浅析遥感技术在广东潮阳区地质灾害详细调查中的应用

张明亮 吴娇媚 李双梅

摘要：广东省是全国地质灾害发生严重地区之一，以县级行政区为单位开展大比例尺、高精度的地质灾害调查是掌握地区地质灾害发育情况的必要手段。遥感技术以高效率、高准确性、难以替代性、经济性等特点，能够很好地完成调查区地质灾害初步调查，指导下一步有针对性、科学性的工作。因此，遥感技术常作为地质灾害调查的先导手段广泛应用。

关键词：遥感技术；遥感解译；地质灾害；广东；潮阳区

1.引言

遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界范围内以及我国许多政府部门、科研单位及公司得到广泛应用（梅安新等，2001）。遥感技术是一门综合性探测技术，具有大面积同步观测、高时效性、数据的综合性、可比性和经济性等特点，是地球科学和空间科学的重要研究手段之一，同样在地质灾害的调查与检测方面也有很好的应用。

在广东省实施的1∶5万地质灾害信息调查项目中，遥感解译作为地质灾害详细调查的先导手段，整体上初步掌握调查区的地质灾害发育情况，地质环境背景及人类工程活动。为下一步野外调查奠定基础，指导高效率的调查，并形成室内解译信息表，最终制作调查区专项地质灾害遥感图件。

2.研究区概况

潮阳区地处广东省东部，隸属汕头市，位于汕头市西北处，濒临南海。区内水系发育，地貌类型以丘陵和平原为主，表现为中部高，四周低，区内丘陵自西北至东南呈带状分布，东北部为榕江发育而来的榕江平原，西南部为练江发育而来的练江平原。丘陵多为燕山期侵入岩组成，岩性主要为花岗岩和花岗闪长岩；平原以第四纪晚更新世-全新世沉积物为主，岩性复杂多变，以砂、砂质粘性土、粘土为主，且广泛发育软土。据区域地质资料，潮阳西北部断裂构造发育，岩石多呈破碎状，风化强烈，局部不均，地震活动强烈，属地震烈度Ⅶ区，局部Ⅷ区。工程地质条件较复杂，水文地质条件较简单。水土流失程度较重，地质环境条件较脆弱。人类工程活动主要为露天采石、人工削坡建房、道路切坡。人类工程经济活动对地质环境影响大，降雨和人类工程活动是诱发地质灾害的主要因素。

3.研究数据与方法

3.1数据源

本次潮阳区地质灾害详细调查中，以全国第二次土地调查卫星数据为主要遥感信息源。数据源基本信息为1∶2000彩色数字正射影像图，航摄比例尺为1∶35000，影像地面分辨率为0.28，采用高斯-克吕格投影，3°分带，国家2000大地坐标系，航摄日期2012年。

3.2数据处理

本次收集的遥感数据经过影像的校正及配准，影像图图面清晰细致、纹理丰富、色彩美观，地区影像无拉伸、变形，容易判读，适合应用于地质灾害调查。

潮阳地质灾害详细调查遥感解译用到的软件主要为Global Mapper，MapGis及Photoshop。潮阳区遥感影像可以很好地吻合1∶50000地形图（国家2000大地坐标系）。具体的处理过程见图1。

（1）于Global Mapper（GM）中设置对应的坐标参数，导入配准好的地形图（1∶50000），导入遥感影像图，根据影像图特征及地质灾害及隐患类型（崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、不稳定斜坡等）建立解译标志，包括灾害类型、构成要素、地貌、地质构造、岩土体类型、水文地质现象和覆盖类型等；

（2）根据相关技术标准，填写解译信息表格；

（3）根据解译信息表进行野外验证；

（4）根据野外验证情况更正解译结果；

（5）拼合全区域遥感影像图，利用Photoshop进行图片处理（压缩），最后导入到MapGis中，添加相关图层，生成专项地质灾害遥感图件。

4.地质灾害遥感特征

4.1解译标志的建立

遥感解译标志的建立能够帮助识别目标物及其性质和相互关系。在建立解译标志时，需要对影像图整体的地物类别进行确定，主要包括影像图上地物反射的光谱色彩、地物形态等，具体表现色调、阴影、图案、纹理、大小等（张先敏，2018）。而解译标志可分为直接解译标志和间接解译标志，上述色调、阴影、图案等是直观体现，为直接解译标志；间接解译标志则是通过某种内在联系，例如位置、空间关系，地貌、植物、水系的变化，来推测某一地物的属性或自然现象（董文等，2019）。

不同地物解译标志的建立是在充分收集调查区背景资料（区域地质、水文、植被等）的基础上，对遥感影像进行充分解译并进行相关验证。解译标志主要包括地质环境因子，即地貌类型、地质构造、岩（土）体类型、水文地质及植被类型；各类地质灾害的解译标志。

4.2遥感解译标志

地质灾害的发育受地形因素的制约，同一分辨率下的可解译的地质灾害体存在差异。根据本次详查数据、结果，地质灾害具有沿高程垂直分布，人类工程活动强烈、地质环境条件较复杂、区域集中的特点。

（1）滑坡

影像图上，滑坡发生区多处于斜坡甚至陡坡微地貌，滑坡后缘滑坡壁坡度较陡，呈弧形半圈状（图2a）。滑坡体整体呈现舌形或簸箕形，滑坡周长清晰可见，色调上整体较周围偏暗，滑坡体上通常有植物生长，且表面存在明显的冲刷沟，偶见小型封闭洼，滑坡体坡度较原始坡坡度明显变缓。

（2）崩塌

影像图上呈灰色、灰黄色。崩塌壁呈不规则状，堆积物结构粗糙，影像图上呈现为大小不一的斑点或斑块（图2b），边界呈弧形锯齿状，多发生于岩质边坡，坡体坡角多处于50°～80°，且高差较大，或坡体呈孤立山嘴，或凹形陡坡地段。陡坡周围易堆积成岩堆或倒石堆。就本区而言，崩塌多发于岩质边坡及高差较大的土质边坡。

（3）不稳定斜坡

不穩定斜坡平面呈不规则条带状，色调通常较周围地质体颜色浅，呈浅色，如灰白色，但色调不均匀，间不规则斑纹，边界清晰（图3）。大部分植被覆盖少，部分见有冲沟。多级人工边坡平面上清晰可见台阶，呈较平直条带。坡面粗糙，坡脚平整。本区不稳定斜坡多为人工削坡所致。

（4）其他

露天采石场：整体不规则块状，色调较均匀，界线明显，部分采石场坑底见积水，影像上呈淡绿色-黄绿色，表面干净无斑点。

第四系地貌：整体呈不同程度的绿色，深绿、灰绿、浅绿；平面形态呈不规则块状，方格状，多为耕地；水系发育，呈树枝状，网状。

4.3解译结果与野外验证

在室内解译的基础上，对调查区展开了野外核查与验证工作，并结合野外验证情况对室内初步解译结果进行了补充和修正，完善了对应的地质灾害遥感解译标志。在此基础上，进行了详细解译，形成专项解译成果图，确保解译成果的精度、质量与可信度。本次遥感解译地质灾害点（包括不稳定斜坡）共10处，野外核查10处，正确9处，遥感解译准确率达81%，证明了遥感解译的准确性在误差范围内。

通过遥感解译与野外验证调查，调查区内地质灾害的分布受地质环境条件、大气降雨、人类工程活动的影响明显。地质灾害多发育于丘陵地貌区域，丘陵区域第四系残坡积发育、削坡建房、道路切坡、垦植坡地现象较多；边坡高差大、坡度较陡，强降雨激发下，极易发生崩塌、滑坡地质灾害。

5.地质灾害遥感解译专题图制作

综合室内遥感解译与野外实地验证的结果，进行专项图件的制作，具体流程如下：

（1）全区域遥感图的拼接：在GM中分块拼接遥感影像图，根据潮阳区实际情况，分为10块进行拼接；

（2）图层添加：拼接好的遥感影像图导入MapGis中，根据解译情况添加地质灾害遥感解译点和地质环境遥感解译点图层，再套合主要地层界线、注释和地质构造图层；

（3）图面整饰与出图：添加图名、图例、比例尺等要素，按相关要求进行图面的整饰，导出专项遥感解译图。

6.结论

地质灾害调查中遥感技术的应用，可以获得野外实地调查不易或难以到达的地区的地质灾害发育情况和地质环境条件，同时能初步掌握调查区内地质灾害的发育数量、规模、规律、特点等情况。可以大幅度缩减工作周期，节约地面调查投入的人力、物力、财力。提升工作效率。

在实际工作中发现，遥感解译能够较好的解译出滑坡、不稳定斜坡。但对崩塌、地面沉降的解译效果及正确率偏低。经过分析推测产生这种情况的原因有三点：一是调查区地质灾害的规模多为小-微型（但危害较大，危险性大），不利于遥感影像中解译；二是地质灾害的发生具有突发性的特点，本次遥感影像航摄日期为2012年，近期发生的地质灾害不能在影像图中体现出来；三是调查区地面沉降区域均为房屋覆盖，难以通过单一时相的遥感解译图像解译出来，且区内地面沉降为区域性地面沉降，平面上难以识别。

另在地质灾害研究中，从事遥感研究的主要是非地质工程专业的研究者，他们大多从地貌学、地理学的观点来分析评价地质灾害，没有将地质灾害的发育条件、形成机理和遥感技术很好地联系起来。

遥感技术在地质灾害中的运用具有省时、省力、安全、高效的特点，方便进行大范围同步观测，有利于从区域上大范围研判地质灾害的分布特征及规律。但是在实际工作中仍然存在对灾害体的误判现象，因此，在后期的工作中应结合调查精度，充分考虑对调查区不同区域采取不同的手段，遥感技术和其他技术穿插进行，各有侧重。对于高精度大密度的地质灾害调查要充分结合野外地面调查，尤其是对单体、典型的地质灾害的研究。这样，可以最大程度上保证调查、研究的精确性和准确性，保证数据的科学性、有效性。

参考文献：

[1]梅安新，等.遥感导论[M].北京：高等教育出版社， 2001.

[2]张先敏.遥感解译在定远县地质灾害调查中的应用[J].资源信息与工程， 2018， 33（3）： 156-159.

[3]董文，潘建平，等.高分二号卫星数据在地质灾害调查中的应用——以重庆万州区为例[J].中国地质灾害与防治学报， 2019， 30（1）： 106-111.

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