基于历史航卫片的城市'隐形'活动断层精确定位——以大同盆地水峪断裂为例

摘要

活动断层是城市地震灾害的重要风险源,准确厘定活动断层的空间几何展布是有效降低城市地震灾害和开展活动断层避让的基础.而城市化建设对原始地貌的严重改造使得原先出露地表的活动断层成为"隐形"断层,难以准确确定断层的几何展布.大同盆地中部的水峪断裂北段位于马铺山东缘,断错地貌明显,但南段进入大同市御东新区被城市建筑物覆盖,成为"隐形"断层.研究基于大同地区1965年历史航片影像资料,结合1:10000地形图,运用航片像对和航空立体摄影的方法重建了该地区的数字高程模型(DEM)和正射影像(DOM),重点对水峪断裂"隐形"段进行识别和定位,厘定了水峪断裂断层陡坎的几何展布特征.研究结果表明,水峪断裂北段山前陡坎线性特征明显,由影像可以准确解译出断层几何展布位置;水峪断裂南段可基于2000年之前的Keyhole历史遥感影像、DOM与DEM资料,根据断层两侧的颜色差异及陡坎高度差异,精确厘定该段的断层几何展布位置;DEM提取的地形剖面表明"隐形"段陡坎高度在19 m左右.同时,基于野外调查的断层剖面与浅层人工地震剖面证明该陡坎就是水峪断裂的位置,这也表明利用历史航卫片对城市"隐形"活动断层进行精确定位的方法是可行的.该研究不仅为大同地区的地震危险性评估提供了重要依据,而且为城市"隐形"活动断层探测提供了一个新的思路和途径.