泥石流与滑坡的遥感解译特征

泥石流的解译特征

        标准的泥石流由三部分组成:形成区、流通区和堆积区,如图 3-1。其中,堆积区是识别泥石流的重要标志,同时也是评估灾害危害程度的重要指标。

        泥石流的形成区作为泥石流固体物源的集聚区,植被覆盖度较差,土壤裸露程度较高,表面岩体风化侵蚀严重,多为三面高地环绕的盆地低谷地带,且多群发小规模崩塌或滑坡等不良地质现象。在遥感影像上,形状多呈漏斗状、瓢形或桃叶形;色调相比周围较浅,且面积较大;由于表面岩体破碎严重,纹理粗糙,且伴有繁杂的雨水冲刷细沟。

        泥石流的流通区是泥石流获得加速度的重要通道,一般处于沟谷的中下游阶段。沟谷两边多为陡坡,易发生滑坡和崩塌,由于泥石流的纵向切割,断面一般呈“V”形或“U”形。在遥感影像上,形状多为带状或长条状,边缘锯齿化严重。色调和两边相比较浅,呈灰白色或浅棕色。沟谷内由于受到泥石流的冲刷或者积压有粗砾沙石,纹理较为粗糙。

        泥石流的堆积区是整个泥石流释放能量的最终表现形式,一般处于沟谷的出口处,地形平坦开阔。在遥感影像上,形状多为大小不一的不规则扇形或锥形,新堆积区几乎没有植被覆盖,色调多为浅白色或灰白色,老堆积区由于植被复苏或被人们复垦等原因而呈绿色系,色调较深。纹理细腻但不规则,有时因水流从其表面通过而出现流动纹理。

        如图 3-2 为金沙江流域一处典型的泥石流影像,来源于 Google  Earth。由图可见,该泥石流形成区植被覆盖度极差,相比周围处于凹地地带,地表土质松散且周边多发生崩塌和滑坡,给泥石流提供了大量的固体物料。流通区则呈弯曲条带状,边缘参差不齐多为陡坡,也会伴有小规模滑坡和崩塌现象。堆积区则为不规则扇形,几乎没有植被覆盖,表面纹理细腻,且可见流动纹理。整个泥石流影像与周围色调差异明显,呈灰白色。泥石流堆积物使得河道变窄,极易在上游造成堰塞湖次生灾害,严重威胁着沿岸居民的生命财产安全。

图 3-2  泥石流遥感影像(来源于 Google Earth,成像时间为 2017.1.19,空间分辨率为 4.28 米)

        有时候泥石流的这三个区域也是相互重叠的,并没有明显的分割线。比如只有形成区和堆积区,看不到明显的流通区特征。但是只要熟悉标准泥石流的解译特征,识别出来这类泥石流也不是难事。除了上面提到的直接解译特征,还可以结合地形地貌、岩层结构、降雨量等环境综合特征来对泥石流进行判读识别,同时也可以通过多时期的遥感数据来对泥石流的发育特征等进行更深层次的解译。

滑坡的解译特征

        自然界的滑坡由于受到的外界作用力、所处的地形地貌、岩性构造和气候环境等千差万别,所以产生的滑坡形态也是各种各样,这为滑坡灾害的解译添加了不小的难度。为了更好的识别和分析滑坡这一地质灾害,地质学者认为一个发育完全的滑坡应该包含以下要素:滑坡体、滑坡床、滑坡面、滑坡壁、滑坡舌、滑坡台阶、滑坡洼地等,如表 3-4,但实际上并非所有滑坡具有这些要素,但是滑坡体、滑坡面和滑坡壁是都具备的。

表 3-4  滑坡部分要素

        滑坡各要素示意图如图 3-3 所示。其中,滑坡体、滑坡壁和滑坡边界是用遥感影像进行解译的重要要素,如果影像的分辨率相当高,还可以看到滑坡的滑坡台阶分割线和滑坡洼地等要素。

图 3-3  滑坡各要素示意图

        滑坡的直接解译标志主要关注的是滑坡本身在遥感影像上的一些特征信息,如平面形状、色调、纹理等特征。形状特征:由于滑坡体的下滑,导致滑坡体的左右后三个方向的地势略高,整体看起来就像马蹄形、圈椅形、牛角形和舌形等类似形态,后壁开口方向朝向坡底。色调特征:新发生的滑坡由于表面植被被毁、地表破碎,因此整体呈灰白色或青白色等浅色调,且色调分布不均。滑坡壁由于光谱反射能力较强,因此呈浅色调,而滑坡洼地处由于有时会有积水,因此呈深色调。对于发生时间较早的老滑坡,由于地表植被的恢复致使这些颜色特征不够明显,但仍可与周边色调进行区分。纹理特征:由于原有的地层整体性被破坏,植被翻倒土壤裸露,地表破碎,纹

理较为粗糙且常有斑块影纹出现。

        滑坡的间接解译标志主要关注的是滑坡周围的环境因素,如植被分布、地形地貌、地质构造、水文信息和生态景观等。植被特征:对于缓慢发生的滑坡或者老滑坡来说,由于滑坡体的不断下移和树木向上生长的特性,使得滑坡体上出现较多“马刀树”和“醉汉林”现象,在高分辨率的航摄影像上尤为明显。水文特征:滑坡体上水系分布格局杂乱、坡底的河流流向突然变道、河道突然变窄等现象都可以从侧面推断出滑坡的存在。地形地貌:地貌连续性较差,时常会出现独特的“陡坡+缓坡”的坡体形态,坡体下方也会因为滑坡体的挤压而出现高低不平的地势。除此之外,还可以用不同时相的遥感影像进行对比分析,来预测滑坡的发展趋势。

        如图 3-4 为一处滑坡的遥感影像,来源于 Google Earth。由图可见,滑坡在影像上的色调与周围环境有着明显的差别,呈灰白色。滑坡体表面几乎没有植被覆盖,地表破坏严重,土壤裸露,纹理粗糙,滑坡周界呈不规则状。滑坡体前端部分岩土掩埋了乡间小路和部分庄稼地,给人们的生活和生产造成了一定的危害。

图 3-4  滑坡遥感影像(来源于 Google Earth,成像时间为 2014.12.7,空间分辨率为 0.51 米)

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