1970-2020年中巴经济走廊典型崩塌、滑坡空间分布及属性数据集

2022-01-15伊学涛尚彦军邵鹏孟和

中国科学数据(中英文网络版) 2021年4期

关键词：中巴走廊滑坡

伊学涛，尚彦军,3*，邵鹏，孟和

1.中国科学院地质与地球物理研究所，页岩气与地质工程重点实验室，北京 100029

2.中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

3.新疆工程学院，新疆地质灾害防治重点实验室，乌鲁木齐 830023

数据库（集）基本信息简介表

数据集（库）名称 1970-2020年中巴经济走廊典型崩塌、滑坡灾害数据集数据作者伊学涛、尚彦军、邵鹏、孟和通讯作者尚彦军（jun94@mail.igcas.ac.cn）数据时间范围 1970–2020年地理区域中巴经济走廊（中国新疆喀什和巴基斯坦全境，25°3′12″N-39°25′51″N，60°54′6″E-76°12′52″）。数据量 16.1 MB数据格式 SHP数据服务系统网址 http://www.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00294基金项目科技部基础性调查项目（2018FY100503）数据集（库）组成本数据集包括以下2个子数据集：（1）走廊区域内崩塌灾害分布点、面（边界）及相关属性数据集；（2）走廊区域内滑坡灾害分布点、面（边界）及相关属性数据集。

引言

中巴经济走廊（China-Pakistan Economic Corridor, CPEC）北起中国新疆喀什，南达巴基斯坦瓜达尔港，是一条基于公路、铁路、油气管道及光缆“四位一体”架构的国际通道，其建设在“一带一路”框架中处于核心地位[1]。CPEC的建设将加快中国、中亚、南亚三大区域经济一体化发展，并通过瓜达尔港形成联接中东的贸易、产业、能源、交通网络[2-3]。中巴两国为推动CPEC建设开展了多领域合作，如在2015年4月，两国在习近平主席访问巴基斯坦期间，签署了包括铁路、公路、能源等50多项项目合作协议[4]。崩塌、滑坡等地质灾害在中巴经济走廊工程建设、运行中的影响日益突出，严重危害到两国人民生命财产和基础设施安全，特别是在高山峡谷区，突发的崩塌、滑坡灾害往往造成重大损失[5-9]。

CPEC穿越帕米尔高原、青藏高原西北缘、俾路支高原以及印度河平原等多个地貌单元，南北地形高差明显，造成走廊北部干冷，南部湿热，气候表现为显著的空间分异性和垂直差异性。走廊北部的高山峡谷区系喜马拉雅、喀喇昆仑和兴都库什三大山脉交汇处，地表起伏大，为崩滑灾害的发育提供了地形条件；走廊北部还处在亚欧板块与印度洋板块相互碰撞的剧烈变形区，构造活动强烈、地震频发，有着易于崩滑灾害发生的内动力条件[10-14]；该区还是高山冰川分布区，且在全球气候变化下的平均温度上升程度明显高于其他地区，冰川跃动事件多发，冰川运动、冰雪融水成为诱发崩滑灾害的重要外动力[15-19]。在地震、冰雪融水等内外动力耦合作用下，走廊高山峡谷区崩塌、滑坡灾害十分发育，严重威胁到CPEC工程设施安全，制约着走廊沿线地区经济社会的可持续发展。

本文研究区不限于中巴公路（Karakoram Highway，简称KKH，又称喀喇昆仑公路）穿越的走廊北部山区，还对走廊内俾路支高原东部的苏莱曼、吉尔特尔等高山峡谷区的崩塌、滑坡灾害进行了解译、分析。本研究结合崩塌、滑坡灾害空间数据和地质条件，针对走廊内主要工程设施，初步建立了CPEC典型崩滑灾害数据集，可用于走廊崩塌、滑坡灾害调查及风险评估研究，为CPEC交通线路、能源等重大工程建设和风险规避提供基础科学数据支撑。

1 数据采集和处理方法

1.1 研究区及解译对象选取

本文数据采集的范围为整个CPEC，研究区面积约95.73 km2，涵盖中国新疆喀什和巴基斯坦全境（图1），以崩塌、滑坡灾害为研究对象。考虑到崩滑灾害对CPEC工程建设的危害，在数据采集过程中，重点关注走廊境内交通线路、水利水电等主要工程设施附近业已存在的崩滑灾害点，如KKH（中巴友谊公路）和巴境内交通干线（M1、M3、M4、N25、N50、N55等），以及Dasu水电站（在建）、Darawat水库和Tarbella水库等大型水利水电工程。

图1 中巴经济走廊研究区域崩塌、滑坡灾害空间分布图

1.2 数据采集方法

本文基于Google Earth影像解译和现场调查获取研究区内崩塌、滑坡灾害数据，通过分析崩塌、滑坡灾害的几何形状、地质条件、附近地表变形情况、植被生长状况等现象采集地质灾害属性。以往开展实地勘测的崩滑灾害调查虽获取的灾害数据精度和置信度高，但存在工作量大、效率低、信息不直观等方面的不足，特别是在大区域崩滑灾害调查时，这些不足尤为突出。高分辨率卫星遥感、航空遥感等现代化对地观测技术不受时空限制，可较准确获取崩滑灾害图像信息，再结合现场调查、文献资料调研，可更好地采集崩滑灾害数据，用于崩滑灾害机理分析与风险评估[20-23]。有不少研究利用遥感影像开展巴基斯坦北部山区崩滑坡灾害的调查，分析崩滑灾害的成因机理、空间分布，进行灾害危险性评估[6-7,24]。

2 数据样本描述

本数据集分为点、面两种类型，基于 GIS软件整理编制，每个类型均为矢量格式的图层文件（*.SHP），每个文件的属性表记录了灾害点的相关属性信息（表1）。研究区崩塌、滑坡灾害点总体分布情况分别如图2和图3所示，包括962个崩塌灾害点和1083个滑坡灾害点。

图2 中巴经济走廊崩塌灾害空间分布数据集

图3 中巴经济走廊滑坡灾害空间分布数据集

表1 数据集内容、灾害属性及采集方法说明

数据集名称属性字段采集方法说明崩塌点及属性崩塌类型、面积、体积、后缘高程、前后高差、后缘高差、前后平距、诱发因素、承灾体、其他特征等滑坡边界堆积体厚、面积、体积、后缘高程、前后高差、滑坡宽度、滑向、诱发因素、承灾体、其他特征等滑坡点及属性堆积体厚、面积、体积、后缘高程、前后高差、滑坡宽度、滑向、诱发因素、承灾体、其他特征等Google Earth界面的“标尺”工具测量获取；此外，均匀选取堆积体多个不同部位的样本点，结合样本点与周围原有地形的高差以及“标尺”工具下的海拔剖面来计算灾害堆积体的平均厚度；诱发因素则基于文献资料调研，通过分析相关区域灾害的气候、岩性、构造活动等致灾因子得出。承灾体、其他特征等依据灾害类型特征，直接通过遥感影像获得备注合的方法采集；由于条件限制，巴基斯坦境内主要采用遥感解译方法采集，并结合文献资料调研再加以补充、验证

3 数据质量控制和评估

由表1可知，本文中数据采集的实际情况分为两大类：研究区的国内段崩滑灾害数据采集主要通过现场调查和遥感解译相结合的方式完成；研究区的国外段（巴境内）崩滑灾害数据采集主要借助遥感影像解译获取灾害数据，野外调查工作核验了部分灾害，再通过文献资料调研进一步补充、验证。数据集中灾害点具体选取情况见表2。

表2 数据集中灾害点选取情况表

文中崩滑灾害数据集主要是基于遥感解译的结果，本研究通过现场调查、文献资料调研等工作对其进行了补充、验证。研究成员针对KKH等CPEC内主要工程，多次赴新疆喀什等地区开展崩滑灾害现场踏勘，进一步补充、验证室内遥感解译获取的灾害数据。如图4所示，室内灾害点遥感解译的结果与现场调查情况有着很好的对应关系。在本数据集整理过程中，通过收集已公开发表的全球范围内最新相关权威论文、资料，对崩滑灾害数据进行补充、验证。此外，Google Earth图层主数据库内有大量被上传到线上的实景照片，也为崩滑灾害的遥感解译提供了参照，可用作遥感解译结果的验证依据之一（图5）。

图4 中巴公路盖孜河谷段灾害点现场调查情况与遥感解译结果对比

图5 巴基斯坦灾害点实景照片（来源为Google Earth）与遥感解译结果对比

本崩滑灾害数据集的数据采集主要针对CPEC内主要工程设施，不排除可能遗漏部分解译忽略区域或少数尚未报道事件。考虑到不能对灾害逐一现场调查、考证，数据集的部分灾害属性描述可能存在误判或漏判等问题。但数据采集、编制质量整体可控，主要表现在：①崩滑灾害的解译比对了多期遥感影像，灾害点的判别考虑灾害形态结构、周围工程设施受影响程度、植被生长状况等多个因素；②研究团队对于有条件开展野外考察的崩滑灾害点，进行现场调查，剔除了部分因施工挖除、遥感解译误判等产生的错误数据；③充分挖掘已公开的文献资料，对遥感解译结果进行补充、验证；④解译的崩滑灾害点多位于工程设施附近，灾害的形态特征典型；⑤崩滑灾害边界圈画参考多期历史影像，不仅克服了积雪、云层等识别限制，还全方位地比较了灾害与承灾体的空间关系变化。综合上述数据验证、选取情况，本数据集质量可信，有着良好的可用性。

4 数据价值

CPEC是国际间互通的重要廊道，中巴两国为推进CPEC建设签署了交通线路、能源等多个领域合作项目，但CPEC穿越的许多区域地质条件复杂，地质灾害多发，特别是高山峡谷区。这些崩滑灾害严重威胁到工程设施建设和当地人民生命财产安全，制约CPEC的建设。本文通过遥感影像解译、现场调查、文献资料调研，整理汇编了CPEC典型崩塌、滑坡灾害数据集。相比于以往CPEC崩滑灾害研究，本数据集研究范围涵盖中国新疆喀什和巴基斯坦全境在内的整个CPEC，共计962个崩塌灾害点和1083个滑坡灾害点。本数据集内容包括崩滑灾害点位置、边界范围等矢量数据及灾害相关属性信息，可用于CPEC崩滑灾害调查和灾害风险评估研究，为该走廊工程设施建设和灾害风险规避提供了基础科学数据支撑。