SPOT 10 m多光谱遥感影像不良地质解译分析

2010-07-17宋明辉

山西建筑 2010年16期

宋明辉

1 概况

新建铁路宝鸡—兰州客运专线元龙—郭家镇段全长100余千米,该区段不良地质滑坡、泥石流极为发育,是约束本段铁路选线的核心因素。区内不良地质主要发育在第三系泥岩(N)与第四系冲洪积层(Q4)中,属典型的黄土滑坡区。

工作中采用了法国SPOT 5高分辨率商业卫星数据,空间分辨率10 m,成像时间为2008年6月～12月,并参考了工作区1∶20万区域地质图,对遥感影像进行处理和不良地质解译,解译的范围包括线路两侧约5 km的带状区域,经过了室内解译、外业调查验证、内业修正与成图3个阶段(见图 1),成图面积约2 600 km2,最终提供了1∶5万遥感不良地质解译图,为本区段工程地质勘察及线路方案比选提供了重要资料。

2 遥感数据处理

包含本工作区的遥感影像共有4景,首先对影像进行正射校正、空间配准、影像镶嵌等处理,在图像处理程序上首先对SPOT 4个波段直方图进行统计比较,选用信息量丰富、相关性较小的4,1,2三个波段作为进一步处理的主要波段,经过整体线性拉伸、色彩调整、对比度与亮度调整、局部线性拉伸和色彩增强处理,彩色合成方案的选择上,当对4,1,2波段分别赋予红、绿、蓝三色合成假彩色图像时,所得到的图像彩色最为丰富,所含信息量最大,地貌信息突出,尤其滑坡形态明显,有利于不良地质解译的进行,然后根据搜集的1∶5万地形图对单景遥感影像进行几何精度纠正,使遥感影像和地形图具有相同的投影和坐标系统。最后对纠正好的影像进行镶嵌、裁切、整体匀色处理等工作,最终将处理好的假彩色图像作为遥感不良地质解译的基础图件。

3 不良地质遥感解译

3.1 建立解译标志

工作区不良地质体主要以滑坡和泥石流为主,通过对遥感影像及地质资料的分析,总结出本区遥感影像中滑坡、泥石流的解译标志如下:

1)滑坡、泥石流主要分布于第三系与第四系发育区,第三系泥岩与第四系接触带多为滑坡面。2)可见到明显的圈椅状滑坡后壁,且后壁形态,规模,厚度各不相同(见图2)。3)滑坡区的地貌极为紊乱,水系冲沟极为发育,可见到明显的双沟同源现象,非滑坡区地貌规整,与滑坡区界线清晰可辨。4)人类活动具有明显的选择性,如由于滑坡的存在,梯田的建造具有明显的不连续性。5)泥石流一般发育在深大沟谷中,沟口可明显见到洪积扇,迫使河道呈弧形拐弯(见图3)。6)本区泥石流上游区一般发育大规模的滑坡,成为泥石流物质重要的补给源,即滑坡与泥石流紧密相伴生。

3.2 遥感解译

根据以上建立的遥感解译标志,并充分挖掘遥感图像的色调、纹理、几何形态、阴影、水系形态等信息,在GIS环境中,对遥感影像进行全面解译,并遵循先易后难,循序渐进原则:1)由整体到局部,由浅到深;2)由已知到未知,从比较了解的地段入手向较陌生的地段推进;3)先解译影像清晰部分,后解译模糊部分;4)先解译显露的,后解译推测的;5)先解译大型的,后解译小型的。解译过程采用目视方法,人机交互的方式进行,目视解译方法使得解译过程融入了个人专业知识和专业经验。解译过程采用人机交互方式进行,由于不良地质信息的解译需要在不同尺度下进行(如规模大的需在小比例尺下解译,规模较小的则需要在大比例尺下解译),人机交互方式可满足不同尺度下的解译要求,可快速、高效地完成解译工作,另外人机交互解译成果直接以矢量文件存在,便于随时修改,也为下一步的成果转绘提供了方便。

3.3 外业调查验证

该区段遥感图像反映的地质信息相对比较清晰,解译标志明显,尤其是对大中型滑坡的解译有很高的准确性。由于地质情况在图像上反映的十分清楚,能够快速判定重点调查部位和调查路线,大大提高了野外调查工作的目的性和测图速度,提高了成图质量。

外业调查验证时根据室内解译的初步结果、遥感图像的反映程度和解译目标的复杂性,在图像上反映较清晰、地物标志识别好的地段,以验证为目的,结合详细地质观测,充分发挥了现场地质工作的直观和遥感技术的优势,提高了工作速度。路线经过复杂沟谷和不良地质集中发育地区,则通过地质追溯、地质观测和GPS定位,将观测到的不良地质现象和地质观测点准确定位到遥感图像上,修正了室内解译存在的谬误,填补了遗漏的对工程有影响的不良地质现象。观测中作了大量记录,测量了不良地质要素数据(宽度、厚度等),对一些地质现象进行了照相。最终以遥感影像为背景图件,提供了1∶5万工作区遥感不良地质解译图,以指导下阶段的工程地质勘察及方案比选研究。