遥感地质解译与GIS在重大地质灾害中的应急调查*

李 亮，邓卫卫

（1.贵州省地质调查院，贵州贵阳550001；2.贵州省地质环境监测院，贵州贵阳550001）

遥感地质解译与GIS在重大地质灾害中的应急调查*

李 亮1，邓卫卫2

（1.贵州省地质调查院，贵州贵阳550001；2.贵州省地质环境监测院，贵州贵阳550001）

以贵州省关岭特大型滑坡为例，对比分析灾害发生前后DEM、卫星影像、航拍影像，利用地质解译和GIS技术对两期影像和数字高程模型的信息挖掘，获取滑坡体的地质特征、形态、规模、三维模型等，并准确评估受灾情况，有效发挥了地质解译与GIS在重大地质灾害应急调查中的作用，为今后重大地质灾害中的应急调查提供参考、示范。

重大地质灾害；遥感地质解译；DEM；GIS；应急调查

贵州是一个生态环境脆弱、地质灾害易发的山区省份，重大地质灾害时有发生，随着低空遥感技术的发展，无人机可做到快速响应，第一时间获取受灾地区的遥感影像数据［1－5］，为抢险救灾提供及时的数据保障。2010年6月28日14：30，贵州省关岭县岗乌镇大寨村因强降雨，突发一起极其罕见的特大型滑坡，滑坡体规模约118×104m3，造成永窝和大寨两个村民组被掩埋（99人遇难），灾害发生后贵州省有关部门迅速派出无人机开展航测，及时获取滑坡体的遥感影像及DEM数据，为抢险救援提供了第一手灾情信息［6－7］。本文以关岭县特大型滑坡为例，利用滑坡前与滑坡后的两期高分辨率影像及DEM进行数据分析，通过遥感解译、滑坡体规模计算、掩埋居民点定位、灾情评估、滑坡体三维展示等，深入探讨地质灾害遥感应急调查的技术流程，进一步拓展了遥感解译与GIS技术在重大地质灾害的应用，为应急救援、灾情评估提供及时、准确、全面、直观的信息，为今后遥感地质解译与测绘地理信息技术在重大地质灾害中的应急提供参考、示范［8－11］。

1 地形地貌、地质环境分析

关岭特大滑坡位于贵州省安顺市关岭县岗乌镇，滑坡体所在区域最高海拔1 690 m，最低海拔位于光照水库的水面，海拔730 m，切割深度约1 000 m，发生滑坡的山体的自然坡度约45°～50°，呈上陡下缓的“靴状地形”，两侧为相对深切的冲沟，滑坡体周边冲沟呈树枝状发育，属侵蚀性深切峡谷斜坡地貌。滑坡周边区域构造主要由一束大体平行的较紧密褶皱和逆断层组成，构造线呈北西－南东向展布，滑坡体位于简庄逆冲断层南面，所处斜坡为单斜构造，坡体为逆向坡，有一条性质不明的北东向小断层，从岩层叠覆组合来看（表1），整个坡体呈现“上硬下软”的地质结构，这种结构不仅容易形成滑坡，也容易形成崩塌等地质灾害（图1）。

表1 滑坡周边区域地层表

2 数据源

灾害后遥感数据：2010年6月29日航拍并正射的遥感影像（分辨率为0.2 m）。

灾害后的DEM：由航拍空中三角测量获取制作，DEM网格为3×3 m。

灾害前遥感数据：2010年2月6日“快鸟”卫星的遥感影像（分辨率为0.61 m）。

灾害前的DEM：1：1万标准图幅DEM（图幅号：G－48－79－5），DEM网格为5×5 m。

3 灾害体解译分析

航拍影像显示，该灾害体发生过程，既有崩塌、滑坡特征，又有泥石流特征，是一起典型复合型的地质灾害，通过影像分析将该灾害体分成崩滑区、碎屑流区和泥石流区三部分（图2）。

图2 关岭特大型滑坡分区图

崩滑区地层为三叠系下统飞仙关组，岩性以泥岩、粉砂岩为主，风化严重，岩石节理裂隙发育，结构破碎，在强降水等因素的作用下，坡体发生解体后形成崩滑体，在“靴状地形”的地形条件下，巨大的势能转化为动能，形成碎屑流，并对沿途进行撞击和刮铲（图3）。

图3 关岭特大型滑坡遥感解译图

碎屑流区地层为二叠系上统龙潭组，岩性为页岩、砂质泥岩及煤层，坡度相对缓和，在地形因素的影响下，崩滑区的碎石土形成碎屑流，对沿途铲刮和撞击，形成2个铲刮区和2个撞击区，在掩埋永窝村民组之后，碎屑流沿主沟运动，流动总体方向折转为北偏西65°，又将沟谷右岸的大寨村被全部摧毁，随后碎屑流的流动方向折转为西偏南约20°，基本沿沟谷流动，沿途掩埋公路边一户独立房屋。

泥石流区位于大寨村以西350 m处到光照水库边，大致东西向，长约350 m，地势更加平缓，随着流动速度降低动能减小，流动的范围也变窄，最后到光照水库岸边停止。

4 灾害体规模计算

基于GIS空间分析进行灾害体的规模计算，算法是通过滑坡前后的DEM差值运算，获取滑坡、堆积的方量（图4）。

图4 滑坡体规模算法流程图

滑坡前后DEM差值运算表明，上部的滑坡体长度约400 m，滑坡体体积约为118×104m3，滑坡面积为7.25×104m2，最大滑坡厚度约50 m（图5），平均厚度30 m，滑动后转化形成长约1 500 m、宽50～250 m的带状碎屑流，碎屑流与沿途铲刮的碎石土形成长条状堆积体，整个碎屑流堆积体积约为200万m3，堆积区面积11.5× 104m2，最大堆积厚度约30 m，平均厚度10～15 m（图6）。

图5 关岭特大型滑坡地形变化图

图6 关岭特大型滑坡堆积厚度等值图

图7 关岭特大型滑坡灾情评估图

5 灾情评估

对比灾害发生前后的遥感影像可知（图7），永窝村民组和大寨组受损失最为惨重，滑坡掩埋了近半个永窝组（约20户房屋），大寨组被全部掩埋（约20户房屋），下方公路边1户独立房屋被埋，此次特大滑坡共计掩埋房屋21户99人。碎屑流前缘有约140 m的公路被掩埋，约有11.4×104m2的耕地和1.7×104m2的林地被掩埋，一起极其罕见的特大崩滑—碎屑流复合型地质灾害。

6 滑坡体的三维影像模型

无人机航拍的高分辨率影像与DEM数据，在GIS平台制作并展示滑坡体的三维影像模型，生成的三维遥感影像模型，形象、直观且逼真，能真实反应滑坡体的形态、规模、运动轨迹等（图8），使决策者更直观的了解地质灾害体的情况。

图8 滑坡体三维影像模型

7 结论与建议

（1）无人机航摄已成为重大地质灾害抢险救援的技术支撑手段之一，由其航拍的高分辨率影像为救援提供了第一手灾情信息，除影像外，通过空三加密测量采集的灾后DEM数据，也是重要的灾情数据，深度挖掘，可获取灾害体的规模和灾后地形变化情况。

（2）充分发挥“水工环”和遥感地质的学科知识，结合灾害前后的遥感影像与DEM数据，通过地质解译、GIS计算等，对重大地质灾害做到“定性”恰当、“定量”准确。

（3）应重视三维技术，灾害体的三维影像模型能从多个视场，形象且逼真的展示灾害体的形态、规模等，使决策者更直观地了解地质灾害的情况，有利于抢险救援工作的部署。

（4）我国开展的“地理国情调查”专项工作，建立的高分辨率遥感数据与高精度DEM数据库，为灾害应急调查提供了扎实的灾前数据储备。

（5）地质灾害应急，最重要的就是“快”字当头［12］，作为技术工作者在最短时限内准确获取灾害信息，为抢险救援提供基础数据是职责所在。本文以关岭县特大滑坡为例，通过地质、遥感、测绘地理信息等专业的融合参与，准确获取灾害体的地质特征、形态、规模、危害范围、人员掩埋点、损失评估、三维影像模型等，进一步探讨重大地质灾害应急中的遥感地质解译与GIS的技术流程，为今后遥感与测绘地理信息技术在重大地质灾害中的应急提供参考、示范。

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Emergency Survey of Remote Sensing Geology Interpretation and GIS in Serious Geological Disasters

Li Liang1and Deng Weiwei2
（1．Guizhou Geological Survey，Guiyang 550001，China；2．Guizhou Geological Environment Monitoring Institute，Guiyang 550001，China）

Taking the super large-scale landslides occurred in Guanling in Guizhou Province as an example，DEM，satellite images and aerial photo images before and after the landslide are comparatively analyzed.Geologic features，forms，scales and three-dimensionalmodels of the landslidemass are obtained by information mining for the two-period images and digital elevationmodels bymeans of geology interpretation and GIS technologies.Conditions in disaster-affected areas are also accurately evaluated，which effectively plays the role of geology interpretation and GIS for emergency survey in serious geological disasters，and provides references and demonstrations for emergency survey in serious geological disasters in the future.

serious geological disaster；remote sensing geology interpretation；DEM；GIS；emergency survey

X43

A

1000－811X（2014）04－0089－04

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.04.017

李亮，邓卫卫.遥感地质解译与GIS在重大地质灾害中的应急调查［J］.灾害学，2014，29（4）：89－92.［Li Liang and Deng Weiwei.Emergency Survey of Remote Sensing Geology Interpretation and GIS in Serious Geological Disasters［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（4）：89－92.］

2014－05－13

2014－06－10

中国地质调查局地质调查项目贵州省关岭县地质灾害详细调查（1212011089055）

李亮（1984－），男，贵州贵阳人，工程师，长期从事地质灾害遥感调查工作.E-mail：19176853＠qq.com