地質(zhì)工作擔(dān)負(fù)著為國(guó)家提供礦產(chǎn)資源和地質(zhì)資料,維護(hù)礦產(chǎn)資源的國(guó)家所有權(quán),保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,實(shí)施地質(zhì)勘查工作的科學(xué)管理的任務(wù),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和公益性工作,具有許多不同于其他工作的特點(diǎn)。
遙感技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的地質(zhì)方法來說,由于具有一系列技術(shù)優(yōu)勢(shì),在區(qū)域地質(zhì)填圖、礦產(chǎn)普查、地質(zhì)水文及地質(zhì)災(zāi)害等方法得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明地質(zhì)礦產(chǎn)領(lǐng)域是遙感技術(shù)應(yīng)用最活躍、效果最顯著的領(lǐng)域之一,遙感方法已經(jīng)成為地質(zhì)工作的重要手段。
如下圖是遙感在地礦中的應(yīng)用分類。
1. 遙感地質(zhì)
遙感地質(zhì)(remote sensing in geology)又稱地質(zhì)遙感,是綜合應(yīng)用現(xiàn)代遙感技術(shù)來研究地質(zhì)規(guī)律,進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和資源勘察的一種方法。它從宏觀的角度,著眼于由空中取得的地質(zhì)信息,即以各種地質(zhì)體對(duì)電磁輻射的反應(yīng)作為基本依據(jù),結(jié)合其他各種地質(zhì)資料及遙感資料的綜合應(yīng)用,以分析、判斷一定地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況。
普通地質(zhì)調(diào)查
普通地質(zhì)調(diào)查主要包括了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以及地質(zhì)編圖等。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ),也是地質(zhì)調(diào)查的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查工作主要是以全國(guó)土地一類、二類調(diào)查工程為基礎(chǔ),工作量大,周期長(zhǎng),不便于地質(zhì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。以遙感方法為主填圖,大面積多圖幅聯(lián)測(cè)的遙感地質(zhì)調(diào)查不僅節(jié)約經(jīng)費(fèi),而且還能提高工效。在大規(guī)模地質(zhì)調(diào)查中,遙感與地質(zhì)的符合程度和兼容程度有了很大的提高。大量應(yīng)用結(jié)果表明,采用遙感資料進(jìn)行大面積多幅聯(lián)測(cè)方式,不僅提高了工作效率和填圖質(zhì)量,而且提高了地質(zhì)圖的科學(xué)水平。遙感技術(shù)在巖性識(shí)別、斷裂解譯、侵入單元、超單元?jiǎng)澐旨爸行律绲刭|(zhì)研究方面,都顯示出優(yōu)勢(shì)。
巖性分類:在地面無植被覆蓋的巖石裸露地區(qū),利用不同巖石間光譜特性差異,可對(duì)巖性進(jìn)行識(shí)別分類。
斷裂解譯:分析斷裂在遙感圖像上的空間結(jié)構(gòu)特征和光譜特征。首先斷裂構(gòu)造在影像上會(huì)以一定的空間形態(tài)和空間尺度形成獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)。其次,斷裂帶會(huì)因?yàn)閹r性改變而導(dǎo)致的差異侵蝕和差異風(fēng)化而在遙感影像上形成獨(dú)特的色調(diào)、紋理等光譜特征。隱伏于地表深處的斷裂構(gòu)造,在其活動(dòng)的過程中,必然也以各種物理的、化學(xué)的方式影響到地表,使地表在有隱伏斷裂的部位出現(xiàn)與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào),從而在影像上形成波譜異常。
礦產(chǎn)資源調(diào)查
遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源探測(cè)方面的應(yīng)用在我國(guó)已經(jīng)從間接探測(cè)發(fā)展到了直接探測(cè)階段。在礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域的技術(shù)日趨成熟,在有色金屬、貴金屬、煤炭、石油、天然氣等資源調(diào)查中發(fā)揮了重要作用,取得了一系列的調(diào)查和科研成果,尤其是在常規(guī)地質(zhì)工作難以開展的西部地區(qū),衛(wèi)星遙感技術(shù)的宏觀、快速和先導(dǎo)作用得以充分發(fā)揮。遙感在金屬礦產(chǎn)勘查與預(yù)測(cè)的應(yīng)用方面,近年來在分析技術(shù)及應(yīng)用效果方面有了很大的發(fā)展和提高,已從過去單一的構(gòu)造,線性影像解譯已發(fā)展為各種礦化蝕變、含礦巖石波譜特征研究,多元信息綜合圖像處理以及綜合各類地學(xué)信息對(duì)目標(biāo)礦種成礦有利地段進(jìn)行優(yōu)化。
在區(qū)域礦產(chǎn)資源勘查中,運(yùn)用雷達(dá)圖像處理技術(shù),提取出與成礦有關(guān)的地層和巖性,預(yù)測(cè)成礦遠(yuǎn)景區(qū),圈定成礦靶區(qū)在礦產(chǎn)勘查工作中,利用衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理鑲嵌,制作成衛(wèi)星影像圖,為宏觀分析研究重點(diǎn)區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景,提取有用礦產(chǎn)信息提供了主要基礎(chǔ)圖件。利用衛(wèi)星遙感資料解譯圈定的地質(zhì)構(gòu)造,經(jīng)野外調(diào)查和驗(yàn)證,??色@得許多靶區(qū)。
在成礦預(yù)測(cè)中,一定的地貌類型與一定的地質(zhì)構(gòu)造有密切的關(guān)系,而一定的地質(zhì)構(gòu)造又能反映出一定的成礦條件。線性構(gòu)造和成礦條件的關(guān)系:
1) 線性構(gòu)造密集的地區(qū)成礦條件好
2) 斷裂和褶皺強(qiáng)烈的構(gòu)造處成礦條件好
3) 構(gòu)造線交叉地區(qū)成礦幾率大
工程地質(zhì)調(diào)查
鐵路、高速公路、石油管道、水利電力建設(shè)等方面大型工程規(guī)劃選址、工程地質(zhì)穩(wěn)定性需要對(duì)數(shù)十公里甚至數(shù)千公里不同地理環(huán)境、氣候條件和地質(zhì)條件的地區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此,完整、充分、準(zhǔn)確、客觀地對(duì)沿線工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和不良地質(zhì)等進(jìn)行分析和論證,是工程線布局不可缺少的重要資料。其次,大型工程的沿線分布著大量的防護(hù)工程等基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)于這些設(shè)施和防護(hù)工程的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及場(chǎng)地穩(wěn)定性也必須做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)和論證。這就使得工程地質(zhì)勘察必須采用多層次,多方法的綜合勘察,正確合理地選擇構(gòu)造物的位置、正確合理地采取防護(hù)治理措施,恰當(dāng)?shù)赜?jì)劃和安排勘探工作量。其三,工程建設(shè)項(xiàng)目往往是要求在短期內(nèi)提供地質(zhì)論證資料,既要求提交資料迅速,又要求資料具有高質(zhì)量和可靠性。傳統(tǒng)的工程地質(zhì)調(diào)繪是以依靠人力的野外作業(yè)為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)的,對(duì)人力物力都有很高的要求,效率也很低,而且由于人的視野受到地形和植被的遮擋,許多地質(zhì)問題不易搞清。這正是遙感地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)的重要意義。
水文地質(zhì)
遙感作為地學(xué)分析的工具和手段,可以分別用于水文地質(zhì)的各個(gè)方面的研究。并能發(fā)揮遙感的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì),可以極大拓寬水文地質(zhì)研究的思路和方法,拓寬水文地質(zhì)研究的廣度和深度。大量遙感圖像的處理過程、GIS的空間分析功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、分析與修正、水文模型的構(gòu)造與運(yùn)行等一系列復(fù)雜的過程就構(gòu)建了一個(gè)“集成”系統(tǒng)。這就使得水文地質(zhì)工作可以利用先進(jìn)的技術(shù)與手段來分析和解決水文問題。
1) 水域面積的識(shí)別
由于水體的反射特征同陸面、植物(作物)等其它類型的地物有明顯區(qū)別,也就使得其在遙感圖像中較易判讀。在應(yīng)用上一般有兩種類型:一是在一些無資料地區(qū)或人類難以到達(dá)的地區(qū),進(jìn)行各種水體的詳查工作,例如我國(guó)青藏高原湖泊和濕地的調(diào)查工作主要就是依靠遙感資料來完成的。近年來由于遙感資料越來越容易獲得,分辨率越來越高,人們對(duì)遙感圖像的解譯水平不斷提高等原因,即使在人類很容易到達(dá)的地區(qū),也多利用遙感技術(shù),這不僅精度可以滿足要求,而且成本也較低;二是利用不同時(shí)段的遙感資料,進(jìn)行各種水域的動(dòng)態(tài)規(guī)律研究。
2) 冰川/積雪水文
雖然冰雪水文遙感還存在著一些問題,但它已經(jīng)被全世界廣泛應(yīng)用,特別是在確定冰川面積分布研究領(lǐng)域。冰川/積雪場(chǎng)的分布范圍和面積在水文學(xué)上具有重要意義,因?yàn)?,它們基本上決定著融雪融冰徑流的幅度。自從20世紀(jì)60年代隨著氣象衛(wèi)星的可見光和遠(yuǎn)紅外探測(cè)器的出現(xiàn),此領(lǐng)域的研究就逐漸開展起來。
3) 降水
降水是陸地表面水文氣象的重要因素,對(duì)區(qū)域水循環(huán)過程和水平衡都具有重要的意義,一般采用雨量站的實(shí)際觀測(cè)而得到。但降水的空間分布對(duì)水文過程更為重要,這就要借助遙感資料獲得其空間特征,特別是在雨量站和雷達(dá)觀測(cè)站點(diǎn)較稀的地區(qū)。
2. 礦產(chǎn)開采環(huán)境評(píng)價(jià)與分析
礦產(chǎn)開發(fā)設(shè)計(jì)與規(guī)劃
遙感技術(shù)可為地質(zhì)勘礦、礦產(chǎn)開發(fā)、區(qū)礦環(huán)境監(jiān)測(cè)等基礎(chǔ)性工作提供全面、精確、豐富、可靠的信息源。以往應(yīng)用較多的是航空遙感及中等空間分辨率衛(wèi)星遙感(如TM、SPOT等),隨著衛(wèi)星遙感在空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率方面的提高,高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)近年來獲得了迅速發(fā)展,將其應(yīng)用于礦山將是遙感技術(shù)新的發(fā)展方向。
礦產(chǎn)開采環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析
遙感影像可以揭示地表各種自然地理現(xiàn)象及地下地質(zhì)構(gòu)造,能將各種成礦構(gòu)造、控礦地質(zhì)體等要素以特定的信息在影像上予以顯示??沙掷m(xù)發(fā)展要求實(shí)現(xiàn)可利用資源的充分探查、開采與利用,但由于地質(zhì)構(gòu)造的不確定性及復(fù)雜性,常規(guī)勘探方法成本高,周期長(zhǎng),所顯示的信息在數(shù)量、精度方面都不能滿足發(fā)展的需要。高分辨率衛(wèi)星遙感影像則可以大而精、廣而深的水平提供反映地表、地下各種自然、地質(zhì)、地理、人文要素信息,通過信息處理與加工,獲取與礦產(chǎn)資源有關(guān)的信息,評(píng)價(jià)開發(fā)環(huán)境。
礦產(chǎn)開采環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括以下方面:
1) 開采區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)。
2) 采礦工業(yè)占用監(jiān)測(cè)
3) 非法開采監(jiān)測(cè)
4) 開發(fā)密集度監(jiān)測(cè)
3. 地表沉降監(jiān)測(cè)與分析
地面沉降又稱為地面下沉或地陷。它是在人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下,由于地下松散地層固結(jié)壓縮,導(dǎo)致地殼表面標(biāo)高降低的一種局部的下降運(yùn)動(dòng)。地面沉降導(dǎo)致了建筑物和城市基礎(chǔ)設(shè)施的破壞,并影響到區(qū)域建設(shè)的布局和規(guī)劃。建筑物會(huì)出現(xiàn)地基下沉、墻壁開裂或建筑物傾斜等現(xiàn)象,縮短了建筑物的壽命,而且抗震能力也相應(yīng)降低。另外,地下的輸油輸氣管道也會(huì)受到影響。
礦區(qū)沉降監(jiān)測(cè)
近年來,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建設(shè)速度的加快,煤礦工業(yè)得到了很大的發(fā)展。然而煤礦開采引起的地質(zhì)災(zāi)害問題長(zhǎng)期困擾和阻礙著礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)。礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生表面上是突發(fā)性的,但是其過程是逐步醞釀和發(fā)展的,且和其他各類災(zāi)害之間常常存在關(guān)聯(lián)和互動(dòng)。其中,礦區(qū)沉降是采煤過程中普遍存在的現(xiàn)象,礦區(qū)沉降常常引發(fā)地面塌陷、裂縫、山體開裂、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。為了有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,降低損失,必須對(duì)煤礦區(qū)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè),準(zhǔn)確快速查明礦區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀,尤其是礦區(qū)塌陷狀況已經(jīng)成為礦區(qū)環(huán)境綜合治理的主要問題。
傳統(tǒng)觀測(cè)礦區(qū)地表形變的技術(shù)多種多樣,設(shè)計(jì)觀測(cè)范圍包括從地下的精細(xì)觀測(cè)方法(基巖標(biāo)、分層標(biāo)等 、地表的水準(zhǔn)測(cè)量及對(duì)地觀測(cè)技術(shù)中的GPS技術(shù)等。傳統(tǒng)的觀測(cè)技術(shù)目前均達(dá)到了較高的地表形變觀測(cè)精度,但由于它們均需要人工布設(shè)地表觀測(cè)點(diǎn),這無疑大幅度增加觀測(cè)成本,而對(duì)于一些人類難以到達(dá)的困難地區(qū),這些傳統(tǒng)方法也難以實(shí)施。因此,地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)觀測(cè)等均對(duì)地表形變信息獲取技術(shù)及信息處理的自動(dòng)化水平提出了更高的要求。
遙感技術(shù)以其快速、準(zhǔn)確、周期性、宏觀性強(qiáng)的特點(diǎn),具有實(shí)時(shí)獲取資源環(huán)境狀況及其變化的優(yōu)勢(shì)、隨著數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合處理分析能力的提高,利用遙感技術(shù)獲得不同時(shí)段的關(guān)于礦區(qū)環(huán)境的準(zhǔn)確信息,查明積水塌陷區(qū)面積及其動(dòng)態(tài)變化,將為礦區(qū)的綜合治理提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量技術(shù)(D-InSAR)可被用做高精度的緩慢地表形變觀測(cè)。該方法的發(fā)展是基于空間相干性估計(jì)和二維相位解纏等技術(shù),利用雷達(dá)波相位差進(jìn)行大范圍地表形變觀測(cè)。結(jié)合SAR技術(shù)和高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)以及地質(zhì)調(diào)查,通過區(qū)域監(jiān)測(cè)可以分析由于采礦干擾和不同巖體下陷速度加快或延緩導(dǎo)致的區(qū)域差異沉降特征,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面沉降,效地調(diào)整采礦前進(jìn)的方向。
對(duì)礦區(qū)沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)主要包括三個(gè)方面:
1) 選擇合適的雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù),利用D-InSAR技術(shù)反演出近10到20年間不同時(shí)期的地面沉降,分析各個(gè)時(shí)期地面沉降區(qū)域與沉降幅度;
2) 進(jìn)行災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查工作,通過地面調(diào)查和高分辨率遙感圖像解譯查明煤礦區(qū)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害概況,為綜合分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);
3) 綜合分析區(qū)域地面沉降與各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生關(guān)系,并對(duì)未來該地區(qū)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià),分析危險(xiǎn)區(qū)的空間分布,建議土地利用規(guī)劃和補(bǔ)償方式。
城市地表沉降監(jiān)測(cè)
自上世紀(jì)九十年代以來,遭受地面沉降城市的數(shù)量正不斷增長(zhǎng),地面沉降導(dǎo)致相關(guān)災(zāi)害的發(fā)生,如海水入侵或風(fēng)暴潮等,多種災(zāi)害群體發(fā)生。一種災(zāi)害是另外一種的誘因,或是災(zāi)害體系或?yàn)?zāi)害鏈的某一個(gè)環(huán)節(jié)。地表沉降引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害是嚴(yán)重制約城市進(jìn)程的重要因素,它不僅引發(fā)城市土地資源危機(jī),同時(shí)造成一系列生態(tài)環(huán)境問題,破壞生產(chǎn)生活設(shè)施,進(jìn)而可能誘發(fā)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)問題。這些說明城市地表沉降正在嚴(yán)重的威脅城市的可持續(xù)發(fā)展,因此必須切實(shí)有效地開展地質(zhì)災(zāi)害防治,實(shí)現(xiàn)減災(zāi)目標(biāo)。
地表形變觀測(cè)作為研究城市地面沉降、滑坡、地震等地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)工作。常規(guī)城市地表形變監(jiān)測(cè)一般采用重復(fù)精密水準(zhǔn)測(cè)量方法,布設(shè)成一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)后通過嚴(yán)密的平差程序,最終提取出每一期的微小地面沉降變化值。這種方法早期在大中城市特別是在沿海的工業(yè)發(fā)達(dá)城市就已開始應(yīng)用,而且沿用至今,積累了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。
遙感技術(shù)特別是衛(wèi)星雷達(dá)測(cè)量技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展,其中衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量方法已進(jìn)入到一個(gè)新高度,即利用衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量來探測(cè)地表的微小地形變化信息的技術(shù)。城市環(huán)境由于有其較之周邊環(huán)境比較獨(dú)特的特征,開展In-SAR技術(shù)城市地面沉降研究也由此而顯示了其獨(dú)到之處:
1) 城市環(huán)境由于地面覆蓋植被較少,且城市用地一般變化較少,十分有利于衛(wèi)星復(fù)雷達(dá)圖像之間建立干涉;
2) 城市由于規(guī)模發(fā)展原因,城市范圍往往在變化,由于城市區(qū)域比周邊區(qū)域在In-SAR圖像顯示出高干涉特征,因此十分容易與周邊鄉(xiāng)村區(qū)別開來,為此,In-SAR在提供及時(shí)又廉價(jià)的城市沉降信息的同時(shí),也就同時(shí)清晰地勾勒出了城市邊緣和城市的演化過程。
3) 雖然目前世界上很多城市利用先進(jìn)的GPS結(jié)合電子測(cè)距及常規(guī)測(cè)量手段研究城市地面沉降問題,GPS技術(shù)也取得了很高的精度,但仍然面臨著水準(zhǔn)點(diǎn)(標(biāo)石點(diǎn))的穩(wěn)定性;測(cè)量的是沉降點(diǎn)、線,構(gòu)成沉降面必須經(jīng)過數(shù)值內(nèi)插過程等問題。而衛(wèi)星雷達(dá)干涉測(cè)量一次能覆蓋幾百至上千平方千米的范圍,可以利用該地區(qū)不同時(shí)期雷達(dá)圖像中任意時(shí)間間隔的2張圖像進(jìn)行干涉處理,獲得整個(gè)覆蓋范圍內(nèi)與成像時(shí)期相應(yīng)的沉降位移數(shù)據(jù),而城市由于它的In-SAR圖像具有高干涉特性非常適合于進(jìn)行雷達(dá)干涉測(cè)量。
4) 衛(wèi)星雷達(dá)成像由于能穿透云層且沒有晝夜之分(全天候),雷達(dá)數(shù)據(jù)下載快捷、時(shí)間延誤少,加之配套處理軟件越來越成熟,使對(duì)城市及更大范圍的地表沉降數(shù)據(jù)提取能夠十分迅速,可以接近準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
5) 雷達(dá)干涉測(cè)量在城市地面沉降研究當(dāng)中已經(jīng)發(fā)揮了越來越重要的作用。目前,合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量利用了遙感衛(wèi)星多時(shí)相的復(fù)雷達(dá)圖像相干信息進(jìn)行地表的垂直形變量的提取,其精度已經(jīng)達(dá)到了毫米級(jí),很多城市應(yīng)用In-SAR技術(shù)開展城市地面沉降研究已經(jīng)取得了良好效果。
4. 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)
地質(zhì)災(zāi)害是指在地球的發(fā)展演變過程中,由各種自然地質(zhì)作用和人類活動(dòng)所形成的災(zāi)害性地質(zhì)事件。地質(zhì)災(zāi)害包括突發(fā)性的,如火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等,也包括漸進(jìn)性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等。由于自然變異和人為作用所導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,滑坡、崩塌、泥石流和地面裂縫等,每年給人類社會(huì)造成重大危害。
長(zhǎng)期以來,遙感技術(shù)已經(jīng)成為對(duì)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害及其發(fā)育環(huán)境宏觀調(diào)查的不可缺少的先進(jìn)技術(shù),在滑坡、崩塌、泥石流和地面裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、監(jiān)測(cè)和研究工作中發(fā)揮了重要的作用,為大型工程建設(shè)的環(huán)境災(zāi)害調(diào)查及防災(zāi)減災(zāi)工作做出了重要貢獻(xiàn)。
滑坡監(jiān)測(cè)
滑坡是一種山區(qū)建設(shè)中常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象,是一種斜坡變形形式,主要發(fā)生在山地、丘陵地區(qū)的斜坡上。對(duì)滑坡的含義,一般有兩種說法:一是廣義的,即把斜坡巖體順坡向下滑移的一切現(xiàn)象,統(tǒng)稱為滑坡。它包括崩塌和泥石流等;另一種是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,在一定的地形地質(zhì)條件下,由于外界條件的變化,各種自然或人為的因素影響(例如長(zhǎng)期受水浸潤(rùn),削弱山體下部支撐力量等),破壞了巖體的力學(xué)平衡,使山坡上的不穩(wěn)定巖體在重力作用下,沿著一定的軟弱面作整體的、緩慢的、間歇性的向下滑動(dòng)的不良地質(zhì)現(xiàn)象,稱之為滑坡。
利用遙感技術(shù)克服了地形、氣候、觀測(cè)條件的限制,可以實(shí)現(xiàn)大范圍的滑坡區(qū)域調(diào)查以及針對(duì)滑坡不同階段實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),因此引入遙感技術(shù)進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)是非常意義的。遙感用于滑坡監(jiān)測(cè)的研究主要可分為三個(gè)方面內(nèi)容滑坡探測(cè)與識(shí)別;滑坡時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);結(jié)合GIS技術(shù)的空間分析和災(zāi)害預(yù)測(cè)。調(diào)查的方法主要有:
1) 直接解譯:滑坡的探測(cè)與識(shí)別通常都采用航片或高分辨率衛(wèi)星影像進(jìn)行判讀,識(shí)別出滑坡的鑒別特征,如泥石流引發(fā)的沉積物堆積、地貌地形、冰川退縮及冰舌的位移、巖層斷裂等。
2) 動(dòng)態(tài)對(duì)比:滑坡的監(jiān)測(cè)可通過檢測(cè)多時(shí)相衛(wèi)星影像上滑坡前后的土地利用變化來定位滑坡,然后通過對(duì)比不同時(shí)期的滑坡條件,如滑坡范圍、移動(dòng)速度、地表形態(tài)、土壤濕度,進(jìn)行滑坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
3) 干涉雷達(dá)監(jiān)測(cè):目前,滑坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)或制圖大部分已經(jīng)采用了InSAR或D-InSAR。如采用ERS數(shù)據(jù)生成干涉DEM,并利用獲取的地面控制點(diǎn)改進(jìn)地理編碼和高程值,獲取地理編碼垂直高程變化圖。由此,辨識(shí)出邊坡的位移,證明其不穩(wěn)定,在滑坡真正發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后,從滑坡堆積帶的影像中,分別選出三個(gè)主要為粗略紋理、中等紋理以及細(xì)碎片的不同區(qū)域,進(jìn)行局部直方圖分析,量測(cè)影像紋理,進(jìn)一步找出滑坡碎片的大小及分布。
泥石流監(jiān)測(cè)
礦區(qū)山高坡陡,溝谷縱橫,地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,巖層破碎,松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量豐富,植被條件較差,因此礦區(qū)溝谷泥石流具有多期性。進(jìn)入雨季后處于發(fā)育旺盛期,山洪暴發(fā),暴發(fā)大規(guī)模泥石流的頻率較高,災(zāi)害嚴(yán)重。隨著人為活動(dòng)的加強(qiáng),泥石流暴發(fā)的頻率、規(guī)模越來越大,災(zāi)害碎石越來越嚴(yán)重,致使泥石流溝谷水土流失不斷加劇,區(qū)域地質(zhì)環(huán)境逐步惡化。泥石流造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和生產(chǎn)設(shè)施破壞,直接威脅著礦區(qū)的安全生產(chǎn)。
礦區(qū)地形地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,單純依靠地面調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害,不僅周期長(zhǎng)、費(fèi)用高,見效慢,有些地方交通不便,工作難度較大,不宜調(diào)查且難以準(zhǔn)確判斷。利用遙感技術(shù)不但可準(zhǔn)確、直觀、全面、多角度地觀察和研究泥石流災(zāi)害,還可以利用多時(shí)像的遙感資料,動(dòng)態(tài)地觀察地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展等過程,為災(zāi)害地面調(diào)查及后續(xù)治理提供指導(dǎo)。利用遙感技術(shù)進(jìn)行泥石流監(jiān)測(cè)主要核心就是泥石流溝的解譯。
泥石流的遙感調(diào)查方法與滑坡非常類似,也可以采用直接解譯法、動(dòng)態(tài)對(duì)比法和干涉雷達(dá)等方法。
崩塌監(jiān)測(cè)
采礦崩塌地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是工礦區(qū)資源管理與環(huán)境保護(hù)的重要方面,遙感技術(shù)可在其中發(fā)揮重要作用,從遙感圖像中提取采礦崩塌地是遙感應(yīng)用于礦山資源環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要方向之一。為了以較高的精度,從遙感圖像中提取塌陷地,往往將遙感技術(shù)與GIS相結(jié)合,充分應(yīng)用光譜特征、地學(xué)特征與信息、領(lǐng)域和專家知識(shí)及其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輔助進(jìn)行遙感圖象處理與專題信息提取。
地裂縫監(jiān)測(cè)
礦產(chǎn)開采形成的地裂縫往往與地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害相伴而生,地裂縫發(fā)育特征受地質(zhì)條件、地下采空區(qū)特征等因素控制。根據(jù)礦區(qū)地裂縫地表延伸長(zhǎng)度特征及危害性將礦區(qū)地裂縫分成三級(jí)規(guī)模。一般地面塌陷范圍與地裂縫級(jí)別相輔相成,地面塌陷區(qū)范圍大,則地裂縫規(guī)模隨之增大,反之亦然,地裂縫穩(wěn)定性受多種因素影響,除受塌陷區(qū)穩(wěn)定性影響外,還受到地質(zhì)條件、地表水和人類活動(dòng)等因素影響。
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