地质灾害是在自然因素和人为因素共同作用下形成的复杂综合体,受时间、空间等因素的制约,对人类生命财产、环境造成损失的地质作用[1]。与传统的测量手段相比,日趋成熟的遥感影像特别是高分辨率卫星图像在实时收集各类资源信息方面有着强大的、不可替代的功能和优势,能够客观、真实、动态、快速地反映地质环境和地质灾害信息特点,结合GPS和GIS方法,可以无接触、快速、全面、准确地掌握远各种地形、地物情况以及查明地质灾害分布现状[2]。遥感技术已成为地质灾调查与监测新的方法和手段。1调查区概况大通区地处淮南东侧,淮河南侧,舜耕山脉北侧。北临彭集县,东临上窑山,高唐湖畔,与田家庵区接壤。截至2020年,淮南市户籍总人口数量为18.6 万人,总面积306.26 km2[3]。大通区地理位置优越,是新城市建设的主战场和中部重要的运输中心,是实现合淮区的“桥头堡”。1.1地形地貌及地质构造调查区隶属于安徽省淮南市,区域内舜耕山、上窑山与淮河之间是平原地带,地势总体分布为南高北低,南部和东部为丘陵地带。地形包括山峦、江河、低山、湖泊、河湾等。调查区所在的位置属于淮北平原和江淮波状平原两大一级地貌单元中间的过渡地带,地貌类型较复杂。根据地貌形态可分为平原(Ⅰ)、丘陵(Ⅱ)两大地貌类型。1.2气象水文条件调查区位于亚热带和暖温带气候过渡带,区域内气候带属于暖温带半湿润季风区。气候特点表现为春季温度易变,夏雨集中,秋高气爽,冬燥冷,季风显著,四季分明。年平均降水量928 mm,最大年降水量1 723.5 mm,最小年降水量471.9 mm,降水集中在每年6月~8月,约占年降水量的45%[4]。调查区属淮河流域,主要水域有淮河、高塘湖以及采煤塌陷区积水而成的湖泊等。此外还有泉山、老龙眼、罗山等小型塘库。区域内河流水源主要依靠上游补给,其次是自然降水地提供,汛期与雨季保持一致,径流量高峰时期与降水旺月时间相同。1.3地层岩性调查区内所属地层为华北地层区淮河地层分区。区域不存在中下元古界、奥陶系上统、志留系、三叠系中、上统和侏罗系,其余地层均有不同程度的发育。基岩地层除少量出露在丘陵区外,大部分均被第四系覆盖。局部出露的地层主要包括上太古界霍邱群、上元古界青白口系(八公山群)、震旦系、古生界寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系,中生界白垩系零星出露,石炭系和二叠系是调查区的含煤地层[5]。2遥感调查数据及工作方法2.1遥感解译技术流程在遥感与地理信息系统技术支持下,采用多源数据、人机交互翻译和计算机数据提取、室内综合研究和实地考察相结合的方式,完成了工作区域的遥感解译工作[6],遥感解译技术流程如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.F001图1遥感解译技术流程2.2数据源区域内采用的数据方法包括多源遥感数据、多种比例尺相结合、人机交互方法解译和计算机提取结合、平面影像和立体影像交互解译相结合、数据初步解译和详细解译相结合、室内机器解译研究和户外实际调查相结合等多种工作方法,遵循一定的工作原则,逐步深化和提高对地质灾害的认识。研究区对于地质灾害体调查,选用高分二号等国产高分辨率卫星遥感数据;对于孕灾地质背景调查,综合应用高分二号卫星数据和欧空局Sentinel-1(S1)卫星遥感数据,时间间隔2020年1月至2021年8月,地质灾害承载体以收集“第三次全国土地利用调查”数据为主,国产高分辨率卫星遥感数据核查为辅。调查区遥感数据源如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.T001表1调查区遥感数据源序号产品序列号景序列号卫星传感器影像日期分辨率/m154095668602952GF22021.1.190.8254095708602953GF22021.1.190.8351670368294335GF22020.11.70.8451670408294336GF22020.11.70.82.3遥感数据处理与制作遥感影像数据成像过程中受传感器、大气条件、太阳位置等各种方面的影响,影像提供的目标地物信息部分易出现失真现象,需要采用相应的处理方法最大程度消除影像噪声,增强目标地物信息。数字图像处理包括图像预处理、几何纠正、影像融合、数字镶嵌、图像增强以及遥感数据与其他地形、地质数据的几何配准等处理。(1)图像配准。对不同时相或者不同卫星的相同调查区内的影像数据,将高分辨率全色图像进行正射纠正处理后,与分辨率较低的多光谱图像配准,实现图像的纠正配准处理。使用常规的软件连接与分层交互显示功能,目视的方法检查图像配准后精度。(2)图像镶嵌。为了消除镶嵌后图像中存在的明显接缝,镶嵌过程中一般采用曲线接边处理方法与直方图色彩匹配法相结合,保证镶嵌后的质量。(3)图像增强。利用增强变换处理方法提取色调基础信息,通过扩大不同地物之间的灰度差,突出目标信息的灰度值,改善图像效果,进一步加强解译标志的识别能力。2.4遥感解译方法在遥感解译过程中,利用遥感解译标志了解地质灾害及其属性信息。遥感解译方法可以归纳为直判法、对比法、逻辑推理法、图像处理法等,结合采用计算机数字图像处理、遥感资料综合处理等定量、半定量的综合分析方法进行研究。2.5户外查证方法户外实地查证主要包含点、线、面三者相结合。对不同等级的效果分别采用不同的验证方法,对于解译效果好的地段以点验证,解译效果中等用线验证,解译效果差用面验证。验证的先后顺序主要是对典型和初步的解译成果进行验证,对调查区内的所有标示查证;验证时根据基岩产状连续状况和坡体地物类型确认是否为地质灾害,核定地质灾害体的边界范围、形态特征、规模大小、运动方式和危害程度等要素。2.6资料整理户外查证结束后,及时进行户外资料整理,根据查证后的解译标志进行地质灾害及孕灾背景详细解译,修改初步成果,对遗漏的灾害进行补充,使解译成果完整、客观、全面、准确地反应调查区内的灾害状况。对调查中存在的不足或遗漏的问题,及时安排户外补充工作或现场解译验证。2.7综合分析在遥感解译和户外实地验证基础上,对调查区地质灾害的类型、分布和地面密度进行统计分析,总结空间分布特点。分析地质灾害与地形、地质构造、地层岩性、土地利用、人类工程活动等灾害孕育背景的关系,探索地质灾害的主要影响因素,总结调查区各类地质灾害的发育特征和分布规律。2.8遥感解译图制作据规范编制地理底图,视调查区情况,对交通线路进行修编,对其他要素进行删减。在此基础上,依次叠加地貌分区、地层岩性、构造等区域地质环境要素图层,形成1:50 000地质环境遥感影像图和解译图。同样以地理底图为基础,依次叠覆符号化的地质灾害点类型、分布及规模等,形成地质灾害分布遥感调查图。与ArcGIS软件相融合,采用已有的地质灾难标志,并进行命名;利用比例尺和指北针等辅助元素,得到地质灾难的卫星专题地图。大通区地质灾害发育规律如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.F002图2大通区地质灾害发育规律3遥感解译初步成果通过对遥感影像进行分析,结合现有的研究成果,形成了该区活动断裂构造的解译结果,淮南市大通区断层解译分布如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.F003图3淮南市大通区断层解译分布区域内断层大部分为隐伏断层,山王镇断层在孙家大山有出露。根据展布方向,区域内断层可归纳为近东西、西北、北北东—北东向三组,形成时期为印支—燕山期,主要断层及其特征如表2所示。遥感信息提取主要是崩塌、滑坡、泥石流的遥感解译特征,结合地形地貌、人类工程活动及以往和现有的灾害隐患点区域等进行综合分析,划分地质灾害隐患区,提取地质灾害隐患点。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.T002表2主要断层及其特征断层名称产状长度/km性质走向倾向泉源口断层NWNE—逆断层外窑断层305°35°4逆断层窑河闸断层314°224°7.5正断层二道河断层85°~110°S86逆掩断层山王集断层EWS32正断层蔡家岗断层85°355°7.2正断层洞山断层85°~110°S190逆断层寿县-炉桥断层EWS80正断层结合大通区地质灾害类型、分布、规模、稳定性、危害程度、发展趋势以及人类工程活动现状和近期人类工程活动对地质环境的破坏强度等因素综合划定。大通区按地质灾害易发程度划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区,调查区地质灾害易发程度分区说明如表3所示,大通区面积306.26 km2,地质灾害高易发区面积为19.29 km2,占全区面积的6.30%;中易发区面积为8.88 km2,占全区面积的2.90%;低易发区面积为10.60 km2,占全区面积的3.46%,不易发面积为267.49 km2,占全区面积的87.34%。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.T003表3调查区地质灾害易发程度分区说明易发分区分区面积/km2面积比/%灾害点(处)密度(处/100 km2)地理位置采空塌陷岩溶塌陷不稳定斜坡崩塌滑坡合计高易发19.296.302712—120.57九龙岗镇、大通街道、上窑镇北中易发8.882.90———2—2九龙岗镇东南、上窑镇中部低易发10.603.46———1—1上窑镇东部和大通街道的山南的小部分不易发267.4987.34——————上窑镇西部、九龙岗镇北部、孔店乡、洛河镇地质灾害易发程度分区如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.02.018.F004图4地质灾害易发程度分区4结语结合软件,通过不同方法对影像图处理,得到大通区1∶50 000地质灾害调查不同灾害点的影像特征,结合特征点性质,在特征位置上分别设置遥感影像解译标志。根据计算机软件初步解译得到的大通区1∶50 000地质灾害分布情况以及对不同区域危险性程度评估,划分不同等级的调查区域,为地质灾害的调查指明方向。以遥感数据和地面控制为信息源,分析后得到灾害点各种要素信息,确定区域内灾害规模和分布特点,分析灾害形成以及发育背景条件,为进一步开展户外地质调查提供参考依据。
使用Chrome浏览器效果最佳,继续浏览,你可能不会看到最佳的展示效果,
确定继续浏览么?
复制成功,请在其他浏览器进行阅读
复制地址链接在其他浏览器打开
继续浏览