RapidEye卫星遥感数据在温都村滑坡调查研究中的应用

陈涤非 何政伟

(成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059;成都理工大学 地质灾害防治与环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

温都村滑坡位于四川省甘孜藏族自治州新龙县雄龙西乡温都村，地处雅砻江支流霍曲下游，地貌上属深切割高山峡谷区，河谷狭窄，谷坡险峻陡峭。构造上位于麻日-朱倭断裂与通宵向斜交界处，地层主要为第四系松散堆积区和三叠系上统两河口组，岩性为粉砂质绢云板岩。研究区工程地质条件总体较差，在地层岩性、地质构造、地震、降雨和人类工程活动等多元因素影响下，地质灾害发育显著。此次研究采用Rapid-Eye卫星遥感影像，对温都村滑坡进行调查研究。

1 RapidEye卫星遥感影像处理

RapidEye是商业多光谱遥感卫星，由加拿大MDA公司为德国RapidEye AG公司设计实施，后者负责运行。2008年8月29日，RapidEye 5颗对地观测卫星已成功发射升空，目前运行状况良好。RapidEye影像获取能力强，日覆盖范围达400万平方公里以上，能够在15天内覆盖整个中国。RapidEye传感器图像在400-850nm内有5个光谱段，每颗卫星都携带6台分辨率达6.5米的照相机，通过5星星座，能实现快速传输数据，连续成像，重访间隔时间短。

1.1 波段组合

获取的RapidEye卫星影像数据时相为2011年11月26日，影像级别为L1B，经过了传感器校正和辐射校正，进一步进行高精度正射校正处理即可。该影像在研究区内无云雪覆盖，影像清晰，质量较高。

RapidEye影像拥有蓝、绿、红、红边和近红外5个波段，研究区的RapidEye卫星影像采用红、绿、蓝波段的真彩色合成。采用自然彩色合成，实现了遥感图像中地质环境和地质灾害信息的最佳叠加，使图像信息量增加而不损失，同时又使图像层次丰富而不杂乱无章，符合人眼的视觉习惯，有利于提高遥感解译的准确度。

1.2 正射校正

在遥感成像时，由于各种因素的影响，使得遥感图像在几何位置上发生了变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变，即所谓的遥感图像的几何畸变(或几何变形)。这种变形影响了图像的质量和应用，必须进行消除。

正射校正是利用地面控制点和DEM进行的。它通过GCP数据对原始遥感影像的几何畸变过程进行数学模拟，建立原始影像与大地平面之间的对应关系，同时是利用数字高程模型(DEM)对卫星影像进行逐点微分纠正，用以消除卫星遥感影像由于地形起伏等引起的像点位移，然后利用这种对应关系把原始影像中的全部像元重排，实现正射校正。本研究利用1：10000数字地形图及其生成的DEM数据作为Rapid-Eye影像正射校正的基础数据。由于获得的RapidEye卫星影像数据为L1B产品，带有RPC参数(Rational Polynomial Coefficient，有理多项式系数)，因此采用ENVI遥感图像处理软件中RapidEye专用正射校正模块，结合DEM和地面控制点GCP来对RapidEye原始影像进行正射校正处理(图1)。

图1 RapidEye卫星遥感影像正射校正流程

1.3 影像增强

为了使研究区的卫星遥感影像图有利于地质灾害解译，达到纹理信息丰富、色调均匀、反差适中的最佳效果，采用了锐化(Crisp)、直方图均衡化(Histogram Equalization)、去相关拉伸(Decorrelation Stretch)来调整亮度、反差、对比度。

2 温都村滑坡遥感影像特征

从RapidEye真彩色合成图像中，可清晰识别出温都村滑坡的各要素(图2)。从影像上看，温都村滑坡呈灰白色，滑坡面较粗糙，无植被覆盖，滑坡周界十分明显，滑坡南北两侧均可见明显冲沟。从形态上来看，滑坡体与后壁、侧壁形成较为典型的圏椅状地形特征。滑坡体拉张裂缝较为明显，滑坡前缘色调较后缘更浅，可推测在影像拍摄前不久有新近滑动发生。前缘滑动堆积物延伸至霍曲河道，迫使河道变窄，造成上游较低洼区河水淤积。

图2 温都村滑坡在RapidEye遥感影像上的特征(3、2、1波段)

3 温都村滑坡遥感解译结果

结合分辨率达5m的RapidEye卫星影像、1：50000数字地形图和DEM数据，利用遥感软件可以较精确的测量出滑坡的周界长度和滑坡体平面面积，并由此估算滑坡体积。

根据遥感解译和实地调查得到，温都村滑坡中后部宽约500～600m，前部宽约800～900m，长度1000～1100m，滑体平均厚度约为13.5m，平面面积为 0.74km2，体积为 995.76 ×104m3，属大型中层滑坡，主滑方向83°，目前仍处于活动状态。

4 温都村滑坡危险性评估

RapidEye卫星影像空间分辨率为5m，因此可较清晰识别出房屋、道路等信息。根据各类地物与滑坡体的空间关系，可以评估出温都村滑坡的影响范围。温都村滑坡目前处于不稳定状态，危及道路、滑坡后壁附近的一处居民点和霍曲上游的温都村，一旦失稳下滑将造成以下危害：毁坏耕地75亩，毁坏道路1.4km，损毁房屋13间，威胁人员17人。由于霍曲对滑坡堆积物的冲刷搬运，加之暴雨、地震等因素的影响，滑坡体极易产生较大规模的崩滑，对人民的生命财产造成极大威胁，一旦河道被滑坡堆积物完全堵塞，水位猛涨，还会对上游温都村等地造成更大危害。

5 结论与建议

RapidEye卫星遥感影像覆盖范围广、重访间隔短，具有很强的时效性。利用RapidEye卫星遥感影像进行滑坡调查研究，不仅可快速准确地识别出滑坡体各要素，而且其较高的分辨率和较强的时效性也为空间分析、危险性评估、灾情监测等提供了便利。温都村滑坡规模大，危害广，建议尽快进行综合治理或实施避让搬迁工程，同时应加强对滑坡的监测管理、群测群防，最大限度避免或减轻地质灾害造成的危害和损失。

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