基于遙感技術(shù)的湖北竹山縣滑坡地質(zhì)災(zāi)害解譯

楊震

（安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，安徽 淮南232001）

1 引言

隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地球表層演化過(guò)程的干預(yù)作用日益凸顯，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。我國(guó)作為地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國(guó)家，災(zāi)害種類(lèi)多、成因復(fù)雜、分布范圍廣，且呈逐年上升趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅著人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，影響和制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。因此，依托現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。常規(guī)地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查工作效率低，需要耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力。相比之下，遙感技術(shù)以其宏觀(guān)性、時(shí)效性、綜合性、多尺度、多層次、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，有效彌補(bǔ)了常規(guī)手段的不足，在地質(zhì)災(zāi)害解譯和評(píng)價(jià)工作中被廣泛應(yīng)用[2，3]。以湖北省竹山縣為研究區(qū)，探討遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害解譯中的應(yīng)用，采用Landsat8 OLI 影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)典型滑坡災(zāi)害影像特征，建立解譯識(shí)別標(biāo)志，從而進(jìn)行全區(qū)滑坡災(zāi)害解譯，并將解譯的滑坡災(zāi)害體空間位置與坡向、坡度、海拔高度3 個(gè)地貌因子進(jìn)行關(guān)聯(lián)，開(kāi)展滑坡災(zāi)害體地貌特征研究，為該區(qū)制訂防災(zāi)減災(zāi)計(jì)劃提供參考。

2 滑坡災(zāi)害解譯

2.1 數(shù)據(jù)源選擇及預(yù)處理

本次滑坡解譯采用Landsat8 OLI 全色波段和多光譜組合波段衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，全色波段波譜范圍寬，瞬時(shí)視場(chǎng)角小，分辨率高，有利于新生低植被覆蓋地質(zhì)災(zāi)害體識(shí)別，而多光譜組合波段可以反映地物的真實(shí)顏色，全色與多光譜組合，生成15m 分辨率彩色圖像，用于滑坡地質(zhì)災(zāi)害解譯。高程信息采用ASTGTM 數(shù)據(jù)高程模型，影像分辨率為30m，提取坡度、坡向、海拔高度信息，用以研究滑坡發(fā)育的地貌影響因素。對(duì)遙感影像分別進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、正射校正、鑲嵌裁剪、圖像融合和影像增強(qiáng)等預(yù)處理，突出典型地質(zhì)特征，發(fā)揮最大識(shí)別效果。

2.2 解譯標(biāo)志建立

建立地質(zhì)災(zāi)害的解譯標(biāo)志就是歸納地質(zhì)災(zāi)害體的地物特征，包括遙感影像的色調(diào)、顏色、陰影、形狀、紋理、大小、空間位置及布局等?；诖?，建立研究區(qū)滑坡災(zāi)害解譯標(biāo)志（見(jiàn)圖1）：色調(diào)上呈淺色調(diào)，新滑坡植被破壞，巖土體裸露，古滑坡新長(zhǎng)植被顏色淺且分布稀疏，色調(diào)比背景淺；顏色上與背景有明顯差異，新滑坡出露巖土為淺土色，老滑坡為淺綠色；中大型滑坡有明顯的后壁和側(cè)壁，由于光照條件會(huì)出現(xiàn)絕壁陰影；形狀上多呈圈椅形、梨形、三角形，長(zhǎng)條形；紋理上表面粗糙，有臺(tái)坎或裂縫等橫向紋路，滑坡災(zāi)害發(fā)生時(shí)破壞部分植被，土體和植被交雜分布；位置上根據(jù)滑坡的形成條件，滑坡主要發(fā)生在軟弱夾層巖土、斷裂節(jié)理發(fā)育的斜坡上；大型滑坡有明顯臺(tái)坎或階梯狀紋路，滑坡上部陡峭下部平緩，滑坡前緣由于擠壓作用出現(xiàn)隆起。

圖1 滑坡災(zāi)害遙感影像特征

2.3 滑坡災(zāi)害目視解譯

根據(jù)建立的解譯識(shí)別標(biāo)志，采用直接解譯、對(duì)比分析、信息復(fù)合、地理相關(guān)等方法對(duì)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行圈定。首先對(duì)河流、道路、村莊居民點(diǎn)等基本地理要素進(jìn)行識(shí)別，在基本地理要素及其周?chē)鷮ふ耶惓｜c(diǎn)，并與解譯標(biāo)志進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別滑坡災(zāi)害體。觀(guān)察河道兩岸及支流旁側(cè)、道路及居民點(diǎn)附近環(huán)境，根據(jù)直接解譯標(biāo)志色調(diào)，尋找色調(diào)相對(duì)較淺且植被覆蓋較低的異常處，進(jìn)而在坡度較大的邊坡處尋找紋理粗糙且出露巖土體堆積物，結(jié)合形狀特征（有無(wú)明顯滑坡后壁、有無(wú)滑坡體臺(tái)坎及裂縫等）識(shí)別并圈定滑坡災(zāi)害體。通過(guò)上述方法，研究區(qū)共識(shí)別滑坡災(zāi)害體200 個(gè)，統(tǒng)計(jì)顯示，竹山縣17 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，樓臺(tái)鄉(xiāng)和文峰鄉(xiāng)滑坡災(zāi)害分布最為廣泛，雙臺(tái)鎮(zhèn)、上庸鎮(zhèn)次之，擂鼓鎮(zhèn)、麻家渡鎮(zhèn)最少。

3 滑坡體分布與地貌因子關(guān)系

將遙感解譯出的200 個(gè)滑坡災(zāi)害體位置疊加ASTGTM 數(shù)據(jù)高程模型，分別提取坡度、坡向、高程信息，并研究滑坡體分布與3 個(gè)地貌因子的關(guān)系。

表1 滑坡體坡度統(tǒng)計(jì)

3.1 滑坡體分布與坡度關(guān)系

以2°為間隔進(jìn)行坡度分段統(tǒng)計(jì)，如表1 所示?？梢钥闯觯芯繀^(qū)滑坡體坡度范圍介于11°～76°，整體服從正態(tài)分布，均值31.54°，20°～40°的滑坡數(shù)量達(dá)149 個(gè)，占全體滑坡數(shù)量的74.5%，說(shuō)明該坡度區(qū)間容易形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害，為最佳坡度。坡度過(guò)低無(wú)法形成有效臨空面，不易發(fā)生滑坡；坡度過(guò)高受重力作用容易發(fā)生崩塌災(zāi)害。

3.2 滑坡分布與坡向關(guān)系

以10°為間隔進(jìn)行坡向分段統(tǒng)計(jì)，如表2 所示?？梢钥闯?，坡向以80°～100°居多，其次為140°～160°、200°～220°、260°～280°，這與研究區(qū)北西高東南低的臺(tái)階狀地勢(shì)有關(guān)，受北西—南東方向的斷裂構(gòu)造影響較為顯著。

表2 滑坡體坡向統(tǒng)計(jì)

3.3 滑坡分布與高程關(guān)系

以50m 為間隔進(jìn)行不同高程滑坡數(shù)量統(tǒng)計(jì)，如表3 所示?？梢钥闯觯叱痰陀?00m 的滑坡數(shù)量較少，300～700m 的中低高度滑坡數(shù)量較為集中，達(dá)156 個(gè)，占總滑坡數(shù)量的78%，隨著海拔高度的逐漸增加，滑坡發(fā)生的概率降低，大于950m 的高度幾乎沒(méi)有滑坡發(fā)生。

表3 滑坡體高程統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

采用Landsat8 OLI 遙感影像數(shù)據(jù)源，建立滑坡地質(zhì)災(zāi)害解譯標(biāo)志，成功識(shí)別研究區(qū)內(nèi)200 處滑坡體，并將其空間位置與ASTGTM 數(shù)據(jù)高程模型提取的坡度、坡向、高程3 個(gè)地貌因子進(jìn)行關(guān)聯(lián)，為該區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作提供參考依據(jù)。