唐 菲

寧夏回族自治區(qū)水文環(huán)境地質(zhì)勘察院 寧夏 銀川 750021

地質(zhì)災(zāi)害不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，而且還給人類生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了巨大的破壞。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都不斷提高了對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)樗粌H是一種技術(shù)手段，也可以作為一種信息源。在此以多源遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害遙感信息提取，并且對(duì)空間分布特征進(jìn)行分析，為中寧縣地質(zhì)災(zāi)害詳查提供技術(shù)支撐，為當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)和數(shù)據(jù)方法

1.1 研究區(qū)概況

中寧縣隸屬中衛(wèi)市，位于寧夏回族自治區(qū)中部，總面積約3280.17km2。東鄰吳忠市利通區(qū)，東南、南部與同心縣接壤，西倚中衛(wèi)市城區(qū)，西北部是內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善左旗，北部與青銅峽市比鄰。氣候?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，夏短冬長，干旱少雨，溫差大。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，常賦存金、銀、鐵等礦產(chǎn)。中寧縣地貌可分為山地、丘陵、平原三大地貌類型，地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，主要類型有地面崩塌、泥石流、塌陷三類。

1.2 數(shù)據(jù)選擇及處理

本次研究采用的遙感數(shù)據(jù)有TM、LandSat8 OLI、SPOT6及WorldView-2。利用TM中寧縣地質(zhì)環(huán)境變化進(jìn)行分析，SPOT6用于區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害解譯，WorldView-2主要用于重點(diǎn)調(diào)查區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害解譯。地質(zhì)環(huán)境背景資料、地形圖(1：5萬、1：1萬)、地質(zhì)圖、行政區(qū)劃圖及水系圖等都屬于非遙感信息源。為了將圖像分析精度進(jìn)一步提升，減少由于在數(shù)據(jù)獲取中產(chǎn)生的誤差，將遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量全面提升，所以通過遙感原始影響數(shù)據(jù)預(yù)處理后再分析和處理圖像，從而將信息可信度進(jìn)一步提高。

1.3 研究方法

首先在室內(nèi)對(duì)遙感影像上對(duì)各類地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行判讀，然后在野外實(shí)地查證，對(duì)室內(nèi)判讀結(jié)果進(jìn)行修正，建立解譯標(biāo)志。采用ERDAS、ARCGIS等軟件對(duì)研究區(qū)崩塌、泥石流、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行遙感解譯和信息提取，同時(shí)，結(jié)合GIS技術(shù)，對(duì)中寧縣的地貌、構(gòu)造以及植被指數(shù)、土地利用等地質(zhì)環(huán)境信息進(jìn)行了提取和分析，總結(jié)其空間分布規(guī)律和特征。

2 地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯

根據(jù)建立的地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志，運(yùn)用人機(jī)交互解譯方式，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯，共解譯出崩塌、泥石流以及地面塌陷3類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)94處，其中崩塌65處、泥石流26處、地面塌陷3處。

從空間分布上看，遙感解譯的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要分布在中寧縣的石空鎮(zhèn)、恩和鎮(zhèn)、喊叫水鄉(xiāng)及徐套鄉(xiāng)，崩塌、泥石流主要沿溝谷發(fā)育。根據(jù)遙感解譯結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地理、地質(zhì)環(huán)境特征，將工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)劃分為 7個(gè)集中分布區(qū)（如圖1所示），分別敘述如下：

（1）石空分布區(qū)，該區(qū)位于石空鎮(zhèn)，總體呈NEE向展布，長約7.26km、寬約3.53km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)15處，主要為崩塌和泥石流；

（2）紅山口子-陳家灣分布區(qū)，該區(qū)跨恩和鎮(zhèn)及鳴沙鎮(zhèn)，總體呈NE向展布，長約17.42km、寬約5.6km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)5處，主要為崩塌和泥石流；

（3）土塘-北沿口分布區(qū)，該區(qū)位于永康以南，總體呈SE走向，長約8.76km、寬約4.38km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)5處，主要為泥石流。

（4）溝北-神斷頭分布區(qū)，該區(qū)位于喊叫水東北部，總體呈NE向展布，長約12.48km、寬約3.72km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)4處，主要為泥石流；

（5）上三道溝-小川子-小井子分布區(qū)，該區(qū)位于喊叫水鄉(xiāng)西南部，總體呈NW向展布，長約14.66km、寬約4.89km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)7處，主要為崩塌；

（6）東莊子河-申家套子-小安掌分布區(qū)，該區(qū)位于徐套中部，總體呈NNE走向，長約15.38km、寬約10.38km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)30處，主要為崩塌和泥石流；

（7）南臺(tái)上分布區(qū)，該區(qū)位于喊叫水鄉(xiāng)東南部，總體呈NW向展布，長約15km，寬約9.88km，共計(jì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)13處，主要為崩塌。

3.地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育因素及空分布特征

在內(nèi)外因共同作用下，會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。其中地層巖性、地形地貌、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造等一系列直接或者間接引起地質(zhì)災(zāi)害的因素都可以稱為內(nèi)因。一些突發(fā)性的自然災(zāi)害和人類活動(dòng)造成的地質(zhì)災(zāi)害因素都可以稱為外因。工作區(qū)主要位于第四系黃土覆蓋區(qū)，所以本次研究中以分析植被、地形地貌、水系與工作區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的分布關(guān)系為主。

3.1 植被與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布

遙感觀測(cè)和記錄的第一表層是陸地表面植被，遙感圖像可以將這些信息直接顯示出來。氣候、土壤、地貌條件等與植被的生長密切相關(guān)，植被需要充分依賴這些客觀因素，也能夠非常敏感地顯示出各項(xiàng)因素的變化情況。所以，通過研究植被信息差異情況我們可以對(duì)其中存在的很多隱含信息進(jìn)行分析整理。植被的發(fā)育情況從很大程度上能夠反映出區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害體情況，如果區(qū)域內(nèi)植發(fā)育良好，同時(shí)有著較高植被覆蓋率，可以確定該區(qū)域的水土保持情況相對(duì)穩(wěn)定，所以不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害情況，危害程度較低。因此，在調(diào)查了解地質(zhì)災(zāi)害體發(fā)育情況時(shí)可以充分對(duì)區(qū)域內(nèi)植被信息進(jìn)行研究。我們可以通過疊加分析研究區(qū)植被覆蓋情況和地質(zhì)災(zāi)害體情況，從而驗(yàn)證這一規(guī)律。

通過驗(yàn)證，無植被覆蓋區(qū)和植被覆蓋稀少區(qū)是較為容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，植被覆蓋較少區(qū)只是有少量的地質(zhì)災(zāi)害分布。可見，地層植被覆蓋情況如果總體偏差那么發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性就越大，從而進(jìn)一步反映出了在植被發(fā)育較差的地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害體也分布較廣。因此，我們得出規(guī)律，研究區(qū)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，主要分布在植被指數(shù)較小、植被發(fā)育差的區(qū)域。即意味著與植被發(fā)育良好的地區(qū)相比，植被發(fā)育較差的區(qū)域更加容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問題。

3.2 水系與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布

在地貌形態(tài)形成過程中一個(gè)非常重要的控制性因素就是河流的搬運(yùn)、侵蝕等外力作用，該作用也會(huì)容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害問題。所以，在諸多參評(píng)因子中水系也是關(guān)鍵的因素。利用DEM數(shù)據(jù)提取全縣溝谷并做100米的緩沖分析，發(fā)現(xiàn)大部分地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)都在緩沖區(qū)范圍內(nèi)，可知工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與河流的分布有必然的聯(lián)系，因此將水系作為工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的重要因素之一。

3.3 坡度、坡向與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布

斜坡巖土體地質(zhì)應(yīng)力分布受到坡度的重要影響。坡度增大，斜坡應(yīng)力越集中于坡腳，這中情況容易造成斜坡出現(xiàn)有效臨空面。地表水徑流、斜坡地下水的補(bǔ)給和排泄都會(huì)受到地形坡度的影響，進(jìn)而影響到松散物質(zhì)堆積的厚度、植被的覆蓋程度，對(duì)斜坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接控制作用，從很大程度上引起崩塌、滑坡、泥石流、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害問題。

斜坡的不同坡向也會(huì)造成日照時(shí)間、太陽輻射強(qiáng)度產(chǎn)生一定差異，進(jìn)而造成氣溫和土溫有著較大不同，所以在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中，一個(gè)重要的參評(píng)指標(biāo)就是坡向。在本次研究中，通過DEM數(shù)據(jù)分析并利用GIS空間分析技術(shù)對(duì)工作區(qū)坡度和坡向指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查研究，得到不同等級(jí)的坡度情況。

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況從很大程度上受到坡向和坡度的影響。造成滑坡和崩塌災(zāi)害出現(xiàn)的關(guān)鍵要素之一就是坡度坡向。為了能夠?qū)烧咧g的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步確定，本文進(jìn)一步分析地質(zhì)災(zāi)害體的坡度情況、坡向范圍，疊加分析了地質(zhì)災(zāi)害體的地形情況，并統(tǒng)計(jì)了不同坡度、坡向的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有45個(gè)地質(zhì)災(zāi)害體分布在 10°以下，約占總數(shù)的48%，41個(gè)地質(zhì)災(zāi)害體分布在 10～30°之間，占比約44%，分布在坡度大于30°的地質(zhì)災(zāi)害體有8個(gè)，占比約為8%，由此可見，工作區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在坡度小于30°地區(qū)。從坡向上看，崩塌、泥石流主要發(fā)生在NW、SW、N、S方向上相對(duì)較多，約占了總數(shù)的58%，而在其他方向上數(shù)量相對(duì)較少。以上數(shù)據(jù)表明，坡度坡向?qū)χ袑幙h地質(zhì)災(zāi)害影響較小，不是影響該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素。

4 結(jié)語

利用遙感技術(shù)，結(jié)合野外調(diào)查，解譯出研究區(qū)3類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)94處，其中崩塌65處、泥石流26處、地面塌陷3處。并通過分析得出，植被、水系和坡度、坡向是影響中寧縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素，為當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害防治提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。