新疆新源縣滑坡災(zāi)害遙感影像特征及分布規(guī)律

張策 揭文輝 付麗華 魏本贊

（核工業(yè)航測遙感中心，石家莊，050002）

新疆新源縣滑坡災(zāi)害遙感影像特征及分布規(guī)律

張策 揭文輝 付麗華 魏本贊

（核工業(yè)航測遙感中心，石家莊，050002）

新疆新源縣因其特殊的地理位置和地質(zhì)條件，滑坡災(zāi)害十分發(fā)育，是伊犁地區(qū)滑坡災(zāi)害危害最嚴(yán)重的區(qū)域之一，給該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財產(chǎn)造成了重大損失。文章以國產(chǎn)GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，開展新疆新源縣滑坡災(zāi)害遙感調(diào)查工作，共解譯滑坡災(zāi)害點818處。根據(jù)滑坡災(zāi)害分布規(guī)律、強(qiáng)度將阿吾拉勒山則克臺以東到坎蘇溝地段、恰普河南岸山坡、庫爾德寧—闊克喬克、阿勒瑪勒鄉(xiāng)南側(cè)那提拉山北坡列為地質(zhì)災(zāi)害防治監(jiān)測重點地區(qū)。

遙感解譯；滑坡災(zāi)害；新源縣；新疆

一、引言

新疆新源縣地質(zhì)災(zāi)害類型多樣，崩塌、滑坡、泥石流等廣泛發(fā)育，特別是滑坡以及由滑坡引發(fā)的泥石流是該地區(qū)最為普遍和典型的地質(zhì)災(zāi)害類型，不僅威脅牧區(qū)草場及牧民的生命財產(chǎn)安全，也嚴(yán)重制約著地方旅游業(yè)及經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。由于地質(zhì)災(zāi)害日益嚴(yán)重和對突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害搶災(zāi)救災(zāi)工作的時效性要求，有必要應(yīng)用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查[1,2]。本文以國產(chǎn)GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，在對區(qū)內(nèi)典型滑坡災(zāi)害遙感影像特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立滑坡災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志，開展滑坡災(zāi)害遙感解譯工作，查明研究區(qū)滑坡災(zāi)害發(fā)生地點、規(guī)模、范圍，查明滑坡災(zāi)害分布規(guī)律、強(qiáng)度、重點防預(yù)區(qū)域，為政府和職能部門對滑坡災(zāi)害治理與預(yù)防提供參考和依據(jù)[3]。

二、研究區(qū)基本概況

新源縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西北邊（圖1），伊犁河谷東端，新疆天山山脈西段，地形地貌形態(tài)比較復(fù)雜，總體呈“兩山夾一盆”的格局，整體地勢東高西低，山區(qū)為新源縣最主要地形，北部為阿吾拉勒山，南部為那拉提山，平均海拔1000-3000m。

新源縣因其特殊的地理位置和地質(zhì)條件，滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害十分發(fā)育，其中滑坡災(zāi)害最為發(fā)育，是伊犁地區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害最嚴(yán)重的區(qū)域之一[4,5]。新源縣滑坡災(zāi)害主要分布于林帶以下的中低山區(qū)，尤其是海拔1100～2000m的中山帶最為發(fā)育，根據(jù)在該縣境內(nèi)的調(diào)查，新源地區(qū)約85%的滑坡分布于這一地帶，而海拔小于1100m的中低山區(qū)和海拔大于2000m的中高山區(qū)滑坡分布則相對較少，分別占2.5%和10.5%。由于在新源縣境內(nèi)，黃土的分布由西向東由薄變厚，再由厚變薄，而黃土的厚度對滑坡的規(guī)模大小等有直接影響，因此，滑坡災(zāi)害自西向東逐漸減弱，規(guī)模逐漸變小，那拉提和坎蘇溝以東區(qū)域，受黃土地層變薄影響，這一地帶黃土滑坡分布較少。

三、調(diào)查區(qū)遙感數(shù)據(jù)處理

3.1 數(shù)據(jù)源選擇

遙感數(shù)據(jù)源采用2014年4～9月的GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是高分辨率對地觀測系統(tǒng)國家科技重大專項的首發(fā)星，配置了2臺2m分辨率（全色）、8m（多光譜）相機(jī)，4臺16m分辨率多光譜相機(jī)。經(jīng)圖像處理，空間分辨率可提高到2m，能滿足1∶1萬比例尺解譯精度。

3.2 遙感數(shù)據(jù)處理

由于遙感系統(tǒng)空間、時間以及輻射分辨率的限制，很難精確地記錄復(fù)雜地表信息，在數(shù)據(jù)獲取過程中不可避免的會出現(xiàn)誤差，這些誤差降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而影響了圖像分析的精度。因而在進(jìn)行應(yīng)用前有必要對圖像進(jìn)行預(yù)處理。本研究中所涉及的GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要包括影像正射校正、圖像配準(zhǔn)、圖像融合和數(shù)據(jù)裁剪等。

四、滑坡地質(zhì)體遙感解譯標(biāo)志的建立

4.1 典型滑坡遙感影像特征分析

4.1.1 則克臺溝加朗普特滑坡遙感影像特征

在GF-1影像圖（圖2）上可看出，則克臺溝加朗普特滑坡體的形態(tài)、紋理及色調(diào)與背景環(huán)境在宏觀上表現(xiàn)極不協(xié)調(diào)，由兩個呈舌形的滑坡體、一個呈椅形的滑坡體組成，形成明顯的洼地，滑坡體色調(diào)呈淺色調(diào)，灰白色、青白色，色調(diào)分布不均勻，紋理平滑細(xì)膩，滑坡體后壁有坎，坎處呈暗色調(diào)，線性特征清晰；滑坡形成的泥石流位于滑坡體下游，呈長而彎曲的蚯蚓狀；滑坡體上游形成的堰塞湖在影像上呈深藍(lán)色。

4.1.2 吐爾根薩依滑坡群遙感影像特征

在GF-1影像圖（圖3）上，滑坡群呈弧形、椅形、馬蹄形、舌形，色調(diào)呈淺色調(diào)、灰白色，紋理細(xì)膩平滑；個別滑坡體引發(fā)泥石流，呈長而彎曲的蚯蚓狀（圖3）。

3.2 遙感解譯標(biāo)志的建立

遙感影像上，不同地物有不同特征，這些影像特征是判讀識別各種地物的依據(jù)，稱為判讀或解譯標(biāo)志。通過對新源縣則克臺溝加朗普特滑坡體、吐爾根薩依影像特征分析，建立了滑坡災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志，具體見表1。

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五、遙感解譯成果及分布規(guī)律

根據(jù)建立的滑坡災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志，通過室內(nèi)遙感解譯，結(jié)合野外實地調(diào)查，新源縣共解譯滑坡災(zāi)害點818處，以中小型滑坡為主，那拉提山庫爾德寧東到那拉提區(qū)域以及阿吾拉勒山則克臺以東到坎蘇溝地段滑坡分布較為密集，且滑坡規(guī)模較大，自西向東滑坡災(zāi)害程度逐漸減弱，與區(qū)內(nèi)黃土層分布特征一致。根據(jù)解譯成果，新源縣滑坡災(zāi)害防治監(jiān)測重點地區(qū)可劃分為4片，即阿吾拉勒山則克臺以東到坎蘇溝地段、恰普河南岸山坡、庫爾德寧—闊克喬克、阿勒瑪勒鄉(xiāng)南側(cè)那提拉山北坡（圖4，表2），這4片滑坡災(zāi)害防治監(jiān)測重點地區(qū)占新源縣全部滑坡災(zāi)害的95%以上，災(zāi)害點密度高，規(guī)模大，危害程度高。

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六、結(jié)論

本文以國產(chǎn)GF-1號衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，圍繞新疆新源縣滑坡災(zāi)害開展遙感調(diào)查，解譯滑坡災(zāi)害點并圈定滑坡重災(zāi)區(qū)，通過野外驗證取得較好應(yīng)用效果。

（1）基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)開展“宏觀—微觀—宏觀”滑坡災(zāi)害遙感解譯工作，可滿足不同比例尺災(zāi)害遙感調(diào)查要求，為政府和職能部門對滑坡災(zāi)害治理與預(yù)防提供參考和依據(jù)。

（2）滑坡災(zāi)害在遙感影像上的解譯標(biāo)志主要表現(xiàn)為滑坡體本身的形態(tài)、紋理和地貌標(biāo)志，色調(diào)特征也是某些滑坡的重要識別標(biāo)志。滑坡體的形態(tài)、紋理及色調(diào)與背景環(huán)境在宏觀上的不協(xié)調(diào)為滑坡遙感解譯的重要參考。

（3）針對新源縣共解譯滑坡災(zāi)害點818處，主要發(fā)生于新源縣境內(nèi)的阿吾拉勒山南坡和那拉提山北坡，自西向東滑坡災(zāi)害程度逐漸減弱，根據(jù)分布規(guī)律圈定滑坡重災(zāi)區(qū)4片，為今后滑坡災(zāi)害治理與預(yù)防重要區(qū)域。

[1]楊武年,濮國梁.長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感圖像信息處理及其監(jiān)測和評估[J].地質(zhì)學(xué)報.2005，79(3):423-430.

[2]熊盛青.國土資源遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].國土資源遙感.2002,51(1):1-5.

[3]陳文平,韓小明,范英霞.SPOT5影像數(shù)據(jù)在伊犁谷地地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查中的應(yīng)用[J].新疆地質(zhì).2008, 26(4)396-398.

[4]劉毅.伊犁黃土滑坡特征、成因及穩(wěn)定性分析[D].石河子大學(xué).2015.

[5]安海堂,劉平.新疆伊犁地區(qū)黃土滑坡成因及影響因素分析[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù).2010,21(3): 22-25.

[6]童立強(qiáng),郭兆成.典型滑坡遙感影像特征研究[J].國土資源遙感.2013,25(1):86-92.

[7]姚鑫,戴福初,陳健.金沙江干熱河谷區(qū)滑坡遙感解譯研究[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報.2006,17 (3):18-21.

[8]王治華.大型個體滑坡遙感調(diào)查[J].地學(xué)前緣(中國地質(zhì)大學(xué)(北京)；北京大學(xué)）.2006,13(5):516-523

遙感面臨的重大戰(zhàn)略機(jī)遇

2005年，中國作為發(fā)起國之一，建立起政府間多邊科技合作機(jī)制，地球觀測組織GEO，主導(dǎo)和引領(lǐng)了全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，各國都在GEO框架下組織制定了有利于本國發(fā)展的對地觀測計劃，美國、歐盟、日本等國已經(jīng)制定了全局對地觀測發(fā)展戰(zhàn)略。

“十二五”期間，中國啟動了863計劃—“星、機(jī)、地”綜合定量遙感系統(tǒng)與應(yīng)用示范重大項目，規(guī)劃建設(shè)了“天、空、地”一體化的全國遙感網(wǎng)技術(shù)體系，提升了覆蓋數(shù)據(jù)接收、處理、定量遙感產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用服務(wù)全鏈條的空間信息服務(wù)能力，為中國的對地觀測系統(tǒng)走向世界進(jìn)行了有益探索。

中國目前已經(jīng)建立了涵蓋各部門的遙感應(yīng)用技術(shù)體系，各部門紛紛制定了面向本領(lǐng)域的衛(wèi)星遙感應(yīng)用發(fā)展規(guī)劃，建立業(yè)務(wù)運行系統(tǒng)。目前正在實施的國家科技重大專項高分辨對地觀測系統(tǒng)和空間基礎(chǔ)設(shè)施，可初步形成天空一體化高精度對地觀測網(wǎng)絡(luò)，初步實現(xiàn)了空間信息資源共享。

中國作為地球?qū)Φ赜^測組織GEO聯(lián)合主席國，正在倡導(dǎo)建立全球性的地球觀測應(yīng)用信息系統(tǒng)，這與中國目前的全球性戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)基本一致。未來十年，中國正面臨全球綜合地球觀測系統(tǒng)發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，可充分利用GEO這一全球平臺在區(qū)域和全局層次上加快趕超世界先進(jìn)國家。