三维遥感影像模型在花垣县地质灾害风险普查中的应用

本论文以国务院组织的2020年～2022年全国第一次自然灾害综合风险普查中的湖南省花垣县地质灾害风险普查

为项目背景进行研究。根据地质灾害防治管理的实际情况和需求，按照《地质灾害调查技术要求（1：50000）》（DD2019-08），本轮地质灾害风险普查在充分利用以往1：5万地质灾害详细调查成果的基础上开展，不再开展重复性野外调查工作。本次工作主要利用遥感手段，收集最新的遥感数据，针对孕灾地质条件开展调查，并对地质灾害隐患点变化情况进行复核，遥感技术在地质灾害调查中的应用在本项目显得尤为重要

。

该公司最大的4.0智库之一是其去年10月推出的SOPHIA服务平台。此平台的基本功能是发出实时信息和数据，优化机器和系统的性能和生产率，利用收集到的信息对生产过程和机器性能进行详细分析，发现失常情况，在维修、订购配件、避免故障发生等方面给客户以协助。Biesse 2018—2020计划的目标之一是进一步改进其服务，从“快速排除故障”到“有预见性的主动服务”。Biesse已具有创造数字化、自动化、具有紧密联系的工厂的能力。

遥感技术的应用可贯穿于地质灾害调查的始终，灾前可预见性的评价地质灾害隐患的易发性，灾害发生时可真实客观具体的反映发灾情况及救援过程中可能发生的二次灾害，灾害发生善后阶段可监测灾害现状的发展变化趋势，指导相关职能部门决策。

1 研究区与数据源

1.1 研究区概况

花垣县，隶属于湖南省湘西土家族苗族自治州，位于湖南省西部，武陵山脉中段，湘黔渝交界处，地理坐标：东经109° 13′ ～109° 39′，北纬28°10′～28°38′。县境南北长49.5km，东西宽38.5km，总面积1109.90平方公里。境内属中亚热带季风湿润性气候，四季分明，雨量充足，季节变化性较大。县域内根据地貌的成因、形态及其组合特征，大致可划分为侵蚀构造地貌、剥蚀构造地貌、溶蚀构造地貌和河谷阶地四个类型。花垣县地处扬子地台与华南地轴的过渡地段，境内出露地层较为简单，主要为青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系及第四系覆盖层。主要山脉走向与构造线基本一致，呈北东—南西向，支脉多与构造线垂直或斜交。

根据实地调查和收集资料数据统计，花垣县共有地质灾害隐患点89处（不含已核销地质灾害隐患点），其中不稳定斜坡隐患点29处，占灾害点总数32.58%（本次地质灾害风险普查将不稳定斜坡按变形趋势进一步进行分类为滑坡隐患、崩塌隐患、泥石流隐患）；滑坡29处，占灾害点总数32.58%；崩塌8处，占灾害点总数8.99%；泥石流5处，占灾害点总数5.62%；地面塌陷18处，占灾害点总数20.22%（其中6处为采空塌陷）（详见图1）。

1.2 遥感数据源

崩塌地质灾害特别是针对中小型规模的孕灾特征仅从平面的二维影像上进行识别与判断的难度较大

，但建立三维遥感影像模型后，可以极具针对性的建立地形地貌的三维可视化仿真模拟，与平面的二维遥感影像相比，三维遥感影像模型呈现的地形地貌形态更加形象逼真，更有利于工程技术人员识别地质灾害中的崩塌地质现象，并对崩塌孕灾地质条件、风险源特征、崩塌承灾体范围及潜在危害程度进行更具宏观性的识别与判断。

以DEM数据为基础建立三维模型，结合花垣县1：5万区域地质图、1：20万水文地质图中提取的地层、岩性、地质构造、水文地质条件等孕灾地质背景要素进行遥感解译复核，解译复核现状台帐数据的准确性，判定其稳定性、危害程度和发展趋势。

遥感调查的具体工作方法主要是由：全面搜集花垣县历史上所发生的各类地质灾害的时间、类型、规模、灾情等资料，已开展调查、评价、勘查、监测、治理、应急处置等方面的资料，并针对1：5万地质灾害详查、变更调查、中小学调查及近年新发灾点的最新台帐分析前人调查及研究成果资料、结合DEM、DLG数据对遥感影像底图进行制作及处理、开展灾点室内遥感解译调查、野外踏勘抽样调查建立解译标志、实地验证及修改完善地质灾害解译标志、室内资料汇总分析及整理等一系列工作构成（图2）。

此外，今年以来跌幅超过20%的基金还有华夏大中华企业精选、华宝海外中国成长、交银中证海外中国互联网等24只基金。

2 地质灾害遥感解译

2.1 解译流程与方法

稗草对已经使用多年的除草剂的敏感性不断降低，其防效逐年下降，为了有效应对水稻田杂草危害问题，常州市信德农业科技有限公司生产了4%氟嘧啶草醚+2.5%五氟磺草胺可分散油悬浮剂100毫升/亩，该药剂使用方便，可以直接进行甩施，该药剂扩大了杀草谱，不仅可以防治稗草还可以防治野慈姑，本研究对其安全性和防效进行了研究，得出以下结论：

在ArcGIS平台ArcScene模块下，对0.5m高分辨率遥感影像数据进行最佳波段组合、图像镶嵌、图像增强等图像数字处理

。

通过上述处理，获得的三维遥感影像模型完全能满足1：5万精度的风险普查要求。制作的图像层次丰富、清晰易读、色调均匀、反差适中，处理后的图像与原始数据相比，明显地增强了图像的密度、纹形和色调信息，提高了遥感图像的可解译精度和质量

。

本文利用HEC-RAS模型耦合嵌套于ArcGIS平台的HEC-GeoRAS(Hydrologic Engineering Center Geographic River Analysis System)模块，对青海省玉树县巴塘河流域进行洪水模拟分析，以对该区防洪预报和工程选址提供参考和借鉴。

通过加载DEM数据、二维平面栅格影像数据、DLG陡坎矢量数据和方便查找小地名的注记要素等操作，制作三维遥感影像模型（图3、图4），从而使图像解译和分析更加直观和准确。

2.2 崩塌影像特征及解译标志的建立

通过对前人地质灾害调查研究的总结及岩质崩塌地质灾害在花垣县三维遥感影像模型上的特征分析，建立了以下影像特征、地貌特征等孕灾要素的解译标志

。

崩塌地质灾害是自然演化的斜坡山体在地层岩性、地质构造、水文地质条件、植被覆盖类型等多种孕灾地质条件下共同孕育诱发所致，多发生在原始斜坡地形陡峻、岩石软硬相间、岩体节理裂隙发育的区域。在解译崩塌地质灾害之前，首先对崩塌的孕灾地质条件及易滑易崩地层发育规律进行研究，建立崩塌地质灾害体中人工目视影像识别孕灾要素的解译标志。孕灾要素的建立，可以提高崩塌遥感解译的针对性，大幅度提升解译识别的准确率，提高解译工作的效率，减少解译工作时间、人力、物力、财力的投入。

在承担本次风险普查之前，本团队已开展了一定量的花垣县1：1万地质灾害调查和风险评价的工作，其中包括已现场复核的上述老木山村崩塌、两河村崩塌、白岩山将军岩崩塌。基于此，我们对已现场复核的崩塌地质灾害点特征进行总结，并形成花垣县域内的崩塌影响特征及建立崩塌的解译标志，以期对未开展复核的其他崩塌隐患点提供借鉴与参考。

（1）孕灾地质条件的三维立体解译。从DEM数字高程模型中提取的坡度、坡向、高程等地形地貌要素，从DLG数据中提取陡坎线等微地貌要素，对斜坡山体汇水面积、水文泉点等水文地质条件要素的提取叠加解译上图，对用地类型、植被覆盖、民房切坡建房等人类工程活动进行解译识别。

（2）地貌特征：崩塌一般发生于陡崖附近，地貌特征呈上陡下缓，崩塌堆积体在坡度陡缓交界处附近，堆积体表面多见具粗糙感的斑点状滚石。

从表5可知，A、B不同TPS排水沥青混合料浸水残留稳定度分别为87.5%和81%；A型TPS混合料飞散损失小于B型TPS混合料，表明A型TPS排水沥青混合料水稳定性较优且两者水稳定性均满足工程要求，由于TPS改性剂加入后，增大集料表面沥青厚度，防止水分进入集料与沥青膜之间的黏结界面，从而有效增强沥青与集料之间的黏结力，提高混合料水稳定性。

（2）三维地质灾害分析。利用遥感影像及“群测群防”1：5万在册地质灾害威胁对象村民的管控记录，结合1：5万地质灾害变更调查及其复核表、“两卡一案”等各类地质灾害防治的存档调查数据，能够快速、高效地确定卜如坪崩塌地质灾害“靶区”大致位置、威胁范围、历史变形迹象等地质灾害基础资料。

遥感信息源的选取决定着地质灾害调查遥感解译效果，在花垣县地质灾害风险普查遥感调查中，选用湖南省自然资源厅下发的1：5万、1：1万DRG、DLG及0.5m高分辨率遥感影像数据

。

3 建立三维遥感影像模型：以卜如坪崩塌为例

以卜如坪崩塌为例进行三维遥感影像模型的应用展示，卜如坪崩塌地质灾害隐患点是2006年开展的湖南省花垣县1：10万地质灾害调查时发现的崩塌地质灾害隐患点，一直在册延续管控至今。但该点因崩塌风险源山高坡陡、植被茂密、人迹罕至，花垣县自然资源局地质灾害防治技术支撑单位的频繁更换以及原调查人员退休记忆模糊，现场访问村民也语焉不详，崩塌危岩体风险源具体位置已无人知晓，成为历史悬案。通过本轮风险普查的遥感解译技术室内精准识别危岩体风险源目标靶区，结合野外现场复核调查，解决了该崩塌危岩体找不到风险源的历史遗留问题。建立仿真的三维遥感影像模型的主要目的是对地质灾害隐患点附近的地形地貌、地质构造、地层岩性在三维立体上有更清晰的了解和认识，不仅有助于工程技术人员全面掌握了解各类孕灾地质条件的形态及分布规律，还有助于从宏观上识别潜在的地质灾害隐患，更有利于对受灾群众防灾减灾的宣传科普教育、主管职能部门救灾的及时决策。具体效果如图5所示。

结合卜如坪崩塌的具体孕灾地质条件进行的三维遥感影像模型分析主要包括了以下内容：

（1）典型的影像特征：花垣县域内崩塌地质灾害主要为陡壁山崖威胁坡脚承灾体人口聚集区的中高位岩质崩塌，在三维遥感影像模型中，岩质崩塌地质灾害的遥感影像特征为：崩塌源陡壁山崖影像轮廓明显、山崖表面坎坷不平，有粗糙感，呈锯齿状或花瓣状。其颜色与岩性有关，通常色调比周围围岩浅；当陡坎为悬崖时，受光照方向的影响，整个崩塌壁可能处于遥感影像的阴影区而颜色发暗；

（3）植被特征：崩塌源附近植被覆盖度极差，影纹粗糙。新近发生的崩塌体无植被生长，多呈浅色调，而老崩塌体多有灌草植被滋生，常比周围色调稍深；危岩体因坡陡或植被发育色彩较浓，或较缓、无植被而呈绿色、浅绿色和灰绿色，为连续或断续条块状，表面凹凸不平。

1950年代云南民族民间文学的整理翻译工作，1953年的《阿诗玛》也是一个典范文本，其在全国范围的成功也是一个标志性事件。《阿诗玛》让外界见识了云南民族民间文化的魅力，也让云南的文化工作者看到民歌的力量——“可以促进各民族的‘伟大的精神解放’”（陆万美：《隽永的回忆》），而且也让很多少数民族知识分子唤起了自身的“民族文学”的意识以及对本民族文化的自豪感。陆万美说，云南其他兄弟民族的干部群众看到《阿诗玛》后，都说，“这样的歌，我们也有”。

（3）将已有的1：50000区域地质图中地层、岩性、地质构造等地质要素叠加到三维影像上，以三维可视化形式表达，结合原1：5万地灾调查的灾点表格信息，能较为准确的识别崩塌风险源潜在靶区位置，对野外调查路线的规划和针对性具有较强的指导意义。

4 结论

（1）利用省自然资源厅下发的花垣县1：5万、1：1万DRG、DLG、0.5m高分辨率遥感影像数据，结合1：5万地质图中提取的地层、岩性、地质构造等地质环境背景信息，在ArcGIS平台上可以快速、高效、准确地编制1：50000地质灾害隐患点的三维遥感影像模型图。

（2）以卜如坪崩塌为例，通过本轮风险普查的遥感解译技术室内精准识别危岩体风险源目标靶区，结合野外现场复核调查，解决了该崩塌地质灾害隐患点找不到危岩体风险源的尴尬历史遗留问题。

（3）利用三维遥感影像模型对地质灾害野外调查路线和斜坡结构调查点的选择更具指导意义，提高了地质灾害防治技术人员在野外复核验证调查中的目的性、针对性和效率，在节约人力、降低物力、节省财力等方面成效明显意义重大。

二是健全行政机关与法院的良性互动与联络机制。法院主要负责行政行为及强制执行申请的合法性、可执行性审查。经审查符合要求，法院在裁定准予执行前后，均可就强制执行中需要防范、注意的事项与风险，需要采取的相关措施，向行政机关书面提出建议。业务主管部门等相关部门应当加强与法院之间的信息沟通，在社会稳定风险、环境风险评估、研究与落实防范措施、编制强制执行预案等准备阶段，现场实际实施，以及后续矛盾化解、违法后果消除等善后工作方面，积极接受法院的指导与监督，如可以请求法院派员到执行现场进行监督指导等，确保强制执行工作的合法与规范。

借助湖南省自然资源厅下发的0.5m高分辨率卫星遥感影像数据与DEM数字高程模型、DLG数字线划地图、1：5万区域地质图、1：20万水文地质图等基础数据构建三维遥感影像模型，高精度的呈现传统二维平面图件难以全面体现斜坡单元地形地貌、地质灾害致灾体与人口聚集区承灾体的空间相对关系，这是新技术、新方法在传统地质灾害调查中的有效应用。

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