基于遙感技術的中寧縣地質災害調查及空間分布特征研究

唐 菲

寧夏回族自治區水文環境地質勘察院 寧夏 銀川 750021

地質災害不僅對生態環境造成了嚴重破壞，而且還給人類生命財產安全帶來了巨大的破壞。隨著現代科技的不斷發展，各個行業都不斷提高了對遙感技術的應用，因為它不僅是一種技術手段，也可以作為一種信息源。在此以多源遙感數據為基礎，結合GIS技術進行地質災害遙感信息提取，并且對空間分布特征進行分析，為中寧縣地質災害詳查提供技術支撐，為當地地質災害防治提供科學依據。

1 研究區和數據方法

1.1 研究區概況

中寧縣隸屬中衛市，位于寧夏回族自治區中部，總面積約3280.17km2。東鄰吳忠市利通區，東南、南部與同心縣接壤，西倚中衛市城區，西北部是內蒙古自治區阿拉善左旗，北部與青銅峽市比鄰。氣候屬北溫帶大陸性季風氣候，夏短冬長，干旱少雨，溫差大。區內礦產資源豐富，常賦存金、銀、鐵等礦產。中寧縣地貌可分為山地、丘陵、平原三大地貌類型，地質災害較發育，主要類型有地面崩塌、泥石流、塌陷三類。

1.2 數據選擇及處理

本次研究采用的遙感數據有TM、LandSat8 OLI、SPOT6及WorldView-2。利用TM中寧縣地質環境變化進行分析，SPOT6用于區域地質災害解譯，WorldView-2主要用于重點調查區的地質災害解譯。地質環境背景資料、地形圖(1：5萬、1：1萬)、地質圖、行政區劃圖及水系圖等都屬于非遙感信息源。為了將圖像分析精度進一步提升，減少由于在數據獲取中產生的誤差，將遙感數據質量全面提升，所以通過遙感原始影響數據預處理后再分析和處理圖像，從而將信息可信度進一步提高。

1.3 研究方法

首先在室內對遙感影像上對各類地質災害進行判讀，然后在野外實地查證，對室內判讀結果進行修正，建立解譯標志。采用ERDAS、ARCGIS等軟件對研究區崩塌、泥石流、塌陷等地質災害進行遙感解譯和信息提取，同時，結合GIS技術，對中寧縣的地貌、構造以及植被指數、土地利用等地質環境信息進行了提取和分析，總結其空間分布規律和特征。

2 地質災害遙感解譯

根據建立的地質災害遙感解譯標志，運用人機交互解譯方式，對研究區進行地質災害遙感解譯，共解譯出崩塌、泥石流以及地面塌陷3類地質災害點94處，其中崩塌65處、泥石流26處、地面塌陷3處。

從空間分布上看，遙感解譯的地質災害點主要分布在中寧縣的石空鎮、恩和鎮、喊叫水鄉及徐套鄉，崩塌、泥石流主要沿溝谷發育。根據遙感解譯結果，結合區域地理、地質環境特征，將工作區地質災害點劃分為 7個集中分布區（如圖1所示），分別敘述如下：

（1）石空分布區，該區位于石空鎮，總體呈NEE向展布，長約7.26km、寬約3.53km，共計地質災害點15處，主要為崩塌和泥石流；

（2）紅山口子-陳家灣分布區，該區跨恩和鎮及鳴沙鎮，總體呈NE向展布，長約17.42km、寬約5.6km，共計地質災害點5處，主要為崩塌和泥石流；

（3）土塘-北沿口分布區，該區位于永康以南，總體呈SE走向，長約8.76km、寬約4.38km，共計地質災害點5處，主要為泥石流。

（4）溝北-神斷頭分布區，該區位于喊叫水東北部，總體呈NE向展布，長約12.48km、寬約3.72km，共計地質災害點4處，主要為泥石流；

（5）上三道溝-小川子-小井子分布區，該區位于喊叫水鄉西南部，總體呈NW向展布，長約14.66km、寬約4.89km，共計地質災害點7處，主要為崩塌；

（6）東莊子河-申家套子-小安掌分布區，該區位于徐套中部，總體呈NNE走向，長約15.38km、寬約10.38km，共計地質災害點30處，主要為崩塌和泥石流；

（7）南臺上分布區，該區位于喊叫水鄉東南部，總體呈NW向展布，長約15km，寬約9.88km，共計地質災害點13處，主要為崩塌。

3.地質災害發育因素及空分布特征

在內外因共同作用下，會出現地質災害。其中地層巖性、地形地貌、水文地質條件、地質構造等一系列直接或者間接引起地質災害的因素都可以稱為內因。一些突發性的自然災害和人類活動造成的地質災害因素都可以稱為外因。工作區主要位于第四系黃土覆蓋區，所以本次研究中以分析植被、地形地貌、水系與工作區域內地質災害的分布關系為主。

3.1 植被與地質災害點的分布

遙感觀測和記錄的第一表層是陸地表面植被，遙感圖像可以將這些信息直接顯示出來。氣候、土壤、地貌條件等與植被的生長密切相關，植被需要充分依賴這些客觀因素，也能夠非常敏感地顯示出各項因素的變化情況。所以，通過研究植被信息差異情況我們可以對其中存在的很多隱含信息進行分析整理。植被的發育情況從很大程度上能夠反映出區域地質災害體情況，如果區域內植發育良好，同時有著較高植被覆蓋率，可以確定該區域的水土保持情況相對穩定，所以不會發生嚴重的地質災害情況，危害程度較低。因此，在調查了解地質災害體發育情況時可以充分對區域內植被信息進行研究。我們可以通過疊加分析研究區植被覆蓋情況和地質災害體情況，從而驗證這一規律。

通過驗證，無植被覆蓋區和植被覆蓋稀少區是較為容易發生地質災害的區域，植被覆蓋較少區只是有少量的地質災害分布。可見，地層植被覆蓋情況如果總體偏差那么發生地質災害的可能性就越大，從而進一步反映出了在植被發育較差的地區地質災害體也分布較廣。因此，我們得出規律，研究區發育的地質災害點，主要分布在植被指數較小、植被發育差的區域。即意味著與植被發育良好的地區相比，植被發育較差的區域更加容易發生地質災害問題。

3.2 水系與地質災害點的分布

在地貌形態形成過程中一個非常重要的控制性因素就是河流的搬運、侵蝕等外力作用，該作用也會容易引發滑坡、崩塌等地質災害問題。所以，在諸多參評因子中水系也是關鍵的因素。利用DEM數據提取全縣溝谷并做100米的緩沖分析，發現大部分地質災害點都在緩沖區范圍內，可知工作區地質災害發生與河流的分布有必然的聯系，因此將水系作為工作區地質災害的重要因素之一。

3.3 坡度、坡向與地質災害點的分布

斜坡巖土體地質應力分布受到坡度的重要影響。坡度增大，斜坡應力越集中于坡腳，這中情況容易造成斜坡出現有效臨空面。地表水徑流、斜坡地下水的補給和排泄都會受到地形坡度的影響，進而影響到松散物質堆積的厚度、植被的覆蓋程度，對斜坡的穩定性產生直接控制作用，從很大程度上引起崩塌、滑坡、泥石流、不穩定斜坡等地質災害問題。

斜坡的不同坡向也會造成日照時間、太陽輻射強度產生一定差異，進而造成氣溫和土溫有著較大不同，所以在地質災害危險性評價中，一個重要的參評指標就是坡向。在本次研究中，通過DEM數據分析并利用GIS空間分析技術對工作區坡度和坡向指標進行了調查研究，得到不同等級的坡度情況。

地質災害發生情況從很大程度上受到坡向和坡度的影響。造成滑坡和崩塌災害出現的關鍵要素之一就是坡度坡向。為了能夠對兩者之間的關系進行進一步確定，本文進一步分析地質災害體的坡度情況、坡向范圍，疊加分析了地質災害體的地形情況，并統計了不同坡度、坡向的地質災害數量。通過統計發現，有45個地質災害體分布在 10°以下，約占總數的48%，41個地質災害體分布在 10～30°之間，占比約44%，分布在坡度大于30°的地質災害體有8個，占比約為8%，由此可見，工作區內的地質災害主要發生在坡度小于30°地區。從坡向上看，崩塌、泥石流主要發生在NW、SW、N、S方向上相對較多，約占了總數的58%，而在其他方向上數量相對較少。以上數據表明，坡度坡向對中寧縣地質災害影響較小，不是影響該地區地質災害發生的重要因素。

4 結語

利用遙感技術，結合野外調查，解譯出研究區3類地質災害點94處，其中崩塌65處、泥石流26處、地面塌陷3處。并通過分析得出，植被、水系和坡度、坡向是影響中寧縣地質災害發生的重要因素，為當地地質災害防治提供了基礎數據和科學依據。