019×10-7X+5.445 5×10-7Y+1.339 2×10-6Z+1=0 。

(10)

根據(jù)式(8)和(9)計(jì)算出斷層的走向、傾向和傾角，對(duì)計(jì)算結(jié)果取整后得到斷層走向36°，斷層傾向126°，斷層傾角26°。

5結(jié)論

本文利用主流網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)提供的高分辨率衛(wèi)星遙感影像，研究開發(fā)了斷層在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了斷層在線識(shí)別解譯和矢量化，并結(jié)合Google Earth提供的DEM數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了斷層產(chǎn)狀要素計(jì)算等功能。具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)使用Google提供的免費(fèi)高分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，突破了遙感數(shù)據(jù)源的限制。

2)以衛(wèi)星影像為底圖進(jìn)行在線斷層解譯及矢量化，矢量化之前不需要對(duì)底圖進(jìn)行專業(yè)的遙感數(shù)據(jù)處理； 矢量化結(jié)果既可在平臺(tái)上打開編輯與校準(zhǔn)，也可在主流GIS軟件中打開進(jìn)一步分析與操作。

3)矢量化數(shù)據(jù)采用XML格式，便于實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)、管理及共享。

4)使用Google提供的免費(fèi)DEM數(shù)據(jù)可進(jìn)行斷層產(chǎn)狀要素計(jì)算，并采用多點(diǎn)法提高計(jì)算精度。

5)得益于主流地圖服務(wù)應(yīng)用程序接口API的一致性，程序易于實(shí)現(xiàn)不同地圖服務(wù)間的遷移； 該平臺(tái)基于Google Maps API/Google Earth API試驗(yàn)開發(fā)，可遷移至百度地圖和天地圖等網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)應(yīng)用中。

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(責(zé)任編輯： 劉心季)

Platform of online interpretation and attitude measurement for faults using high resolution remote sensing image

GUO Qiqian1， LI Shengle2， LIU Zhumei2

(1.SecondCrustMoniteringandApplicationCenter,ChinaEarthquakeAdministration,Xi’an710054,China;2.InstituteofSeismology，ChinaEarthquakeAdministration，Wuhan430071，China)

Abstract:To solve the problems of online interpretation and attitude measurement for faults in the application of high resolution remote sensing, the authors developed a platform of online interpretation and attitude measurement for faults by using high resolution remote sensing image and application programmers interface provided by Web Map Service. The platform allows users to analyze the geological structure as well as identify and vectorize the fault. On this platform, vector data are saved as extensible markup language(XML)and can be transformed into typical GIS data formats, and existing GIS data are allowed to be viewed and calibrated after format conversion. Imbedding of Google Earth, through Google Earth Plug-in, enables users to calculate the fault attitude using the DEM on this platform. Multi-point method is adopted to improve calculation accuracy. The results show that the method of interpretation and attitude measurement for faults based on Web Map Service, which takes advantage of fault interpretation using high resolution remote sensing image and breaks through the data source limitation of remote sensing image and DEM data, can accurately extracts geographic information and attitude of geological structure，and the platform possesses data sharing and application portability.

Keywords:high resolution remote sensing； fault； vectorization； fault attitude measurement； Google Earth Plug-in

作者簡(jiǎn)介：第一 郭啟倩(1990-),女,碩士,助理工程師，主要從事地震信息化研究。Email： guo_qq_822@126.com。

中圖法分類號(hào)：TP 753

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-070X(2016)01-0190-07

基金項(xiàng)目：中國(guó)地震局地震研究所所長(zhǎng)基金項(xiàng)目“高分辨率衛(wèi)星遙感道路震害損毀快速檢測(cè)方法研究”(編號(hào)： IS201256107)資助。

收稿日期：2014-09-01；

修訂日期：2014-10-14

doi:10.6046/gtzyyg.2016.01.28

引用格式： 郭啟倩,李盛樂,劉珠妹.斷層高分辨率遙感在線解譯及產(chǎn)狀測(cè)量平臺(tái)[J].國(guó)土資源遙感,2016,28(1)：190-196.(Guo Q Q,Li S L,Liu Z M.Platform of online interpretation and attitude measurement for faults using high resolution remote sensing image[J].Remote Sensing for Land and Resources,2016,28(1)：190-196.)