淺析遙感技術在廣東潮陽區地質災害詳細調查中的應用

張明亮 吳嬌媚 李雙梅

摘要：廣東省是全國地質災害發生嚴重地區之一，以縣級行政區為單位開展大比例尺、高精度的地質災害調查是掌握地區地質災害發育情況的必要手段。遙感技術以高效率、高準確性、難以替代性、經濟性等特點，能夠很好地完成調查區地質災害初步調查，指導下一步有針對性、科學性的工作。因此，遙感技術常作為地質災害調查的先導手段廣泛應用。

關鍵詞：遙感技術；遙感解譯；地質災害；廣東；潮陽區

1.引言

遙感，作為采集地球數據及其變化信息的重要技術手段，在世界范圍內以及我國許多政府部門、科研單位及公司得到廣泛應用（梅安新等，2001）。遙感技術是一門綜合性探測技術，具有大面積同步觀測、高時效性、數據的綜合性、可比性和經濟性等特點，是地球科學和空間科學的重要研究手段之一，同樣在地質災害的調查與檢測方面也有很好的應用。

在廣東省實施的1∶5萬地質災害信息調查項目中，遙感解譯作為地質災害詳細調查的先導手段，整體上初步掌握調查區的地質災害發育情況，地質環境背景及人類工程活動。為下一步野外調查奠定基礎，指導高效率的調查，并形成室內解譯信息表，最終制作調查區專項地質災害遙感圖件。

2.研究區概況

潮陽區地處廣東省東部，隸屬汕頭市，位于汕頭市西北處，瀕臨南海。區內水系發育，地貌類型以丘陵和平原為主，表現為中部高，四周低，區內丘陵自西北至東南呈帶狀分布，東北部為榕江發育而來的榕江平原，西南部為練江發育而來的練江平原。丘陵多為燕山期侵入巖組成，巖性主要為花崗巖和花崗閃長巖；平原以第四紀晚更新世-全新世沉積物為主，巖性復雜多變，以砂、砂質粘性土、粘土為主，且廣泛發育軟土。據區域地質資料，潮陽西北部斷裂構造發育，巖石多呈破碎狀，風化強烈，局部不均，地震活動強烈，屬地震烈度Ⅶ區，局部Ⅷ區。工程地質條件較復雜，水文地質條件較簡單。水土流失程度較重，地質環境條件較脆弱。人類工程活動主要為露天采石、人工削坡建房、道路切坡。人類工程經濟活動對地質環境影響大，降雨和人類工程活動是誘發地質災害的主要因素。

3.研究數據與方法

3.1數據源

本次潮陽區地質災害詳細調查中，以全國第二次土地調查衛星數據為主要遙感信息源。數據源基本信息為1∶2000彩色數字正射影像圖，航攝比例尺為1∶35000，影像地面分辨率為0.28，采用高斯-克呂格投影，3°分帶，國家2000大地坐標系，航攝日期2012年。

3.2數據處理

本次收集的遙感數據經過影像的校正及配準，影像圖圖面清晰細致、紋理豐富、色彩美觀，地區影像無拉伸、變形，容易判讀，適合應用于地質災害調查。

潮陽地質災害詳細調查遙感解譯用到的軟件主要為Global Mapper，MapGis及Photoshop。潮陽區遙感影像可以很好地吻合1∶50000地形圖（國家2000大地坐標系）。具體的處理過程見圖1。

（1）于Global Mapper（GM）中設置對應的坐標參數，導入配準好的地形圖（1∶50000），導入遙感影像圖，根據影像圖特征及地質災害及隱患類型（崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、不穩定斜坡等）建立解譯標志，包括災害類型、構成要素、地貌、地質構造、巖土體類型、水文地質現象和覆蓋類型等；

（2）根據相關技術標準，填寫解譯信息表格；

（3）根據解譯信息表進行野外驗證；

（4）根據野外驗證情況更正解譯結果；

（5）拼合全區域遙感影像圖，利用Photoshop進行圖片處理（壓縮），最后導入到MapGis中，添加相關圖層，生成專項地質災害遙感圖件。

4.地質災害遙感特征

4.1解譯標志的建立

遙感解譯標志的建立能夠幫助識別目標物及其性質和相互關系。在建立解譯標志時，需要對影像圖整體的地物類別進行確定，主要包括影像圖上地物反射的光譜色彩、地物形態等，具體表現色調、陰影、圖案、紋理、大小等（張先敏，2018）。而解譯標志可分為直接解譯標志和間接解譯標志，上述色調、陰影、圖案等是直觀體現，為直接解譯標志；間接解譯標志則是通過某種內在聯系，例如位置、空間關系，地貌、植物、水系的變化，來推測某一地物的屬性或自然現象（董文等，2019）。

不同地物解譯標志的建立是在充分收集調查區背景資料（區域地質、水文、植被等）的基礎上，對遙感影像進行充分解譯并進行相關驗證。解譯標志主要包括地質環境因子，即地貌類型、地質構造、巖（土）體類型、水文地質及植被類型；各類地質災害的解譯標志。

4.2遙感解譯標志

地質災害的發育受地形因素的制約，同一分辨率下的可解譯的地質災害體存在差異。根據本次詳查數據、結果，地質災害具有沿高程垂直分布，人類工程活動強烈、地質環境條件較復雜、區域集中的特點。

（1）滑坡

影像圖上，滑坡發生區多處于斜坡甚至陡坡微地貌，滑坡后緣滑坡壁坡度較陡，呈弧形半圈狀（圖2a）。滑坡體整體呈現舌形或簸箕形，滑坡周長清晰可見，色調上整體較周圍偏暗，滑坡體上通常有植物生長，且表面存在明顯的沖刷溝，偶見小型封閉洼，滑坡體坡度較原始坡坡度明顯變緩。

（2）崩塌

影像圖上呈灰色、灰黃色。崩塌壁呈不規則狀，堆積物結構粗糙，影像圖上呈現為大小不一的斑點或斑塊（圖2b），邊界呈弧形鋸齒狀，多發生于巖質邊坡，坡體坡角多處于50°～80°，且高差較大，或坡體呈孤立山嘴，或凹形陡坡地段。陡坡周圍易堆積成巖堆或倒石堆。就本區而言，崩塌多發于巖質邊坡及高差較大的土質邊坡。

（3）不穩定斜坡

不穩定斜坡平面呈不規則條帶狀，色調通常較周圍地質體顏色淺，呈淺色，如灰白色，但色調不均勻，間不規則斑紋，邊界清晰（圖3）。大部分植被覆蓋少，部分見有沖溝。多級人工邊坡平面上清晰可見臺階，呈較平直條帶。坡面粗糙，坡腳平整。本區不穩定斜坡多為人工削坡所致。

（4）其他

露天采石場：整體不規則塊狀，色調較均勻，界線明顯，部分采石場坑底見積水，影像上呈淡綠色-黃綠色，表面干凈無斑點。

第四系地貌：整體呈不同程度的綠色，深綠、灰綠、淺綠；平面形態呈不規則塊狀，方格狀，多為耕地；水系發育，呈樹枝狀，網狀。

4.3解譯結果與野外驗證

在室內解譯的基礎上，對調查區展開了野外核查與驗證工作，并結合野外驗證情況對室內初步解譯結果進行了補充和修正，完善了對應的地質災害遙感解譯標志。在此基礎上，進行了詳細解譯，形成專項解譯成果圖，確保解譯成果的精度、質量與可信度。本次遙感解譯地質災害點（包括不穩定斜坡）共10處，野外核查10處，正確9處，遙感解譯準確率達81%，證明了遙感解譯的準確性在誤差范圍內。

通過遙感解譯與野外驗證調查，調查區內地質災害的分布受地質環境條件、大氣降雨、人類工程活動的影響明顯。地質災害多發育于丘陵地貌區域，丘陵區域第四系殘坡積發育、削坡建房、道路切坡、墾植坡地現象較多；邊坡高差大、坡度較陡，強降雨激發下，極易發生崩塌、滑坡地質災害。

5.地質災害遙感解譯專題圖制作

綜合室內遙感解譯與野外實地驗證的結果，進行專項圖件的制作，具體流程如下：

（1）全區域遙感圖的拼接：在GM中分塊拼接遙感影像圖，根據潮陽區實際情況，分為10塊進行拼接；

（2）圖層添加：拼接好的遙感影像圖導入MapGis中，根據解譯情況添加地質災害遙感解譯點和地質環境遙感解譯點圖層，再套合主要地層界線、注釋和地質構造圖層；

（3）圖面整飾與出圖：添加圖名、圖例、比例尺等要素，按相關要求進行圖面的整飾，導出專項遙感解譯圖。

6.結論

地質災害調查中遙感技術的應用，可以獲得野外實地調查不易或難以到達的地區的地質災害發育情況和地質環境條件，同時能初步掌握調查區內地質災害的發育數量、規模、規律、特點等情況。可以大幅度縮減工作周期，節約地面調查投入的人力、物力、財力。提升工作效率。

在實際工作中發現，遙感解譯能夠較好的解譯出滑坡、不穩定斜坡。但對崩塌、地面沉降的解譯效果及正確率偏低。經過分析推測產生這種情況的原因有三點：一是調查區地質災害的規模多為小-微型（但危害較大，危險性大），不利于遙感影像中解譯；二是地質災害的發生具有突發性的特點，本次遙感影像航攝日期為2012年，近期發生的地質災害不能在影像圖中體現出來；三是調查區地面沉降區域均為房屋覆蓋，難以通過單一時相的遙感解譯圖像解譯出來，且區內地面沉降為區域性地面沉降，平面上難以識別。

另在地質災害研究中，從事遙感研究的主要是非地質工程專業的研究者，他們大多從地貌學、地理學的觀點來分析評價地質災害，沒有將地質災害的發育條件、形成機理和遙感技術很好地聯系起來。

遙感技術在地質災害中的運用具有省時、省力、安全、高效的特點，方便進行大范圍同步觀測，有利于從區域上大范圍研判地質災害的分布特征及規律。但是在實際工作中仍然存在對災害體的誤判現象，因此，在后期的工作中應結合調查精度，充分考慮對調查區不同區域采取不同的手段，遙感技術和其他技術穿插進行，各有側重。對于高精度大密度的地質災害調查要充分結合野外地面調查，尤其是對單體、典型的地質災害的研究。這樣，可以最大程度上保證調查、研究的精確性和準確性，保證數據的科學性、有效性。

參考文獻：

[1]梅安新，等.遙感導論[M].北京：高等教育出版社， 2001.

[2]張先敏.遙感解譯在定遠縣地質災害調查中的應用[J].資源信息與工程， 2018， 33（3）： 156-159.

[3]董文，潘建平，等.高分二號衛星數據在地質災害調查中的應用——以重慶萬州區為例[J].中國地質災害與防治學報， 2019， 30（1）： 106-111.

[4]鄧輝.高精度衛星遙感技術在地質災害調查與評價中的應用[D].成都：成都理工大學博士學位論文， 2007.

[5]吳蔚，李婧玥，等.衛星遙感數據在礦山地質災害調查中的應用[J].資源信息與工程， 2018， 33（5）： 158-160.

[6]喬彥肖，李密文.淺談區域地質災害調查的遙感技術方法及應用效果[J].中國地質災害與防治學報， 2001， 12（4）： 90-97.

[7]萬然.遙感解譯在懷集縣地質災害詳細調查中的應用[J].西部資源， 2019（04）： 150-151.