地质灾害崩塌滑坡泥石流遥感

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国类外应用现状遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到20世纪70年代末期。在国外，开展得较好的有日本、美国、欧共体等。日本利用遥感图像编制了全国1：5万地质灾害分布图；欧共体各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法作了系统总结，指出识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需遥感图像的空间分辨率。我国地质灾害的遥感调查起步于20世纪80年代初，起步较晚，但进展较快，是在为山区大型工程服务中逐渐发展起来,并扩大到铁路及公路选线、山区城镇等区域。国土资源大调查工作开展以来，应用数字地质灾害技术，航遥中心先后完成长江三峡库区、青藏铁路沿线、喜马拉雅山地区、川东等地近40万平方千米的地质灾害专项遥感调查工作；水环部在年以来部署的1:5万地质灾害害详细调查中广泛采用了遥感技术，要求以SPOT－5数据进行区域覆盖，重点区用1m以上高分辨率数据覆盖。遥感调查技术流程基本原理地质灾害遥感调查与监测主要通过对遥感影像图的目视解译及计算机辅助制图来实现。地质灾害大多具有明显的形态特征，并和背景岩石或地层有一定的色调差异和纹理区别，另外，地貌、植被及景观生态等，也可以作为地质灾害的判定提供间接标志。地质灾害遥感调查即利用遥感信息源，以人机交互目视解译为主，计算机图像处理为辅，并将遥感解译成果与现场验证相结合，同时结合其他非遥感资料，综合分析，多方验证，最终判读圈定地质灾害的分布、规模、形态特征及孕育背景，评价其可能的影响区域及对象，为地质灾害相关工作提供基础资料。技术特点（1）遥感调查技术从高空对大范围地区或个体地质灾害进行探测，能够获取区域或个体地质灾害的宏观全貌特征。（2）遥感调查技术不受地面条件的限制，在自然条件恶劣的地区，比地面调查具有更高的安全性、可行性和工作效率。（3）遥感调查技术能快速对同一地区进行多时相数据采集，及时获取最新数据。利用多时相遥感调查，可以动态反映调查区地质灾害的动态变化情况，对地质灾害发展状况进行监测（低空无人机为数据的获取提供了便利）。（4）遥感图像具有多解性和不确定性图像处理是以图像亮度数值为基础，图像像元亮度不仅取决于地物的物理特性，还取决于地物的表面状况（如表面含水量、粗糙度、色泽等）及地表的地形起伏对太阳辐射照度的调制作用而引起的地面太阳照射明亮程度变化，如地面阴坡阳坡。地物表面状态和地形调制作用，将直接导致不同地物具有相同图像亮度（同谱异质）与相同地物具有不同图像亮度（同质异谱）现象,造成图像信息的多解性，使以图像象元亮度数值为基础的图像处理技术，在地物信息识别、提取和解释过程中会出现较大困难，一种遥感资料会产生多种解释结果。例如，从遥感图像上提取的矿化蚀变信息，不一定完全对应地表矿化蚀变，同时，还会有一些地表矿化蚀变地物，没有完全提取出来。另一方面，多种因素影响图像的亮度，导致遥感图像上某些地质体的界线，表现为一种光谱特征和空间特征的渐变性和模糊性，使得岩性识别，特别是地质体界线的圈定，带有一定的不确定性。滑坡遥感解译在遥感图像上显示的特定的色调、纹理及几何形态组合，被称为滑坡识别的直接标志；而滑坡造成的地形地貌、植被、水系及景观生态等的异常突变，可以称为滑坡识别的间接标志。大多数滑坡发生后，可以形成一些在遥感图像上能够明显被识别的影像特征：在形态上表现为圈椅状地形、双沟同源、坡体后部出现平台洼地，与周围河流阶地、构造平台或与风化差异平台不一致的大平台地形，“大肚子”斜坡、不正常河流弯道等；原地层的整体性被破坏，一般具有较强的挤压、扰动、松脱等现象，岩（土）体破碎，地表坑洼不平；滑坡体后部出现镜面、峭壁或陡峭地形等。具体到每个滑坡，其识别标志往往只有其中的几个。但是，远程滑坡经过长距离运移已面目全非，基本不再具有上述影像特征。因空间分辨率所限，其他一些在现场常见的马刀树、醉汉林、擦痕、建筑物变形等滑坡的细微特征在目前的遥感图像上表现不明显。滑坡的遥感解译标志不能一概而论，多数不是看一眼就能识别的，地质环境条件的不同、滑坡发生时间的长短、滑坡运移距离的大小等因素使滑坡体在遥感图像上表现的影像特征有较大差别。颜色特征也是某些滑坡的重要识别标志。对于发生时间较长的老滑坡或古滑坡，由于滑坡形成后的自然风化剥蚀、流水侵蚀、植被恢复及人类生活、生产活动，使滑坡的某些或大部分影像特征变得模糊不清，给野外现场识别和遥感解译识别带来了极大的不确定因素，在这种情况下，纹理及地物类型与背景环境在宏观上的不协调就成为遥感识别滑坡体的重要参考。单个遥感解译图从单个滑坡解译可以看出，遥感影像图B可以这种方法解译的优势在于宏观快速大致识别滑坡，圈定滑坡边界，特别是人类活动较少的地方。把疑似滑坡的区域的地方分辨出来可以为地面调查路线提供可靠的参考。对收集到资料补充新发生的滑坡，进一步完善滑坡编录的内容。三维场景图D可以直观的展示滑坡的空间分布和形态特征识别，并且可以进一步验证图B是否为滑坡及其范围。三维场景显示形象的展示了地形地貌，也可参考其合理的规划地面调查路线。现场验证照片图C，是对图B和图D的最直接的验证，可现场调查滑坡的斜坡类型、地层时代、诱发因素、产状等相关信息。新发生的滑坡灾害由于自然破坏和人为破坏都不太严重，因而滑坡体本身的形态、纹理、颜色等都保持有明显的影像识别标志，滑坡体的纹理及颜色与背景环境影像特征的不协调非常明显。尽管远程滑坡在运动过程中发生解体，但其在斜坡上的负地形、在沟道堆积而造成的“V”字型沟系中的“U”字型异常沟、沟谷中坑洼不平的垄岗状地形异常、沟谷中大规模分布的岩石碎屑异常和堵塞沟谷形成的堰塞湖等影像特征是其独有的遥感识别标志。泥石流解译泥石流三大要素：物源区、流通区、堆积区。泥石流的物源区岩石破碎、物源丰富，在遥感图像上冲沟发育，植被不发育，第四纪松散堆积物较多；流通区往往有陡坡地，形成新鲜的碎屑流；堆积区为沟谷下游出口，地形突变为平缓、呈扇型，有较强的浮雕凸起感，表面有流水形成的网状细沟等。泥石流有时堆积物串珠状排列于坡脚，形成堆积扇群。泥石流堆积区的整体色调、影纹与周围植被较发育或基岩处差异明显。泥石流扇的色调与基岩区和风化堆积物的色调近乎一致，其区别在于饱和度和明度上有较大的差异。新形成的泥石流堆积体因其内部水分充足，色调的饱和度较背景的高，亮度低；干涸的泥石流堆积体则与之相反。泥石流堆积体内部的色调多不均一，有时呈紊乱的色调；泥石流堆积体的影像花纹多呈斑状、斑点状，花纹结构较粗糙。结语遥感经过几十年的发展，各种类型对地观测卫星、星座的升空，新型传感器的不断推出，小卫星系统、无人机系统、艇基技术的发展，促进对地观测向整体化、系列化和国际化的方向发展，多平台、多尺度、多层次、多传感器的立体对地观测体系正在逐步形成。随着传感器频谱范围的不断拓宽，分辨率（空间、光谱、时间、辐射）的不断提高，不仅极大地提高了遥感的观测尺度、对地物的分辨本领和识别的精细程度，而且使遥感的数据处理、信息提取和工作方法都发生一些质的变化和飞跃，将遥感技术和应用都推向一个新的高度。

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