基于卫星遥感影像的地质环境及灾害类型解译分析

康荣华 蒋巍 宋永飞

摘 要：本文详细叙述了利用多源遥感影像数据，进行遥感数据处理及基础影像图制作的过程，以及遥感解译的工作方法。并以宁夏青铜峡地区遥感影像图制作成果为例，对该地区不同的地质环境及地质灾害类型进行了解译分析，为该地区地质环境及地质灾害详细调查做好前期测绘准备工作。

关键词：遥感影像 解译 地质环境 地质灾害

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0044-02

近年来，随着遥感技术的飞速发展，已广泛应用于各种地质灾害调查和监测，其数据空间分辨率和光谱分辨率的提高，突破了遥感技术对宏观地质环境问题进行微观研究的限制，为地质环境问题调查与监测提供了重要手段。利用先进的遥感技术为先导对宁夏青铜峡地区的地质环境问题进行调查，为后期进行地质灾害实地调查和地质灾害防治提供科学的决策依据。

1 遥感数据处理及基础图像制作

1.1 遥感数据源的要求和选择

影像数据必须清晰，地物标界限明显。针对地质灾害及地质环境调查对象，选择最佳影像数据，地物目标清晰可辨，便于解译和分析。本次遥感调查选用的ALOS数据，影像图清晰度高，干扰信息少，色彩丰富，具有极为丰富的地表环境信息，云量、色彩饱和度等均满足相应比例尺遥感调查精度使用要求。

1.2 遥感数据处理

（1）几何校正。几何校正主要是利用地面控制点对那些随机的畸变和其他未知的系统畸变进行校正。本次几何校正是在ERDAS中，利用调查区标准图幅地形图和遥感数据对遥感影像進行几何校正，校正方法采用Polynomial的二次多项式拟合，几何校正的精度在1个像元以内，重采样方法选择Nearest Nerghbor。

（2）正射校正。以外业实测GPS控制点成果为基础，采用严格物理模型，结合处理后的DEM数据遥感影像进行正射校正。根据影像分布情况建立一个区域网文件，快速生成无缝正射镶嵌精确的正射影像。

（3）影像配准。按规范要求，配准控制点残差在平原和丘陵区不超过一个像元，在山区、高山地适当放宽到两个像元。影像的重采样间隔为原始影像的像元大小，重采样方法采用3次卷积内插法，配准后的影像保留原始影像的波段数目及顺序。以正射校正后全色影像为基础，对多光谱影像进行配准，影像配准以景为基本单元，每景中的控制点要均匀分布，控制全景影像。任意选择全色与多光谱数据上的同名点，进行精度评价。

（4）影像融合。融合影像主要用于信息的提取，要求原始数据的处理不得产生光谱扭曲，以利于建立解译标志，减少判读的不确定因素；根据影像波段的光谱范围、地物和地形特征等要素，合理选择融合方法。

（5）三维可视化。以数字高程模型（DEM）数据为基础，叠加同一地区二维卫星遥感图像，并标识出文字和符号注记。

1.3 基础图像制作

依据工作区范围，利用Arcgis9.3软件对图像进行色彩增强处理后，对遥感影像进行裁切，并生成JPG图片文件；在Mapgis6.7生成MSI影像文件并按照实际位置进行校正后，加注地名、交通、公里网、坐标等基础地理信息，制作出遥感影像图。

2 遥感解译应用

以宁夏青铜峡地区为例，青铜峡市地处宁夏引黄灌区中部，地貌总体上西南高北东低，似簸萁状地貌景观。南部属于牛首山和卫宁北山的范畴，地面起伏较大，西北部属于贺兰山南段山前洪积扇的范畴，地面起伏较缓和，东北部属于银川平原的范畴，地面平坦。由于青铜峡市跨越了上述三大地貌单元，因此青铜峡市的地貌形态为低中山区、丘陵、台地、冲积、冲湖积平原。

青铜峡地区采用SPOT-5遥感卫星影像为数据源，本文选用较高分辨率、多光谱的ALOS数据，影像数据时相为2008年6月，融合后空间分辨率为2.5m，影像纹理清晰、色彩丰富。按照基础图像制作流程，最终处理后的影像数据质量合格，图像无云、雪覆盖，处理后清晰度较高，干扰信息少。

2.1 遥感解译工作方法

（1）初步解译与野外调查。初步解译的主要任务是掌握解译区域的特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。

（2）室内详细判读。地质环境条件解译的具体内容包括：地形地貌、地层岩性、地表覆盖特征等。地质灾害解译的内容包括：泥石流的分布位置、范围、地层岩性、地质构造等。解译中出现的疑难点、边界不清楚的地方和有待验证的问题详细记录下来，留待野外验证与补判阶段解决。

（3）野外验证与补判。去实地核实影像解译的结果。主要内容包括检验专题解译中图斑的内容是否正确；验证图斑界线是否定位准确，根据野外实际考察情况修正目标地物的分布界线。

2.2 解译成果及分析

2.2.1 影像特征

从影像图中可以看出，工作区影像分辨率高，纹理清晰，平原区地表植被覆盖较多，基岩山区裸露程度高，地貌、地层、构造、人类工程活动等地质环境信息显示清楚，开展遥感解译较理想。基岩山区影像色调整体呈暗色调，波状细纹。山麓洪积倾斜平原，影像色调以灰色、灰白色、白色为主，纹理为流线型长条纹。平原区以绿色为主，受渠系切割而呈零散块状斑纹。

2.2.2 地质环境及灾害遥感解译分析

本次遥感调查，共解译出泥石流地质灾害点27个，泥石流现象点2个，地质环境点22处（包括地貌、岩石地层、地质构造、水系、人类工程活动）等。部分点解译分析结果如下。

（1）山地（牛首山小西天低中山区）：影像色调较深，以褐灰色、灰黑色、深灰色为主。影像波状纹理，山脊带状分布，地形起伏明显，沟谷发育。

（2）丘陵（牛首山西麓山前丘陵地带）：影像色调较浅，以灰黄色、灰白色为主。图像结构粗糙，影纹图案呈斑状、团状。

（3）洪积扇（牛首山西麓金沙湾处）：影像色调较深，以褐灰色、灰色、灰白色为主图像结构：细腻、平滑。影纹图案：条带纹，扇面影像清晰可辨，洪积扇上条带状纹理清晰。

（4）冲积平原（青铜峡市北部的冲积平原区）：影像色调以绿、绿紫色、灰白色为主。图像结构细腻，影纹图案为细条纹。

（5）地层：第四系上更新统风积层（牛首山顶）：影像呈灰白色，图像结构为细条带纹理 ，形态整体呈条带状。

（6）黄河（鸟岛自然保护区南）：影像呈黑色、墨绿色，图像形态呈几字型。

（7）废弃的煤矿（卫宁北山白崖子）：影像呈黑色和深蓝色，图像形态为不规则片状，边界不清晰。

（8）泥石流形成区（牛首山）：影像整体为暗色调，图像形态发育树杈状、鱼脊状。

（9）泥石流流通区（牛首山）：影像上沟道颜色为灰色，沟岸边坡色调较暗。图像形态：沟道蜿蜒曲折，上游狭窄，下游沟道变宽。

本次利用遥感技术，对工作区内地形地貌、水系、岩石地层、地质构造进行划分、初步判译，对采矿等人类工程活动进行了初步解译，使青铜峡市地质灾害细化程度显著提高，为后续的地面调查工作做好了充足的前期准备工作。

2.2.3 不足之处

本次选用数据由于能较清楚观察到道路、沟渠以及地貌、构造、地层、人类工程活动等地质环境条件的一些细节，可以较好地标示出地质灾害的分布范围及可能诱发地质灾害的地质环境问题。但受影像数据分辨率以及色调限制，工作区内除泥石流以外的其他地质灾害影像特征不够清晰，可解译程度低。

解译工作充分利用了遥感技术快速便捷、宏观直观的优势，通过对地物的凝缩而再现、反演自然界并逆向认识自然的特长，促进了地质宏观分析，奠定了地质环境及灾害详细调查的前期勘查工作基础。

参考文献

[1] 李志龙，王文博.遥感地质信息解译工作方法研究[J].四川有色金属，2018（2）：9-11.

[2] 杨伟光.遥感技术在西藏罗布莎矿区地质调查中的应用[D].中国地质大学（北京），2018.