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滑坡編目:地震滑坡危險性分析中必不可少的部分

2012-01-09 01:43HarpKeeferSatoYagi
關鍵詞:編目滑坡

E.L.Harp D.K.Keefer H.P.Sato H.Yagi

滑坡編目:地震滑坡危險性分析中必不可少的部分

E.L.Harp D.K.Keefer H.P.Sato H.Yagi

詳細精確的滑坡編目是地震滑坡危險性分析工作中必不可少的一部分。理想的編目要滿足如下條件:覆蓋整個地震影響區(qū);應包含所有可調查到的滑坡,滑坡的最小長度應小至1~5m左右;編目中的滑坡位置也必須準確,應使用能夠反應它們真實的平面形狀的區(qū)要素來表征。符合上述要求的滑坡編目可以用來進行地震滑坡危險性分析和其他的定量分析研究。詳細的地震滑坡編目可以追溯到1960年代初的航空攝影技術的出現(xiàn)與應用。近年來,隨著空間技術科學的進步,高分辨率衛(wèi)星影像獲取成為可能,從而使得除最小的滑坡之外可以識別并繪出所有由地震事件觸發(fā)的滑坡。得益于遙感技術的這種可以觀測到地球任何地方的能力,我們可以獲取到任何大量地震滑坡發(fā)生區(qū)域的遙感影像。然而,隨著高分辨率遙感影像時代的到來,地震滑坡編目數(shù)據(jù)不完整也成為當前研究中的一個普遍存在的問題。

滑坡編目 滑坡危險性 航空攝影 衛(wèi)星影像

引言

詳盡完整的地震滑坡編目是地震滑坡危險性分析中必不可少的部分?;诖顺擞兄诹私獾卣鸢l(fā)生區(qū)域之外我們還可以推進地震滑坡危險性分析。在中等地震或大地震之后,已制作出了大量的滑坡編目,但是這些編目中的大部分并不完整,或者僅僅以點去標識滑坡,只有少數(shù)的滑坡編目是全面的,符合如下特點:(1)覆蓋地震滑坡影響的全部區(qū)域;(2)包括所有滑坡體長度小至1~5m的滑坡;(3)用區(qū)去標識滑坡而不是點。當一個地震區(qū)域被密集的強震臺站網(wǎng)絡覆蓋、并記錄到地震動情況時,這樣詳細而全面的滑坡編目變得至關重要。這時候,滑坡分布與地形、地質、地震動的關系就可以通過GIS平臺獲取,進而得到基于概率的滑坡危險分析結果。如果沒有精確完整的滑坡編目,這樣的分析就無法進行。

下面對地震滑坡編圖制圖的發(fā)展進行綜述,從使用航空攝影與在地形圖上手工繪圖開始,到使用衛(wèi)星影像計算機數(shù)字化制圖。我們并沒有嘗試對滑坡進行重新的解譯以建立滑坡分布與不同的參數(shù)距離、空間分布情況或者地震動參數(shù)之間的關系。不過本文還對有關近期已經(jīng)開展的一些數(shù)字地震滑坡編目圖的其他研究進行一些簡短的討論。

1 滑坡編目準則

制作真實全面的滑坡編目需要使用滿足幾個準則的遙感影像。可滿足的準則越多,得到的滑坡編目在接下來的分析中用途就越大。理想條件下,影像需要滿足以下幾點:

(1)影像必須連續(xù)而且覆蓋全部的滑坡分布區(qū)域;

(2)影像分辨率必須足夠高,可以滿足單體滑坡長度小至數(shù)米的滑坡解譯要求;

(3)影像必須有立體覆蓋,或者可以覆蓋到數(shù)字高程模型上面,以獲得立體視圖。

(4)影像盡量在地震后第一時間獲?。ūM可能無云覆蓋),這樣可以獲得地震滑坡對地形與基礎設施影響的初始狀態(tài)。

2 制圖準則

滑坡應使用面要素進行標識,以確保其可應用于滑坡與其他空間變量的統(tǒng)計分析研究:

(1)滑坡需在GIS平臺下標識成多邊形要素,可以使用一個多邊形代表整個滑坡,也可以使用兩個或者多個多邊形去分別定義滑坡滑源區(qū)與滑坡堆積區(qū)。這些多邊形是滑坡編目的必要要素。在圖例中,除滑坡外,其他代表地形、地質、構造特征等的符號也可以展示在滑坡編目圖上。

(2)滑坡需標識在地形圖或者具有地形信息的GIS圖層上,需要與真實地理信息圖層相匹配。

(3)全部的地震滑坡都應標識在圖上,需要圈定出它們的邊界。超過影像最小分辨率的滑坡都應該解譯出來,以得到完整的滑坡分布圖。這決定著滑坡編目圖是否足夠完整以滿足地震滑坡危險性分析的統(tǒng)計要求。

若要滑坡編目圖滿足以上所有的準則是比較困難的。相對完整的滑坡編目滿足以上準則的大部分或者所有以上準則的地震事件包括:

(1)中美洲地區(qū)

1976年2月4日危地馬拉M7.5級地震(Harpet al,1981)。

(2)北美洲地區(qū)

1983年5月2日加利福尼亞州科林加M6.7級地震(Harp and Keefer,1990)。

1980年5月25~27日加利福尼亞州馬默斯湖M≈6.0級地震序列(Harpet al,1984)。

1994年1月17日加利福尼亞州北嶺M6.7級地震(Harp and Jibson,1995,1996;圖1)。

(3)臺灣地區(qū)

1999年9月21日集集M7.6級地震(Liao and Lee,2000;圖2)

(4)日本

1978年1月14日伊豆大島近海M7.0級地震(Geographical Survey Institute of Japan,1979)。

1993年7月12日北海道西南近海M7.8級地震(Tanaka,1994)。

1995年1月17日兵庫縣南部(神戶)M7.2級地震(Nishidaet al,1996)。

2004年10月23日新潟縣中越M6.8級地震 (Geographical Survey Institute of Japan,2005a,b,c;Sekiguchi and Sato,2006;Yagiet al,2007)。

2008年6月14日巖手宮城內陸M7.2級地震(Yagiet al,2009)。

還有一些沒有滿足上述準則的一些滑坡編目圖,比如:

1949年12月26日M6.2級和M6.4級今市地震(Morimoto,1951)。

1976年5月6日意大利弗留利M6.4級地震(Govi,1977a,b)。

1989年10月17日加利福尼亞州洛馬普列塔M6.9級地震(Keefer,2000)

3 早期滑坡編目圖

Keefer(2002)對從1980年開始的早期滑坡編目圖進行了詳細的討論,這與航空攝影技術的發(fā)展是密不可分的,從那時起大量的航片可以利用。第一批地震觸發(fā)滑坡編目圖僅僅標識出了滑坡發(fā)生的位置。這種類型的第一個滑坡編目圖是由Morimoto(1951)匯編出版的,內容為東京以北約90km的櫪木縣今市M6.2和M6.4級地震觸發(fā)的滑坡。將滑坡用點去標識,滑坡類型分為崩塌與碎屑流兩種,滑坡密集分布在滑河流域上游。

最值得關注的早期滑坡編目圖是關于1970年秘魯M7.9級地震的,滑坡被標識為點和其他不同的符號,以區(qū)分不同的滑坡類型(Plafkeret al,1971;圖1)。

這份滑坡編目圖是借助大量的航片完成的,航片覆蓋的范圍達8300km2,覆蓋了地震重災區(qū)。標定了大約1000個最大的滑坡的源區(qū),并且對一個區(qū)域的大量崩塌進行了標識。不同的滑坡類型用不同的符號表示,結果表明震區(qū)觸發(fā)最多的滑坡類型是崩塌、巖崩與碎屑流滑坡。這些滑坡的分類參照 Keefer(1984),認為是擾動失穩(wěn)(Plafkeret al,1971;Keefer,2002)。

最早使用區(qū)要素標識滑坡的成果之一來自于Morton(1971,1975),是關于1971年2月9日南加利福尼亞的圣費爾南多M6.7級地震。這份滑坡編目圖覆蓋了滑坡密集分布區(qū)的一部分,標識了數(shù)千個滑坡。Morton(1975)展示了無數(shù)小崩塌與山崩發(fā)生在圈定區(qū)域的外面,限于使用的航片的精度,區(qū)域內發(fā)生的最小的滑坡無法被圈定(Keefer,2002)。

最早由中等或大地震觸發(fā)的滑坡編目圖(用區(qū)表示)是在標準的黑白立體相對上(偶爾有彩色的航片)獲取的,其中有些是全部滑坡,也有些為部分滑坡。生成的比例尺為1:20000或者更高,一般情況下比例尺為1:20000或更高。比例尺為1:20000的航片(標準的垂直正射投影)是能夠解譯與圈定小至1m長的滑坡的最低分辨率的數(shù)據(jù)源。大地震的時候,受到國際關注的地區(qū),或許也有其他的航片可以利用(不論是否在美國的國土范圍內),此時往往由美國軍方航拍,含有大約1.2m分辨率的黑白立體相對,可以以場地的方式在立體相對中獲取到。這些航空照片可以產(chǎn)生中心位置大約為1m的最大分辨率。

上述的航空照片可以解譯地震觸發(fā)的滑坡,通過手繪的方式將單體滑坡圈定在地形圖上,在美國地形圖的比例尺往往為1:24000大小,其他國家往往為1:50000大小。將滑坡從航片上往地形圖上繪制的工作是通過制圖技術的幫助,將滑坡邊界編繪到地形圖上。若是地形圖與美國軍方提供的航片的比例尺不同,那么這個工作將可能無法做。這類滑坡空間分布的工作很少覆蓋大的區(qū)域,因為覆蓋大面積的滑坡編繪是一項很緩慢的工作。

通過上述手繪方法編繪滑坡的實例包括1976年危地馬拉地震(Harpet al,1981)、1978年日本伊豆大島近海地震(Geographical Survey Institute of Japan,1979)、1980年馬默斯湖地震序列(Harpet al,1984)和1983年科林加地震 (Harp and Keefer,1990)。1976年危地馬拉M7.5級地震滑坡編目圖的一部分見圖2。

圖2中所示的滑坡編目圖中滑坡用紅色標識(原圖為彩色圖——譯注),最多的滑坡類型主要是淺層崩塌與巖滑,主要發(fā)生在更新世流紋質火山碎屑沉積物之中。粉紅色標識的為深層圓弧形滑坡與塊體滑動,也是由同類的物質組成。這張滑坡編目圖取自美國空軍航拍的不同分辨率照片,拍攝時利用不同分辨率的照相機,覆蓋的面積達到16000km2,圈定了大約50000個單體滑坡。對此圖進行了關于滑坡分布與巖性、坡度、地形放大效應、地震烈度、區(qū)域構造系統(tǒng)的關系的區(qū)域分析。其中只有一個地震觸發(fā)的大型的深層滑動型滑坡是古滑坡的復活。

在同一年的較晚時間,兩個中等尺度地震發(fā)生在意大利的弗留利地區(qū),一個在5月(M6.4級),另一個在9月(M6.1級)。Govi(1977a)對5月的地震觸發(fā)的滑坡使用相同的方法去標識。這個滑坡編目圖的一部分見圖3,其中滑坡分布在震中區(qū)附近的500km2區(qū)域內。得到的滑坡編目圖包括了滑坡的運動路徑、尺寸和堆積物的位置,某些獨立大石頭的位置也被標識了出來。據(jù)Keefer(2002),這次地震觸發(fā)的滑坡分布在超過2100km2的區(qū)域內。可以根據(jù)這個滑坡編目圖統(tǒng)計滑坡與地形、地質參數(shù)的關系(Govi,1977a,b)。

圖3中所示的滑坡編目圖與圖2中的不一樣,Govi的圖中崩塌用箭頭路徑來代表,一些單獨的巖石用點來代表,展示了最后運動停止的位置。

這樣的滑坡編目圖的精度并非僅僅依賴于航空照片的分辨率,而是依靠其在黑白航片或者彩色航片上的相對位置。針對1983年加利福尼亞州科林加地震,采集的航空照片的比例尺是1:18000。它們不但有最好的色彩質量,而且獲得影像的時間也合適,植被與滑坡物質在影像上很容易區(qū)分,滑坡體與周圍的植被形成了清晰的對比,可以從亮綠色的草叢與灌木中將滑坡清晰地識別出來。這就使得繪制的滑坡編目圖包括了小規(guī)模的巖崩與巖滑,并且比其他同類數(shù)據(jù)的精度都要高。本次科林加地震觸發(fā)滑坡的最小的記錄為30cm 尺寸 (Harp and Keefer,1990)。編目圖的一部分見圖4。

這次地震觸發(fā)的滑坡超過95%都是崩塌和巖滑(Harp and Keefer,1990),覆蓋了大概600km2的區(qū)域,并顯示出了與坡度、坡向、地形、巖性的關系。

以上地震滑坡編目的例子均未基于地理信息系統(tǒng)(GIS)工具。下面給出一些基于GIS技術的數(shù)字地震滑坡編目圖的例子。

4 數(shù)字滑坡編目圖

第一幅完整地震滑坡數(shù)字編目圖是由Harp和Jibson(1995)編繪的。這幅圖采用在航片的立體相對上使用手繪的方法,采用美國空軍于1994年1月17日北嶺地震發(fā)生后第一天采集的影像。這幅地震滑坡編目圖,最初被編繪在1:24000比例尺的地形圖上。然后再將這些滑坡編繪到GIS平臺之中。這些滑坡編目圖的一部分見圖5。

這個滑坡編目圖包含了超過11000處單體滑坡記錄,均用單獨的區(qū)表示,在航空相片的明亮區(qū)域寬度可達到1~2m,在陰影區(qū)可達5~10m。將這個滑坡編目圖與大量的野外測量數(shù)據(jù)進行對比,顯示出這些標定的滑坡占據(jù)了90%的實際滑坡發(fā)生的滑坡后壁、堆積物運動路徑、沉積物的位置(Harp and Jibson,1995)。

北嶺地震滑坡編目是第一次綜合使用來自一次地震事件的強震記錄,在一個區(qū)域的基礎上使用紐馬克分析進行地震滑坡災害分析,并且構建偽概率性地震滑坡危險性圖的工作(Jibsonet al,1998,2000)。此后,其他研究人員使用這個地震滑坡編目圖研究了滑坡與不同坡度、物質巖性、地震參數(shù)之間的關系 (Parise and Jibson,2000;Khazai and Sitar,2003;Malamudet al,2004;Meunieret al,2007),還有使用同樣的紐馬克分析方法在其他區(qū)域開展地震滑坡危險性的分析工作(Katz and Crouvi,2007;Liao and Lee,2009)。

圖5 1994年1月17日加利福尼亞州北嶺地震滑坡數(shù)字編目圖的一部分(Harp and Jibson,1995)

在北嶺地震事件之后一年發(fā)生的1995年M6.9級兵庫縣南部地震,在神戶正北的六甲山觸發(fā)了大量的淺層碎屑流與崩塌?;?:8000比例尺的航片,制作了1:10000比例尺的該地震滑坡編目圖(Nishidaet al,1996)。淺層碎屑流的平均尺寸為長50~100m,寬10~20m,厚1~2m(Nishidaet al,1996)。

對于1999年9月21日M7.3級臺灣集集地震編繪了包含9272個滑坡的地震滑坡編目圖,每個滑坡的面積均大于625m2,或者在SPOT衛(wèi)星影像上面大于4個柵格面積的滑坡才用來構建滑坡編目圖(Liao and Lee,2000)。該滑坡編目圖被廣泛應用于詳細的地形、巖體性質、與地震參數(shù)的分析對比工作(Khazai and Sitar,2003;Meunieret al,2007;Leeet al,2008;Liao and Lee,2009)。還被用于評價地震滑坡的部分影響區(qū)內滑坡對流域系統(tǒng)沉積的影響(Dadsonet al,2003,2004;Hoviuset al,2009)。該編目圖的部分見圖6。

集集地震滑坡編目圖可以在下面的網(wǎng)址查 看: http//landslide.appgeo.net/index.php/landslide/chichi/announcement/view/2,為集集地震發(fā)生10周年時在臺灣舉行的地震觸發(fā)滑坡會議的結果。后來的研究將這個滑坡數(shù)據(jù)補充到20000個,補充了大量小規(guī)模的滑坡(Wanget al,2002)。

在20世紀最初的10年,研究者匯編了兩份完整的或者接近完整的日本地震之后地震誘發(fā)滑坡編目圖。第一份給出的是2004年10月23日M6.6級新澙縣中越地震的滑坡,是日本國土地理院編繪的,比例尺為1:25000,解譯的滑坡最小到25×25m大?。⊿atoet al,2005)。關于小的滑坡,這份編目圖略顯不足,但是它覆蓋范圍足夠,對于可探測到的最小尺寸的滑坡均有包括。這個編目圖的一部分見圖7。

Sato等(2005)的研究表明,共有1353個滑坡的滑源區(qū)、運動路徑與堆積區(qū)被鑒別標出。后來,Sekiguchi與Sato(2006)綜合使用1:5000與1:10000比例尺的航空照片標識了4438個滑坡,并將這些滑坡分為7個類型。Yagi等(2007)通過解譯1:10000比例尺的航空照片也制作了該地震觸發(fā)滑坡的數(shù)字編目圖,并且論述了大部分滑坡沿著五白川的區(qū)域分布,多是老滑坡復發(fā),發(fā)生在河流浸潤斜坡位置。其他的研究包括滑坡分布與地質、坡度、震中位置、與地震震源參數(shù)的對比研究,研究方法采用滑坡數(shù)據(jù)疊置在坡度圖(震前與震后)、地質和震源模型上,根據(jù)計算模型進行的斜坡位移計算(Chigira and Yagi,2006; Wanget al,2007)。Yagi等(2009)使用1:10000比例尺的航片編制了日本本州島東北部2008年M7.2級巖手宮城內陸地震觸發(fā)的4161個滑坡的數(shù)字編目圖。通過這個滑坡編目圖與相關的野外工作,他們將滑坡分為5個類型。在日本東北部奧羽山脈的栗駒山南翼,他們也將滑坡與不同的火山碎屑巖、火山泥流、沉積關聯(lián)起來。也統(tǒng)計了其他影響滑坡空間分布的因子如地形、與地面震動的關系(Yagiet al,2009)。重新構建的該數(shù)字編目圖見圖8。

伴隨著數(shù)字滑坡編目圖與其他地質、坡度、斜坡物質的工程巖性與地面強震動記錄信息的出現(xiàn),給我們提供了很好的機會去定量研究滑坡編目圖與大量滑坡控制參數(shù)之間的關系。如果在地震影響區(qū)存在足夠密度的強震臺網(wǎng),就可以進行定量的基于場景的地震滑坡災害制圖。

5 地震滑坡危險性制圖

1994年1月17日加利福尼亞北嶺地震發(fā)生時,有超過300個強震臺站記錄到了主震的震動情況。由于這個強大的地震臺網(wǎng)絡與大量的強地震動記錄可以應用于模型的地震輸入,這次地震滑坡時間給出了一個很好的實例,在完整的滑坡編目圖、巖體工程數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)和充足的地震動數(shù)據(jù)都具備的情況下,可以基于滑坡編目圖開展地震滑坡災害分析。Jibson等(1998,2000)將數(shù)字坡度圖、數(shù)字地質圖、地質單元之間的剪應力參數(shù)與地震強震動記錄融入到簡單的紐馬克模型,制作了預測斜坡位移的結果圖。他們然后對比了這個結果圖與北嶺地震滑坡編目圖之間的關系(Harp and Jibson,1995,1996),評價了給定地震場景下的斜坡失穩(wěn)可能。這個對比結果經(jīng)由紐馬克預測位移的滑坡發(fā)生可能最終導出概率密度函數(shù)。這個概率結果可以導出成一幅結果圖(Jibsonet al,1998,2000;圖9)。

根據(jù)完整的滑坡編目圖,可以定量出大量的其他滑坡參數(shù)的范圍和變化,例如滑坡空間分布密度、震動觸發(fā)滑坡的極限和因為滑坡而導致的沉積物體積的估計。根據(jù)完整的滑坡編目圖,也可以定量評價這些以及其他與滑坡有關的參數(shù)。沒有精確的、完整的滑坡編目圖,所有這些參數(shù)都不能可靠地確定。

當前隨著高空間分辨率衛(wèi)星影像時代的到來,我們有足夠的能力去獲得任何地區(qū)的高空間分辨率遙感數(shù)據(jù),甚至在世界上沒人能達到的區(qū)域。然而,商業(yè)的空間分辨率小于1m的遙感衛(wèi)星影像價格偏于昂貴。近年來一些高分辨率衛(wèi)星影像已經(jīng)可以以不太昂貴的方式獲得。比如在2010年1月12日海地M7.0地震發(fā)生之后,在谷歌地球上就貼出了很多海地震后的圖像數(shù)據(jù)。近年來,可以獲得在地球上任何地方大地震發(fā)生區(qū)域的高分辨率衛(wèi)星影像,并且可以為科學家與地震應急工作者提供地震后幾周甚至幾天之內的遙感數(shù)據(jù)。然而,盡管我們能快速獲得高分辨率的遙感數(shù)據(jù),但是因為種種原因,我們經(jīng)常無法獲得覆蓋震區(qū)全部的滑坡分布數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在的普遍實際情況是一次大地震后,商業(yè)衛(wèi)星去采集地震最強影響區(qū)顯示出斷層破裂、滑坡與基礎設施破壞的圖像。即使這樣,我們常常無法獲得滑坡分布的邊界區(qū)域,得到的結果往往并不全面。這對于用來進行地震滑坡危險性分析的數(shù)據(jù)集來講是一個很嚴重的問題,因為滑坡發(fā)生概率統(tǒng)計的結果強烈地受到基礎數(shù)據(jù)的影響,滑坡編目圖應該包括地震觸發(fā)的全部滑坡。在遙感數(shù)據(jù)未能覆蓋全部地震區(qū)域的大多數(shù)的情況下,將會漏掉較多的較低震動條件下觸發(fā)的滑坡。這種統(tǒng)計結果會導致最低震動區(qū)的滑坡(通常指崩塌與巖滑)危險性概率低于實際情況,從而會導致錯誤的預測,所以要避免在人口密集的陡峭山區(qū)出現(xiàn)這種情況。

關于地震觸發(fā)滑坡遙感影像的覆蓋程度,日本國土地理院已經(jīng)使用彩色航片去補充衛(wèi)星影像未覆蓋的區(qū)域。2008年7月14日,在日本本州島北部發(fā)生M7.2級巖手宮城地震之后,日本國土地理院航拍了全部滑坡分布區(qū)域內的圖像,使用的是1:10000比例尺的彩色航空攝影。然后,為了履行2007基本法案中關于推進空間地理信息地位的法案(NSDI;Murakami,2008),日本國土地理院把所有的圖像都放在了網(wǎng)絡上,因此它們可以被廣泛下載,不但可以供政府應急使用,而且也可以供所有對此區(qū)域地震滑坡空間分布感興趣的科學家使用。盡管當面臨一次大地震事件的時候該方法可能會很昂貴,但是它可以解決在地震事件中面臨的衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取不全的問題。

6 討論與結論

近年來,隨著高分辨率遙感影像和交互式網(wǎng)絡地理工具(如Google Earth)、開放的街道地圖以及可視化的災害場景的出現(xiàn),使得瀏覽災害與從事基本的地震滑坡編目制圖成為可能。最近的地震如2010年1月12日M7.0級海地地震和2010年2月28日(原文為3月——譯注)M8.8級智利地震,通過各個途徑獲得了大量衛(wèi)星影像與航空攝影,其中一些被放到了谷歌地球上面。這給科研人員提供了觀察地震滑坡全貌并進行地震滑坡的初始制圖以及其他地震滑坡屬性標定研究的良好機會。當前,這些工具還不能滿足構建高精度地震滑坡編目圖的要求,因為考慮到網(wǎng)絡上的DEM的分辨率,其中一些圖存在未糾正的屬性與投影錯誤。

使用震后高分辨率衛(wèi)星影像得到的DEM,結合震前的DEM,可以精確地計算滑坡的體積。該方面對基于場地目的的針對單體滑坡的研究尤其有用。一般情況下,這種滑坡體積計算方法對那些大的、對人類與基礎設施有嚴重影響的滑坡有用。如1999年9月21日的M7.6級臺灣集集地震觸發(fā)的草嶺滑坡,采用航空攝影與數(shù)字高程分析技術相結合估計的體積為125×106m3(Chenet al,2009;Huet al,2009)。

近年來,大地震觸發(fā)滑坡自動識別技術漸漸發(fā)展起來,其可以提供快速的地震滑坡編目圖制作。識別方法為采用圖像處理軟件,根據(jù)滑坡的色調與紋理區(qū)別于周邊環(huán)境的特點去識別滑坡。然而提供的滑坡分布的快速制圖結果只是大概的滑坡分布,若要詳細地檢查,與傳統(tǒng)方法得到的精確滑坡相對比會發(fā)現(xiàn)其中存在許多的錯誤。這些方法往往會將很多非滑坡區(qū)域標識為滑坡,比如,裸露的地表、近期的填土、采石場、公路開挖、與其他的人工開挖等。我們認為這種方法可以用于地震后滑坡分布的快速分析與研究,但是若要將其用于災害評價或者其他更精確的滑坡定量研究則是不合適的,因為這些研究需要精確的滑坡位置。地震后,若要將滑坡編目圖用于地震災害評價分析或者其他的滑坡參數(shù)定量分析,滑坡編目圖需要滿足幾個規(guī)則。理想的狀態(tài)下,整個地震研究區(qū)的遙感圖像應該在地震后第一時間快速地得到,并且影像的分辨率要足夠高,才能解譯到最小的滑坡。此外,標識這些滑坡需要使用能反映滑坡形狀的面數(shù)據(jù),還應在GIS的平臺上可以進行地理標注。

如果能夠全部滿足以上標準的話,再加上詳細的地震動記錄,那么滑坡編目圖就有足夠的完整性與精度去進行地震滑坡危險性評價。此外,也可以開展其他方面的研究,比如因為滑坡而造成的沉積作用、滑坡空間分布的密度分析以及與震動參數(shù)的關系等。

若將來完成了更多的完整的地震滑坡編目圖,我們就可以精確地研究地震震級與滑坡分布的關系,這種關系式已經(jīng)在Keefer(1984)和 Keefer(2002)的文獻中出現(xiàn)。這項工作總結并量化了滑坡分布的可能范圍、與震中距離、斷層-地表破裂距離(也考慮長度)、地震震級、滑坡分布區(qū)域面積等因素與地震震級的關系,并且基于不同的滑坡類型進行了分別的統(tǒng)計分析。Keefer(1984,2002)并沒有區(qū)分滑坡參數(shù)與不同的地震類型,但是近期Menuier等(2007)的工作已開始說明都是逆沖或者逆沖走滑型事件的北嶺地震、集集地震和芬斯特地震滑坡的分布樣式與不同的地震加速度之間的關系。當前,還沒有充足的數(shù)據(jù)去開展滑坡空間分布密度與其他地震類型觸發(fā)滑坡分布的對比研究,比如不同的地震機制情況下滑坡分布與不同類型的斷裂觸發(fā)地震的關系。

關于滑坡的大小與地震震級之間的關系研究處在概念性的階段,而且缺乏可靠性。大體上,趨勢是地震震級越大,發(fā)生的滑坡就越大,而且往往伴隨更長時間的震動。然而,一些顯著的意外也常常發(fā)生,例如140 000000m3的斯普林代爾滑坡(由5.7級猶他州圣喬治地震觸發(fā),距離震中44km;Jibson and Harp,1996)。我們猜測此項研究在不遠的將來會有重大的進展,原因是地震觸發(fā)滑坡空間分布可以被越來越多地得到完整記錄,并且可與增加的地震及巖體工程數(shù)據(jù)進行對比研究,這樣就可以使科學家更精確地建立目前只有部分或全然沒有的滑坡與震源、場地效應和傳播特征之間的關系。

譯自:Engineering Geology.2011.122:9~21

原題:Landslide inventories:the essential part of seismic landslide hazard analyses

(中國地震局地質研究所 許 沖譯;呂春來校)

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