引用本文
张策, 揭文辉, 付丽华, 魏本赞. 新疆新源县滑坡灾害遥感影像特征及分布规律[J]. 国土资源遥感, 2017,29(s1): 81-84.
ZHANG Ce, JIE Wenhui, FU Lihua, WEI Benzan. Remote sensing image and distribution characteristics of landslide disasters in Xinyuan County, Xinjiang[J]. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES,2017,29(s1): 81-84.  
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新疆新源县滑坡灾害遥感影像特征及分布规律
张策, 揭文辉, 付丽华, 魏本赞
核工业航测遥感中心,石家庄 050002

第一作者: 张 策(1985-),男,硕士,工程师,主要从事遥感应用研究。Email:281094506@qq.com。

收稿日期: 2017-06-01
基金项目: 中国地质调查局地质调查项目“全国自然资源遥感综合调查与信息系统建设”(编号: DD20160077)资助
摘要

新疆新源县因其特殊的地理位置和地质条件,滑坡灾害十分发育,是伊犁地区滑坡灾害危害最严重的区域之一,给该地区的经济发展和人民生命财产造成了重大损失。文章以国产高分一号(GF-1)卫星数据为基础数据源,开展新疆新源县滑坡灾害遥感调查工作,共解译滑坡灾害点818处。根据滑坡灾害分布规律和强度将阿吾拉勒山则克台以东到坎苏沟地段、恰普河南岸山坡、库尔德宁—阔克乔克、阿勒玛勒乡南侧那提拉山北坡列为地质灾害防治监测重点地区。

关键词: 滑坡灾害; 高分一号(GF-1)卫星; 解译标志; 遥感解译
文献标志码:A 文章编号:1001-070X(2017)s1-0081-04 doi: 10.6046/gtzyyg.2017.s1.13
Remote sensing image and distribution characteristics of landslide disasters in Xinyuan County, Xinjiang
ZHANG Ce, JIE Wenhui, FU Lihua, WEI Benzan
Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China
Abstract

Due to its special geographical position and geological conditions, landslide disasters are well-developed in Xinyuan County, Xinjiang. This area is one of the most serious landslide hazard areas in Yili Prefecture. Due to the landslide disasters, regional economic development and people’s lives and property have suffered from heavy losses. Based on the domestic GF-1 satellite data sources, the authors carried out investigations and research work, and explained 818 landslide disasters. According to the distribution and the intensity of landslide disasters, the authors point out that Zeketaikansu ditch area of Awulale Mountain, Qiapu River south bank, Kuerdening-Kuokeqiaoke, southern side of Alemale Town, and northern slope of Natila Mountain are key areas for prevention of geological disasters.

Keyword: landslide disaster; GF-1; interpretation key; interpretation of remote sensing
0 引言

新疆新源县地质灾害类型多样, 崩塌、滑坡、泥石流等广泛发育, 特别是滑坡及由滑坡引发的泥石流是该地区最为普遍和典型的地质灾害类型, 不仅威胁牧区草场及牧民的生命财产安全, 也严重制约着地方旅游业及经济持续发展。由于地质灾害日益严重和对突发性地质灾害抢险救灾工作的时效性要求, 有必要应用遥感技术开展地质灾害调查[1, 2]。本文以国产GF-1卫星数据为数据源, 在对区内典型滑坡灾害遥感影像特征进行分析的基础上, 建立滑坡灾害遥感解译标志, 开展滑坡灾害遥感解译工作, 查明研究区滑坡灾害发生地点、规模、范围, 查明滑坡灾害分布规律、强度、重点预防区域, 为政府和职能部门滑坡灾害治理与预防提供参考和依据[3]。

1 研究区概况

新源县位于新疆维吾尔自治区西北部(图1), 伊犁河谷东端, 新疆天山山脉西段, 地形地貌形态比较复杂, 总体呈“ 两山夹一盆” 的格局, 整体地势东高西低, 山区为其最主要地形, 北部为阿吾拉勒山, 南部为那拉提山, 海拔1 000~3 000 m。

图1 新疆新源县地理位置图Fig.1 Location map of Xinyuan County, Xinjiang

新源县因其特殊的地理位置和地质条件, 是伊犁地区滑坡等地质灾害危害最为严重的区域之一[4, 5]。新源县滑坡灾害主要分布于林带以下的中低山区, 尤其是海拔1 100~2 000 m的中山带最为发育。根据调查, 新源地区约85%的滑坡分布于这一地带; 而海拔小于1 100 m的中低山区和海拔大于2 000 m的中高山区滑坡分布则相对较少, 分别占2.5%和10.5%。由于在新源县境内, 黄土的分布由西向东由薄变厚, 再由厚变薄, 而黄土的厚度对滑坡的规模大小等有直接影响, 因此, 滑坡灾害自西向东逐渐减弱, 规模逐渐变小, 那拉提和坎苏沟以东区域, 受黄土地层变薄影响, 该地带黄土滑坡分布较少。

2 数据处理
2.1 数据源选择

遥感数据源采用2014年4— 9月的高分一号卫星(GF-1)数据。该卫星是我国高分辨率对地观测系统国家科技重大专项的首发星, 配置2台2 m空间分辨率全色相机、8 m空间分辨率多光谱相机和4台16 m空间分辨率多光谱相机。经图像处理, 空间分辨率可达2 m, 满足1∶ 1万比例尺解译精度。

2.2 遥感数据处理

由于遥感系统空间、时间以及辐射分辨率的限制, 很难精确地记录复杂地表信息, 在数据获取过程中不可避免的会出现误差, 这些误差降低了遥感数据的质量, 从而影响了图像分析的精度。因而, 本研究对GF-1卫星数据进行了影像正射校正、图像配准、图像融合和数据裁剪等预处理。

3 滑坡地质体遥感解译标志的建立
3.1 典型滑坡影像特征分析

3.1.1 则克台沟加朗普特滑坡

则克台沟加朗普特滑坡位于新疆新源县则克台村, E83° 19'35″, N43° 38'20″。2002年5月因连续降雨, 在则克台沟上游10.7 km处东侧山体发生大面积滑坡并诱发泥石流(图2), 为近10 a来伊犁地区规模最大的滑坡之一。滑坡面积约66.15× 104 m2, 产生滑坡体土方量约960× 104 m3, 泥石流顺主沟向下游泄流5.7 km, 在主沟内形成高8~15 m, 宽80~120 m的堆积, 主沟堆积体土方量7.18× 106 m3。

图2 则克台沟加朗普特滑坡灾害GF-1遥感影像特征及野外照片Fig.2 GF-1 remote sensing images and field photo features of Jialangpute landslide disaster

由于滑坡体产生的土方量较大, 直接堆积在主沟中, 在滑坡体上游形成最大积水深13 m, 面积11.33× 104 m2的堰塞湖水库。此次山体滑坡给则克台镇造成严重损失, 冲毁牧场26 516亩①（①1亩=666.7 m2）、农田108亩, 受灾农牧民359户, 造成直接经济损失496万元。

从GF-1影像图可以看出, 则克台沟加朗普特滑坡体的形态、纹理及色调与背景环境在宏观上表现极不协调, 由2个呈舌形的滑坡体、1个呈椅形的滑坡体组成, 形成明显的洼地, 滑坡体呈浅色调, 灰白色、青白色, 色调分布不均匀, 纹理平滑细腻, 滑坡

体后壁有坎, 坎处呈暗色调, 线性特征清晰; 滑坡形成的泥石流位于滑坡体下游, 呈长而弯曲的蚯蚓状; 滑坡体上游形成的堰塞湖在影像上呈深蓝色。

3.1.2 吐尔根萨依滑坡群

吐尔根乡上游滑坡群位于新疆新源县吐尔根萨依两侧, E83° 25'40″~83° 31'05″, N43° 31'28″~43° 36'10″, 该区域位于阿吾拉勒山南坡, 山势陡峭, 区域地质构造条件复杂, 断层破碎带发育, 且黄土层覆盖较厚, 极易引发滑坡、泥石流等地质灾害。

在GF-1影像图(图3)上, 滑坡群呈弧形、椅形、马蹄形、舌形, 色调呈浅色调、灰白色, 纹理细腻平滑; 个别滑坡体引发泥石流, 泥石流呈长而弯曲的蚯蚓状。

图3 吐尔根萨依西侧滑坡群GF-1遥感影像特征及野外照片Fig.3 GF-1 remote sensing images and field photo features of Tuergensayi landslide disasters

3.2 遥感解译标志的建立

遥感影像上, 不同地物有不同特征, 这些影像特征是判读识别各种地物的依据, 称为判读或解译标志。通过对新源县则克台沟加朗普特滑坡体、吐尔根萨依滑坡体的影像特征分析, 建立了滑坡灾害遥感解译标志。滑坡的遥感影像色调: 新近发生的滑坡体色调较浅, 多呈灰白色、白色; 较早形成的滑坡体受植被影响, 色调相对较深, 呈青白色、灰白色。滑坡的遥感影像纹理平滑细腻。滑坡的平面形态标志主要有弧形、椅形、马蹄形、新月形、梨形、漏斗形、葫芦形、舌形和圆滑的三角状轮廓等各种形态[6, 7, 8], 线性影像清晰, 滑坡体后壁有坎, 坎处呈暗色调。滑坡体发生在具有一定坡度的山坡坡面上。

4 遥感解译成果及分布规律

根据建立的滑坡灾害遥感解译标志, 通过室内遥感解译, 结合野外实地调查, 新源县共解译滑坡灾害点818处, 以中小型滑坡为主, 那拉提山库尔德宁东到那拉提区域以及阿吾拉勒山则克台以东到坎苏沟地段滑坡分布较为密集, 且滑坡规模较大, 自西向东滑坡灾害程度逐渐减弱, 与区内黄土层分布特征一致。根据解译成果, 新源县滑坡灾害防治监测重点地区可划分为4个区域, 即阿吾拉勒山则克台以东到坎苏沟地段、恰普河南岸山坡、库尔德宁— 阔克乔克和阿勒玛勒乡南侧那提拉山北坡(图4和表1), 这4个区域滑坡灾害防治监测重点地区占新源县全部滑坡灾害的95%以上, 灾害点密度高, 规模大, 危害程度高。

图4 新疆新源县滑坡灾害分布图Fig.4 Landslide disaster distribution map of Xinyuan County, Xinjiang

表1 新源县滑坡灾害防治监测重点地区特征一览表 Tab.1 List of key areas to prevention and control landslide disaster in Xinyuan County
5 结论

本文以国产GF-1号卫星数据为基础数据源, 围绕新疆新源县滑坡灾害开展遥感调查, 解译滑坡灾害点并圈定滑坡重灾区, 通过野外验证取得较好应用效果。

1)基于高分辨率遥感数据开展“ 宏观— 微观— 宏观” 滑坡灾害遥感解译工作, 可满足不同比例尺灾害遥感调查要求, 为政府和职能部门对滑坡灾害治理与预防提供参考和依据。

2)滑坡灾害在遥感影像上的解译标志主要表现为滑坡体本身的形态、纹理和地貌标志, 色调特征也是某些滑坡的重要识别标志。滑坡体的形态、纹理及色调与背景环境在宏观上的不协调为滑坡遥感解译的重要参考。

3)新源县共解译滑坡灾害点818处, 主要发生于新源县境内的阿吾拉勒山南坡和那拉提山北坡, 自西向东滑坡灾害程度逐渐减弱; 根据分布规律圈定滑坡重灾区4个, 为今后滑坡灾害治理与预防重点区域。

The authors have declared that no competing interests exist.

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