滑坡遥感调查_监测与评估_王治华

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
本世纪以来 , 采用 “数字滑坡技术 ”, 滑坡遥感开 始对区域滑坡和 典型个体 大型高速 滑坡进行 较详 细 、全面的定位 、定性 、定量调查和监测 , 并根据滑坡 类型 、运动 、规模 、发育环境条件和成因机制分析和 评估滑坡的稳定状况 、发展趋势 、可能危及范围及可 能产生的灾害后果 。
收稿日期 :2006 - 11 - 01;修订日期 :2007 - 02 - 12
(2)制作高 精度 滑 坡发 生前 后的 数字 高程 模 型 ——— DEM 。 只有 DEM 才能使滑坡及其 各个部分 有准确的空间定位 。 通常 , 滑 坡前的 DEM 由经几 何校正的且大于 等于调查 比例尺的 数字地形 图获 得 ;求取滑坡后 地形变化部分 的 DEM 由实 测 GPS 获得 , 或由 SPOT、ASTER等卫星立体像对获取相对 高程 ;求取地形复 杂 、高海拔积雪覆盖及 寒冻泥沼 地等人类抵达困难地区的滑坡后 DEM 是当今的技 术难题 。目前的卫星立体像对是难以获取滑坡范围 的 DEM 的 。
在我国的滑坡调查研究实际工作中 , 常将斜坡 变形最常见的 3种形式 ———崩塌 、滑坡 、泥石流统称 为山地地质灾害 , 有时也统称为滑坡 。 1. 2 滑坡微地貌
滑坡发育成熟后 , 便产生运动 , 首次运动完成 后 , 崩塌 、滑坡 、泥石流便形成各自独特的地貌形态 。 为了与区域地貌形态区别 , 我们称其 (崩塌 、 滑坡 、 泥石流等的 )为微地貌或微地貌形态 , 遥感技术主要 是凭这些独特的微地貌形态来识别滑坡 , 并区分其类 型的 。 1. 2. 1 崩塌
摘要 :滑坡遥感调 查包括滑坡识别 、基本信息获取和滑坡空间分析等 , 本文以天台乡滑坡遥感调查中用特征点法确 定滑坡边界 、影响带及滑坡运动特征及规模为例说明 。
滑坡遥感监测可分 为直接监测和间接监测 。 由于突发 的高速 超高速 崩塌 、滑坡及 泥石流 活动时 间难以 预测 , 滑坡运动的规模相对于 遥感地面分辨率较小 , 获取遥感 数据的 不连续 性及价 格昂贵等 原因 , 目前较 少应用 遥感技 术直接监测滑坡活动 ;遥感监测滑坡运动引起的环境变化 , 称为间接滑 坡监测 , 以遥感监测易贡大滑坡引起的易贡 湖水面变化及溃坝造成 的下游灾害为例说明 。
图 2 滑坡微地貌
上 18个滑坡要素 , 但是滑坡后壁 、滑坡体 、滑动面 、滑 动带和滑坡床是所有滑坡都具备的 。就遥感图像解 译而言 , 由于不能直接见到滑坡的地下部分 , 滑坡体 和滑坡后壁两项是最基本要素 , 其它要素视图像分辨 率及滑坡的可解译程度而定 。
可能发育滑坡的基本地质环境条件有 3个 :能产 生滑坡面的物质 (地层 、岩体或堆积 )、使部分斜坡与 山体分离的软弱结构面 (带 )以及与山体分离的部分 斜坡可能向前运动的临空面 。 滑坡的发生就是具备 上述基本地质环境条件斜坡的地貌演变过程中的一 种现象 。 1. 2. 3 泥石流
崩塌指的是斜坡的一部分主要在重力作用下突 然倾倒 , 跌落 。崩塌发生后 , 其崩塌前的原始斜坡位 置出现明显的崩塌壁 , 其下方为崩塌堆积物 (图 1), 在 遥感图像上较容易识别 。
图 1 崩塌微地貌
1. 2. 2 滑坡 滑坡形成 后在斜坡 上便出 现特 殊的滑 坡微地
貌 ———周围较陡 , 中间有一个较平缓的台地的圈椅状 或马蹄状地形 。 一个发育完全的滑坡 , 一般都具有下 列要素 (基本信息 ):滑坡体 、滑坡周界 、滑坡壁 、滑坡 台阶 、滑坡舌 、滑坡轴 、滑坡鼓丘 、滑坡裂缝 、破裂缘 、后
第 1期
王治华 : 滑坡遥感调查、监测与评估
11
1 滑坡概述
缘洼地 、滑动面 、滑动带 、滑坡床 、滑坡剪出口 、原始地 面等 [ 4] (图 2)。并不是自然界的所有滑坡都具备以
1. 1 滑坡定义 国际滑坡界对滑坡定义普遍认为可分为广义和
狭义两种 。 广义滑坡是指组成斜坡的物质 ———天然 的岩石 、土 、人工填土或这些物质的结合体向下和向 外的移动[ 3] 。 即在以重力为主的自然营力作用下 , 斜坡发生变形的现象均称为滑坡 。 广义滑坡定义包 括崩塌 、滑坡 、泥石流和碎屑流等所有斜坡发生变形 的现象 。狭义滑坡是指斜坡的一部分 , 沿着斜坡内的 一个或数个面在重力的作用下产生剪切破坏的移动 。
泥石流是介于挟沙水流和滑坡之间的山区土 (碎 石 )、水 、气的混合流 。它往往暴发突然 , 来势凶猛 , 造 成大范围严重灾害 。泥石流可分为沟谷型与坡面型 。 沟谷型泥石流一般由物源区 、流通区和堆积区组成 , 如插页彩片 1所示 。
由于暴雨 、洪水等水动力作用对软弱或软硬相间 岩性组成斜坡的侵蚀造成的一系列冲沟 , 每遇强烈流 水作用时 , 冲沟中常泥沙水俱下 , 易造成灾害 , 称为坡 面泥石流 (插页彩片 1)。其侵蚀深度较浅 , 发生在斜 坡面上的坡面泥石流的运动速度不一致 , 既有日常降 雨引起的低速浅表土水混合流 , 也有暴雨 、溃坝 、洪水 等引起的高速混合流 。 发生在沟谷中的高速运动的 泥石流一般是沟谷型泥石流 。
2. 3 遥感与地理信息系统集成 ——— RS +G IS 在滑坡遥感监 测中 , 以 RS +GCP s获取滑坡基
本信息后 , 采用 RS +G IS 技术进行下列处理或空间 分析计算 :①信息分类和存储 ;②求取准确的滑坡 边界 , 即滑坡活动与原始地面 (斜坡未活动地面 )的 边界 ;③滑坡前后的地形变化计算 ;④滑坡堆积形 态分类 ;⑤求滑坡各部分及总体的滑动方向 、滑动 距离和估算滑坡速度 ;⑥滑坡发育环境及诱发因素 分析等 。
滑坡遥感评估指在获取滑坡 及其发育环境基本信息的基础上 , 评估滑坡的 稳定性 , 预测其未 来活动性 , 评估区 域滑坡的影响因子和进 行区域滑坡危险性评价 , 文中以 天台乡 滑坡 、千将坪 滑坡稳 定性评 估及三峡 库区中 前段区 域滑坡危险性评价为例 说明 。 关键词 :滑坡 ;遥感调查 ;滑坡监测 ;滑坡 危险性评价 中图分类号 :TP 79 文献标识码 :A 文章编号 :1001 - 070X(2007)01 - 0010 - 06
第 1期 , 总第 71期 2007年 3月 15日
国 土 资 源 遥 感
REMOTE SENS ING FOR LAND &RESOURCES
N o. 1, 2007 M a r. , 2007
滑坡遥感调查 、监测与评估
王治 华
(中国国土资源航空物探遥感中心 , 北京 100083)
(1)制作精确的解译基础 。用于滑坡解译的正 射图像 、DEM 及数字地理底图统称为解译基础 。 精 确的解译基础指 经精确几 何校正及 地理坐标 配准 后 , 能最大限度地反映滑坡地物的光谱特征及形态 特征的合成图像 。该处理指合理的多光谱数据合成 和融合处理 , 并有高精度的地理控制源 辅助 。 通常 地理控制源为数字化并经几何校正的大于等于调查 比例尺的数字地形图 , 在无地形图地区常采用经校 正的实测 GPS点网 。
泥石流的基本形成有 3个条件 :丰富的松散固体 物质 、充分的水源和陡峭的地形 , 泥石流常由强降雨 、 地震等原因诱发 。
12
国 土 资 源 遥 感
20 07 年
2 方法技术
滑坡遥感调查 、监测与评估方法技术是 “数字滑 坡 ”技术的一部分 。 滑坡遥感调查中用遥感与地理控 制数 据获取 滑坡基 本信息 的技 术方法 已在 “ RS + GCP s获取滑坡基本信 息 ”一文中介绍 [ 5] , 本处不赘 述 。 滑坡详细遥感调查与监测对遥感源 、与 G IS 结合 等方面均有特殊要求 。 2. 1 高中分辨率的遥感信息源配合
长期以来 , 国内外主要使 用实地调查及地表位
移 、降雨和孔隙水压力变化测量等滑坡前兆调查 、监 测方法来预测和评估滑坡活动及危害 。 面对严重的
滑坡灾害形势 , 这些常规方法已不能完全满足滑坡 防灾的需要 , 特别是难以迅速获取发生在交通困难 的高海拔 、高寒 、峡谷等地区的大规模 、高速滑坡信
息 。随着遥感技术的崛起和发展 , 从上世纪 70年代 末起 , 该技术被用于滑坡调查 。 限于当时的遥感技 术 , 本世纪前遥感只能进行中小比例尺的区域滑坡
3 滑坡遥感调查
滑坡遥感调查包括滑坡识别 、基本信息获取和 滑坡空间分析等 。 3. 1 滑坡识别
滑坡识别是基于上述滑坡基本微地貌特征和形 成环境条件 , 以人机交互方式在遥感图像上识别崩 塌 、滑坡及泥石流 , 是遥感获取滑坡信息的定性阶段 。 3. 2 基本信息获取及空间分析
确认滑坡后即采用遥感 结合 G IS定位方法 , 定 位 、定量获取滑坡基本信息并进行空间分析 。 主要 包括 :确定崩塌 、滑坡及泥石流所在位置 , 确定块体 运动和原始 (未发生位移 )地面的分界线 , 勾勒后壁 及堆积边界 , 确定运动特征 、堆积物形态 、规模及上 述各要素的部位 , 制作平面 、剖面图等 , 勾画沟谷型 泥石流的流域边界及三部位 (物源区 、流通区和堆积 区 )平面图 , 制作泥石流剖面图 , 估算沟内固体物质 规模, 分析计算水动力条件, 勾画坡面泥石流的范 围 , 了解侵蚀特征等 。 3. 3 天台乡滑坡遥感调查实例 3. 3. 1 天台乡滑坡概况
滑坡遥感详细调查与监测首先要查明各单个滑 坡形态的细部特征 。根据实践 , 最小可识别某一地物 (如滑坡要素 )的尺度 , 视地物的可解译程度 , 至少要 有 1 000 ~ 5 000个像元覆盖 , 如要了解其细部则需覆 盖更多像元 , 所以必须采用高分辨率图像 。 目前 , 此 项应用的卫星图像地面分辨率在 0. 61 ~ 5 m 范围 。但 是 , 在滑坡规模较大时 , 覆盖滑坡整体的高分辨率图 像数据量往往成为海量 (一般 >1 G ), 不但购买数据 成本高昂 , 也给图像处理及数据分析带来很大困难 , 解译也常处于只见树木不见森林的状况 。 所以 , 在大 规模个体滑坡解译时 , 常结合使用高 、中分辨率遥感图 像 , 利用中等分辨率遥感图像 (10 ~ 30 m)解译滑坡总 体及环境 , 用高分辨率遥感图像解译细部特征 。 2. 2 精确的空间定位
0 引言
滑坡是当今世界上除地震以外造成巨大经济损 失和人员伤亡的自然灾害之一 。 据统计[ 1] , 上世纪最 后 20 a 间 , 重点承灾国家意 、日 、美 、俄 、印 (度 )、中 、 捷 、奥 (地利 )和瑞士等平均每年滑坡灾害经济损失达 15 ~ 20亿美元 , 即其总和平均为每年 120 ~ 160亿美 元 。 近年来 , 滑坡灾 害更有范围扩大和活动加剧之 势 。 据我国地质环境年报 , 2000年以来 , 我国滑坡灾 害每年平均造成 1 000人以上死亡 , 年均经济损失超 过 50亿元 。以往并未列入重点承灾国的东南亚国家 最近也滑坡频发 。除了人员伤亡及经济损失外 , 滑坡 还常常带来巨大的生态灾难 。Baidu Nhomakorabea于滑坡灾害的严峻 形势及其带来的巨大损失 , 有效调查 、监测滑坡分布 与活动状况 , 进行滑坡预测与评估 , 为滑坡灾害防治 提供科学依据 , 以尽可能地减少灾害损失 , 是受灾地 区的迫切需求 , 也是滑坡科学工作者背负的使命 。
灾害宏观调查 。 信息科学技术是 20世纪发展 最快的科学技术
之一 , 其中遥感技术在认识地球环境及探索宇宙的 强大需求推动下更是飞速发展 。进入本世纪 , 遥感 数据大大丰富 , 民用卫星图像的空间分辨率已提高 至 0. 61 m (QuickB ird), 数字摄影测量 、图像处理及 G IS技术功能更加强大 , PC 计算机的贮存容量及计 算速度均大大提高 。在这些技术的支持下 , 在 20多 年滑坡遥感调查及滑坡研究实践的基础上 , 笔者提 出了 “数字滑坡技术 ” [ 2] 。该技术使原有的获取 、处 理 、存贮和显示滑坡信息的方式发生根本性变化 , 使 我们能更准确地定性 、定量地认识滑坡 , 方便 、快捷 地传输及交流滑坡信息 , 从而改善滑坡灾害调查 、监 测 、预测及滑坡理论研究工作 。
相关文档
最新文档