水工环地质在地质灾害活动中的应用策略

杨洪磊

（辽宁省冶金地质勘查研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 114038）

1 水工环地质概述

水工环地质是水文地质、工程地质和环境地质的统称，借此，可以对地质资源进行一个详细的了解，从而给出地质的基本情况。水工环地质勘察是目前规避和防治地质灾害的有效手段，在一个完整的水工环地质勘察过程中，需包含初测、初步设计、技术设计等环节，这些环节的设定需围绕具体的地质情况和可能或已发生的地质灾害问题随时进行调整，逐层深入地进行探索，以实现清楚明晰地了解地质灾害的特点和影响因素。初测就是利用最简单、最基础的勘察手段对地质进行初步的了解，了解被勘察地区地质的基本情况，常用的包括磁法、电阻法等；初步设计相对于初测在数据资料的完善程度上要求更高，常采用电法和井法，相比初测，进行更详细的勘察，为后续地质灾害的防控提供更详尽的数据基础；技术设计是基于前期的初步勘察，对部分信息进行深入挖掘，可采用地下水淹没物勘测或是岩层勘测等手段作业，尽可能获取更详尽的勘察结果。

2 水工环地质在地质灾害活动中的应用策略

水工环地质勘测中能够运用到的技术种类十分繁多，诸如GPS 技术、GPR 技术、RS 技术、TEM 技术、RTK 技术、水质测试技术等等。下面仅分析RS 技术在地质灾害活动中的应用实例。

2.1 基本概况

某地区矿产资源十分丰富，矿产资源长期的开采使当地的经济水平得到了快速的发展，同时也留下了一系列的矿山环境问题，最为突出的矿山地质环境问题为地下开采矿山开采引起的矿山地质灾害。针对该地区的实际情况，采用遥感技术对矿山塌陷地质灾害进行调查研究，总结形成了一套较为成熟的研究方法，为矿山地质灾害评估，监测预警、灾害评估和防灾减灾提供数据支撑。

2.2 遥感技技术的概念

RS 即遥感技术，RS 也是应用电磁波原理通过传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息收集处理。近几年，RS 技术已经由单一波段发展到多源遥感，同时也配备了多元模型的分析手段，目前主要被应用于环境地质勘测与园林城市建设中，取得了非凡的成绩。

2.3 遥感影像处理与信息提取方法

1) 遥感数据源。本次研究区采用World View-2 卫得数据（融合后分辨率为0.5m） 为数据源。World View-2 卫星的星载多光谱遥感器不仅将具有4 个业内标准波谱段（红、绿、蓝、近红外），还包括四个额外波段，分别为海岸、黄、红边和近红外2，多样性的谱段提供了精确变化检测和制图的能力。

2） 遥感影像处理。①遥感影像纠正。在开展遥感解译工作之前需要对获取的遥感影像进行正射处理，在进行正射处理时以选择优于1：10000 地形图和DEM 为基准，对获取的遥感影像进行正射校正，正射校正时的控制点应选择田埂交汇处，道路交叉点等，不宜选择在有高差的地物点，且控制点应均匀分布，每景影像所选的控制点个数不低于15 个。②遥感影像融合。本研究区的影像融合采用Pansharpen 的融合方法，该方法能较完整的保留多光谱的波段信息，同时也能较好的体现全色波段的影像特征。③色调调整。遥感影像的色调调整主要对整合后的遥感影像，采取波段的反差增强，拉伸、彩色增加等处理，使得遥感影像的地物把关更明显，层次更丰富、色调更均匀的过程，调整后的影像在解译过程中更能体现地物特征，以提高解译的正确性。④遥感影像镶嵌。遥感影像镶嵌的过程就是将多影像相邻的已经正射校正和色调一致的影像进行无缝拼接的过程，在镶嵌过程中为了保证镶嵌的精度需要在相邻两景遥感影像的重叠区域选择镶嵌的同名控制点，且在镶嵌过程中需要对两影像相邻的影像进行色调匹配，以降低遥感影像的色调差异，保证图像色调的一致性。

3） 信息提取方法。信息提取主要依托于Arc GIS 软件平台，并根据野外踏勘建立的遥感解译标志，采用人工目视解译的方法，结合遥感影像各地物的物理及光谱特征。中误差不超过两个像素，根据相关的信息对勾绘的图斑进行属性录入，并对有疑似的地质灾害图斑进行标注，以开展相关的野外调查验证工作，以确保信息提取的准确性。

4） 塌陷遥感解译标志。遥感解译标志作为矿山地质灾害遥感解译的基础参考资料，在遥感解译标志建立之前需要对研究区内各类典型的地物的遥感影像特征进行野外调查踏勘，充分的了解其遥感影像特征在实地调查表现特征，并建立其关联性，同时结合研究区内的地质背景、自然地理等特征，建立矿山塌陷地质灾害的遥感解译标志。

5） 遥感监测结果。在Arc GIS 软件平台上，对遥感影像进行室内解译，并进行野外实地调查与验证，得到该地区矿山塌陷地质灾害监测结果。研究区内共有因地下开采煤矿引起的地面塌陷地质灾害共368 处，都是因长期的地下开采煤矿而引起的地面山体塌陷，造成了当地村民房屋的开裂、地下水枯竭等。地面塌陷威胁对象主要对当地的村民房屋安全及乡村道路开裂，造成无法通行，极大的影响了当地村民的行车及人身安全。

总之，水工环地质在地质灾害中的作用十分凸显，为探明地质灾害的类型提供了重要依据，也为地质灾害治理提供了思路建议。本文以World View-2 高分辨率遥感影像为数据源，采用人机交互相结合的方法开展了研究区内矿山塌陷地质灾害的遥感解译，并结合野外实地调查，查明了区内地面塌陷的分布情况，为相关部分的地灾治理提供了基础数据。（2）本文所采用的技术方法能快速的发现矿区内的矿山塌陷地质灾害，相比传统的全野外调查法节省了成本、减少了劳动强度，同时也提高了工作效率。