高烈度地震区典型地质灾害遥感早期识别及震后演化特征研究

摘要

高烈度地震区地质条件复杂，新构造运动活跃，是地质灾害的高发区、易发区。近年来，多起群发性泥石流灾害和灾难性滑坡事件的发生，引起了政府相关管理部门和大量技术人员的重视和思考，地质灾害的调查研究工作逐渐由以往的灾后调查、已知灾害调查往灾前识别、未知灾害的早期识别方向倾斜，现已逐渐成为地质灾害领域研究的热点。但由于制约地质灾害发生的因素较多，所处地质环境条件的复杂性，该项工作仍然面临许多困难和挑战;尤其是高危、高海拔地区，依靠人力调查，效率低且周期较长。相比而言，遥感技术在高烈度地震区地质灾害早期识别和震后演化特征研究方面，具有很大的优势。
　　本文将遥感地质学和灾害学相结合，从遥感技术角度结合灾害成灾条件，分别针对滑坡和泥石流灾害建立了相应的早期识别方法和遥感解译标志;同时，针对强震区泥石流发育特点，提出了强震区泥石流动态演化特征遥感分析方法，得到以下几个方面的认识:
　　(1)遥感技术具有宏观性强、客观、直观和周期性特点，可以对滑坡发生前后的信息进行获取和记录，并对滑坡滑动之前变形特征进行捕捉，有效识别效果显著。随机选取的样本统计分析和遥感对比解译表明，有效识别率约50％。
　　(2)根据不同遥感数据源对斜坡变形特征的反映和可识别程度，将滑坡的遥感早期识别模式大致分为三类:①具有明显变形特征的斜坡单元。其遥感早期识别直接解译标志为“斜坡变形裂缝”;间接解译标志为“圈椅状、舌形、簸箕形、半圆形等形态特征”。②具备再次复活条件的老滑坡、古滑坡。其早期识别的直接解译标志为“滑坡要素”特征;间接解译标志为“圈椅状地形或双沟同源微地貌、坡体异常内凹或凹腔地貌”等。③发育有效节理组合的岩质斜坡单元。其早期识别直接解译标志为“斜坡单元发育有明显并行排列的多组线性影像特征，且一组走向与斜坡走向一致或小角度相交”;间接解译标志为“斜坡坡脚发育早期滑坡堆积体”或“坡体表部发育异常凹腔地貌”。
　　(3)基于统计分析方法，建立了针对滑坡和崩塌两类地震泥石流物源的遥感体积估算公式并对其有效性进行了分析，结果表明遥感估算体积与野外调查体积总体上吻合性较好。
　　(4)提出了“泥石流物源分布距离指数(Lx)”和“泥石流物源分布高差指数(Hx)”两个指标的概念模型和计算公式，并将其引入到强震区泥石流遥感早期识别指标中。
　　(5)在泥石流样本遥感解译和分析基础上，确定了“物源体积密度”、“流域面积”、“主沟比降”、“物源分布距离指数”、“物源分布高差指数”5个泥石流遥感早期判识因子，并将“物源体积密度ρ＜5×104m3/km2”的流域直接判识为非泥石流沟;将“物源体积密度5×104m3/km2≤ρ＜10×104m3/km2，且满足Lx＞0.6、Hx＞0.5”的流域或“物源体积密度10×104m3/km2≤ρ≤20×104m3/km2，且满足Lx＞0.5、Hx＞0.5”的流域或“物源体积密度ρ＞20×104m3/km2，且主沟比降I＞200”的流域判定为潜在泥石流沟。
　　(6)强震区泥石流动态演化特征遥感分析方法包括遥感数据源快速获取、大比例尺地形图测绘、多期次遥感影像解译及对比分析等内容;数据源多期次获取、无人机航空摄影及大比例地形图制作是该项工作的基础和前提.
　　(7)强震区泥石流动态演化遥感对比分析内容主要包括泥石流物源区动态变化、流通堆积区演化、泥石流发展趋势分析三个方面;典型泥石流应用表明，发挥遥感技术多期次对比优势，可以对泥石流未来发展趋势进行定性和定量判识。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外滑坡灾害遥感识别研究现状

1．2．2 国内外泥石流早期识别研究现状

1．2．3 国内外泥石流动态演化特征研究现状

1．3 主要研究内容、研究方法及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

1．4 主要成果和创新

1．4．1 主要成果

1．4．2 主要创新点

第2章 高烈度地震区典型滑坡遥感调查及早期识别

2．1 概述

2．2 滑坡遥感早期识别方法及多源遥感解译标志建立

2．2．1 滑坡遥感早期识别方法

2．2．2 滑坡早期识别多源遥感解译标志建立

2．3 典型滑坡早期识别及遥感调查分析

2．3．1 桐子坡滑坡

2．3．2 桂贤滑坡

2．3．3 万工滑坡

2．3．4 五里坡滑坡

2．4 小结

第3章 强震区泥石流灾害遥感早期识别

3．1 概述

3．2 强震区泥石流遥感早期识别方法

3．2．1 泥石流物源量遥感估算模型建立

3．2．2 强震区泥石流早期识别判识因子的选取

3．2．3 强震区泥石流早期识别模型的建立及判识指标的获取

3．2．4 泥石流遥感早期识别定量判识条件的划分

3．3 泥石流早期识别效果检验

3．4 小结

第4章 高烈度地震区典型泥石流动态演化特征分析

4．1 概述

4．2 基于无人机和卫星遥感手段的泥石流动态演化特征分析方法

4．2．1 无人机航空影像处理及大比例尺地形图测绘

4．2．2 高分辨率卫星影像处理流程及大比例尺地形图测绘

4．2．3 泥石流动态演化特征遥感分析方法及解译内容

4．3 典型泥石流动态演化特征分析

4．3．1 走马岭沟泥石流动态演化特征分析

4．3．2 文家沟泥石流动态演化特征分析

4．3．3 小岗剑泥石流动态演化特征分析

4．4 小结

结论及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果