遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
——以廣東省廣州市花都區(qū)為例

李玲玲，馬志強(qiáng)

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 地質(zhì)學(xué)院，甘肅 天水 741025；2.廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東 廣州 510800）

引言

廣東省廣州市花都區(qū)受地形地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造、降水條件等影響，加之人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，使之產(chǎn)生大量的臨空面，從而導(dǎo)致崩滑泥等時(shí)有發(fā)生，其發(fā)育情況比較嚴(yán)重，查明其分布與特征對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。而遙感技術(shù)作為一種能夠快速、準(zhǔn)確獲取宏觀和微觀信息的技術(shù)手段，在地質(zhì)研究和勘查中應(yīng)用廣泛[1-2]，鑒于此，本文針對(duì)該區(qū)利用高分辨率衛(wèi)星影像，對(duì)其崩滑泥進(jìn)行解譯，并分析其分布規(guī)律，為今后制定防災(zāi)減災(zāi)計(jì)劃提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

花都區(qū)位于廣東省中南部，廣州市北部，珠江三角洲的北緣。地理坐標(biāo)東經(jīng) 112°57′07″～113°28′10″，北緯 23°14′57″～23°37′18″，總面積 970.04km2。花都區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，平均降雨量1753.9mm，總體地勢(shì)北高南低，東高西低，地貌以丘陵、平原為主（見圖1 廣州市花都區(qū)地貌圖）。區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降災(zāi)害發(fā)育。

2 遙感數(shù)據(jù)源與圖像處理

2.1 遙感數(shù)據(jù)源的選擇

本次遙感調(diào)查采用的主要遙感信息源為覆蓋全區(qū)的Quickbird 和 spot5 數(shù)據(jù)，其中 Spot5（分辨率 0.61m）、Quickbird（分辨率0.5m）衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料用于區(qū)域環(huán)境地質(zhì)背景條件的遙感解譯，Quickbird（分辨率0.5m）衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料用于遙感解譯一般地區(qū)和重點(diǎn)地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害體。

圖1 廣州市花都區(qū)地貌圖

2.2 遙感圖像處理

遙感圖像處理主要指以下幾方面的工作：波段選擇及RGB 合成，數(shù)據(jù)的幾何校正，數(shù)據(jù)融合，多景影像鑲嵌以及圖像增強(qiáng)處理。

3 地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯[3]

3.1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害解譯

滑坡是斜坡變形破壞的一種，在遙感圖像上通常可通過其典型地貌特征進(jìn)行識(shí)別。首先是滑坡的形態(tài)，常見的有簸箕形、舌形、不規(guī)則形，色調(diào)較深；其次通常能夠找出比較清晰的滑坡后壁、滑坡周界、滑坡臺(tái)階、滑坡舌等滑坡要素。

解譯標(biāo)志主要有：

（1）形態(tài)：呈弧形、簸箕形、舌形或不規(guī)則形態(tài)。

（2）規(guī)模：滑坡大小通常與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。

（3）色調(diào)紋型：滑坡區(qū)與周圍有明顯差異，滑體周界常有與滑坡區(qū)分布基本一致的深色色環(huán)。

（4）地形：滑坡上部分坡體比周圍平緩，緩坡后及兩側(cè)有陡壁及側(cè)壁。

（5）滑坡后壁：平面呈圓椅狀，坡度大。

（6）其他：緩坡后部、后壁下，常存在負(fù)地形，有時(shí)有積水。

3.2 崩塌地質(zhì)災(zāi)害解譯

崩塌也是斜坡變形破壞的一種，在遙感圖像上通常通過其發(fā)育的地貌位置和堆積物特征進(jìn)行解譯。崩塌主要發(fā)生于地形較陡地段，堆積物呈倒石錐狀；新發(fā)生崩塌的崩塌壁多呈淺色調(diào)。

解譯標(biāo)志主要有：

（1）典型特征：具有明顯的后壁和堆積物。崩塌體輪廓清晰，堆積物表面通常不平坦，具有粗糙感，崩塌體的上部外圍有時(shí)具有放射狀的張節(jié)理。

（2）發(fā)生部位：多發(fā)生在陡坡或陡岸上，巖性多為節(jié)理發(fā)育的堅(jiān)硬巖石。

（3）倒石錐特征：坡腳常有倒石錐，組成巖土塊大小不等、零亂無序。在圖象坡面色調(diào)呈均勻的淺灰色至深灰色，邊緣多呈細(xì)點(diǎn)狀紋型，形態(tài)多呈三角形、契形。

3.3 泥石流地質(zhì)災(zāi)害解譯

泥石流通常發(fā)生在山區(qū)溝谷地帶，在溝口堆積有扇形或條形堆積物。所以，在解譯泥石流時(shí)，首先要從遙感圖像上解譯溝谷的坡降比，判斷該坡降比是否達(dá)到發(fā)生泥石流的界限，其次解譯溝谷的溝口是否存在扇形或條形堆積物，最后判斷該溝谷的匯水流域內(nèi)是否有大量的松散堆積物來源。

3.4 不穩(wěn)定斜坡解譯

不穩(wěn)定斜坡通常是地質(zhì)災(zāi)害的隱患點(diǎn)，在遙感影像圖上比較清楚，其特征是形態(tài)呈弧型，輪廓線清晰，影紋粗糙，色調(diào)為較均勻的亮白一黃白色，坡面地形破碎，植被覆蓋率低，坡度較大，后緣為直線型或圓弧型的陡坎，坡前一般為房屋或公路。

3.5 解譯結(jié)果

通過此次地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查，共解譯出的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡點(diǎn)共284 處，其類型為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡，其中，滑坡34 處，占總點(diǎn)數(shù)的19.8%；崩塌6 處，占總點(diǎn)數(shù)的3.5%；泥石流3 處，占總點(diǎn)數(shù)的1.7%；不穩(wěn)定斜坡129 處，占總點(diǎn)數(shù)的75%（見表1）。

表1 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

本次遙感調(diào)查各類地質(zhì)災(zāi)害大型有10 處，占總數(shù)的3.5%，中型有230 處，占總數(shù)的81.0%，小型有44 處，占總數(shù)的 15.5%（詳見表 2）[4]。

表2 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡規(guī)模統(tǒng)計(jì)表（省標(biāo)）

4 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

4.1 崩滑泥與地形地貌

廣州市花都區(qū)海拔高程變化較大，海拔范圍1.20m-581m，相對(duì)高差579.8m。由于海拔高程變化大，所以將該區(qū)按海拔不同分為平原地貌（0～100m）、丘陵地貌（100～500m）和低山地貌（500～1000m）。統(tǒng)計(jì)不同地貌中發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量，分析海拔高程與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的關(guān)系。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，崩滑泥主要分布在丘陵地貌地區(qū)，共計(jì)119 處，占災(zāi)害總數(shù)的69.2%（詳情見表3）。地質(zhì)災(zāi)害主要分布在丘陵地貌區(qū)的主要原因是該地貌區(qū)內(nèi)發(fā)育有5～15m 厚坡殘積層，這是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地層，同時(shí)在該地貌區(qū)內(nèi)人口密度較大，人類工程活動(dòng)影響大，切坡現(xiàn)象、坡面開墾活動(dòng)、植被破壞突出，以上因素為該地貌區(qū)為滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。

表3 地貌類型與崩滑泥關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

4.2 崩滑泥與工程巖組

花都區(qū)的崩滑泥災(zāi)害點(diǎn)主要分布在塊狀堅(jiān)硬侵入巖組和松散巖類巖組中，其中塊狀堅(jiān)硬侵入巖組中有75處，松散巖類巖組中有44 處，分別占總數(shù)的43.6%、25.6%（詳見表4）。造成這一規(guī)律的主要原因是巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，這兩類巖組均發(fā)育有厚度3～8m 風(fēng)化層，特別是在塊狀堅(jiān)硬侵入巖組中，風(fēng)化層最厚達(dá)25m。風(fēng)化層土體中含有砂礫成分一般在20～35%之間，由于其孔隙度較大，地表徑流較易入滲，從而使風(fēng)化層含水量增加，降低了土體強(qiáng)度，從而誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

表4 地質(zhì)災(zāi)害與工程地質(zhì)巖組特征統(tǒng)計(jì)表

4.3 崩滑泥與地質(zhì)構(gòu)造

花都區(qū)斷裂構(gòu)造總體走向?yàn)楸睎|方向，該方向斷層規(guī)模大，延伸長(zhǎng)度長(zhǎng)。北東向構(gòu)造主要有雅髻嶺斷裂，出露于赤坭鎮(zhèn)北東部的雅髻嶺，走向近北東30°，傾向南東，傾角80°，為逆斷層；東西向斷裂構(gòu)造為石牙頂斷裂，出露于梯面鎮(zhèn)北部的石牙頂，走向近東西，傾向北，傾角70°，壓性逆斷層。通過分析地質(zhì)災(zāi)害分布與地質(zhì)構(gòu)造空間位置的關(guān)系可以看出，大量的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布在大斷裂構(gòu)造帶的上盤和下盤，而且崩滑泥的展布方向基本與斷裂構(gòu)造帶的方向一致。這就說明了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)育有著明顯的影響作用。一是區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)控制地貌的形成發(fā)育，由此形成的低山地貌、丘陵區(qū)等臨空面發(fā)育，易于發(fā)育崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害；二是區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)能夠改變巖土體的結(jié)構(gòu)，使巖石破碎，形成大量裂隙，降低力學(xué)強(qiáng)度，導(dǎo)致發(fā)生滑坡、崩塌等。

5 結(jié)論和建議

由于受遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的限制，本次遙感調(diào)查主要以規(guī)模較大的滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害為主，地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害解譯的難度較大。從解譯結(jié)果上看，總體上，花都區(qū)地質(zhì)災(zāi)害在空間分布上的地域性不是很明顯，主要分布在丘陵地貌地區(qū)，與大斷裂構(gòu)造帶活動(dòng)有著一定的聯(lián)系，地質(zhì)災(zāi)害分布與裂構(gòu)造帶的方向一致，巖性主要為塊狀堅(jiān)硬侵入巖組和松散巖類巖組，花都區(qū)崩滑泥的形成與其所處的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及巖土體類型等地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。除此之外，降雨入滲使巖土體的自重增加，使巖土體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角變小，誘發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，除此之外，人類工程活動(dòng)產(chǎn)生的大量臨空面也為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育提供了空間。

建議建立和健全地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，組建地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮系統(tǒng)，有效控制不合理的工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，減少崩滑泥的發(fā)生，規(guī)范崩滑泥等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急調(diào)查、監(jiān)測(cè)與預(yù)警等工作。同時(shí)要加強(qiáng)崩滑泥等地質(zhì)災(zāi)害的科普宣傳，提高全社會(huì)防災(zāi)減災(zāi)的意識(shí)和防災(zāi)避險(xiǎn)的能力。