SPOT数据影像解译在济南市新城规划地质灾害危险性评估中的应用

Answer 1

梁凤英¹ 田文新²

（1.山东省地矿工程勘察院，济南250014；2.山东省遥感技术应用协会，济南250014）

作者简介：梁凤英（1967—），女，高级工程师，从事水工环、地质勘查、灾害评估、数据库等工作。

摘要：法国SPOT2.5m 全色波段与10m 多光谱融合数据图像，影像清晰，层次分明，对自然出露的地形地貌和居民地以及各类工程都有清晰的表现，更重要的是在地质灾害调查评估工作中，对分布零散的崩滑流、地面塌陷等地表可观的地质灾害点，SPOT数据图像显示出了其不同的影像特征。根据这些不同的影像特征，通过计算机处理和MAPGIS合成，就可准确快捷全面地查明区域地质灾害的分布，为一些大的工业园区、产业带、新城镇等地质灾害危险性评估提供依据。本文以济南市东部产业带为实例，论述了SPOT数据影像（2001年成像）解译在地质灾害危险性评估中的应用。

关键词：城市规划；地质灾害；SPOT影像

0 引言

遥感是一门新技术新方法，具有居高俯视、视域广、信息丰富、定位准确等特点，遥感信息中有地理信息系统所需的空间信息和属性信息，便于遥感与GIS相结合（彭望琭，2002）。特别是SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像，可形成1∶1万数字影像图，经多功能处理后能清楚地反映出各种地质灾害内容，适宜于地质灾害调查与评估（Thomas，2003）。在济南市东部产业带建设工程地质灾害危险性评估工作中，首次利用了该数据图像对区内的地形地貌、水系分布以及石灰岩采石场（坑）范围、铁矿采坑及采空塌陷区范围和采石崩塌（陡坎）地段等地质环境条件和地质灾害的发育分布情况进行了解译，取得了较好的应用效果。

济南市东部产业带位于济南市东部，距市区约4km左右，规划总面积约为480km2。规划建设用地约为120km2，人口规模70万～90万人。

产业带地处丘陵山区的山前地带，山间平原与山丘相间，总体地形为南高北低，平原区一般标高50～100m，南部山丘标高在200～400m之间。地貌类型属剥蚀堆积地貌类型，剥蚀残丘多为浑圆状，主要有莲花山、凤凰山、围子山等，残丘间为山间沟谷冲积平原。

济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的北倾单斜构造，出露的地层主要为奥陶系石灰岩，西南部汉峪山区有寒武系上统灰岩出露，其余大多为第四系松散堆积物所覆盖。

由于区内残丘出露的奥陶系马家沟组灰岩多为良好的建筑材料，山体开采严重，形成众多的采石场和崩塌隐患点；此外，济南市东部产业带郭店铁矿区内中、小型铁矿分布较多，开采历史悠久，区内分布有露天采坑和地下采空区引发的采空塌陷。

1 遥感信息资料图像处理及地质灾害信息提取

1.1 遥感图像资料

经查询和遥感资料质量筛选，遥感解译工作主要采用2001年10月成像的法国SPOT 2.5 m全色波段与10m多光谱数据图像融合资料。该图像资料信息丰富，层次分明，基本上可以反映工作区的地形地貌特征及人类工程活动现状，其图像质量可满足本次地质灾害遥感解译工作的需要。

1.2 遥感资料几何精度

为满足地质灾害遥感解译工作精度的要求，遥感图像几何校正工作以工作区1∶1万、1∶2.5万地形图为基础图件进行地物控制点选取及量测工作，形成与工作区地形图一一对应的数字影像图，保证了地质灾害遥感解译工作影像资料的几何精度。

1.3 地质灾害信息提取

为满足地质灾害专题信息提取工作的要求，突出工作区内的石灰岩采石场（坑）、铁矿采坑及采空塌陷区、采石崩塌地段等地质灾害内容，对工作区图像进行了2.5m全色波段与10m多光谱数据图像融合处理、比例扩展、直方图正态化等图像处理工作，突出了工作区地质灾害信息。

1.4 地质灾害遥感解译图编制方法

对计算机形成的1∶2.5万数字影像图输出到相纸上，采用聚酯薄膜蒙绘解译及计算机屏幕上交互式解译的综合方法，依据遥感解译标志圈定了工作区地质灾害内容。依据影像图及地形图上同名地物点进行了几何校正配准工作，对图名、图例及解译内容进行整饰，形成工作区地质灾害遥感解译图。

2 地质灾害遥感解译标志识别

关于遥感解译标志识别详见《遥感数字图像处理》（汤国安等，2004）。

2.1 石灰岩采石场（坑）遥感解译标志

石灰岩采石场（坑）是人类采石活动所致的一种人工地貌，其主要表现为对自然山体地形特征、植被等地貌景观的破坏，也是崩塌的发育场所。在遥感影像上不规则的小路延伸到采石场内，原有连续的影像特征出现异常，影像上出现色调较周围地物浅、呈不规则斑块状影像特征。新采石场在影像上呈较均匀的浅色调影像特征。老采石场由于局部有稀疏的草木及碎石堆的影响，反映为淡紫色影像特征。石灰岩采石坑处在地形相对较低的部位，石灰岩开采后往往因积水或填埋，影像上反映为较深色调特征（见照片1）。

照片1 石灰岩采石场（坑）影像

2.2 铁矿采坑及采空塌陷区遥感解译标志

铁矿采坑及采空塌陷区是人工采矿所引起的地质灾害，塌陷使原有的地表特征发生变化，形成较周围低的低洼区，由于潮湿或积水影像上色彩及纹理特征明显，反映为紫色调影像特征（见照片2）。

照片2 铁矿采坑及采空塌陷区影像

2.3 采石崩塌地段（陡坎）遥感解译标志

在工作区主要为开采石灰岩后形成的陡坎，由于岩石破碎所形成崩塌。崩塌区在影像上向阳面形成较为清晰的深浅不同的色异常特征，在阴影面形成宽带状深色调异常特征（见照片3）。

照片3 采石崩塌地段（陡坎）影像

3 地质灾害分布特征

3.1 石灰岩采石场（坑）分布特征

根据影像特征，综合分析石灰岩采石场（坑）主要分布在工作区西部及工作区南部的将山、莲花山、凤凰山、围子山—狼猫山、王岭山、瓦屋脊北山一带，多发育在奥陶系石灰岩分布区，仅在港沟镇南、莲花山北发育在寒武系石灰岩分布区。少数采石坑分布在西枣园南，彭家庄西一带。由于岩石出露，影像特征及野外均易识别。

3.2 铁矿采坑及采空塌陷区分布特征

铁矿采坑及采空塌陷区主要分布在西顿邱-南顿邱一带，多沿围子山东坡、丘山北坡岩浆岩与奥陶系石灰岩接触部位发育，与铁矿的赋存规律和铁矿的开采程度相一致，由于采空塌陷后坑内有水或人工填埋后湿度较大，影像特征明显，便于野外识别。

3.3 采石崩塌（陡坎）地段分布特征

采石崩塌主要发育在将山、凤凰山、莲花山、围子山等石灰岩采石场开采规模大的陡坎部位，由于陡坎部位节理裂隙发育、岩石风化破碎较严重，从而引发崩塌。

4 结论及建议

从地质灾害遥感解译图成果资料看，SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像对解译地表出露的如采石崩塌、开挖深坑边坡稳定性、采空塌陷坑等地质灾害分布、规模以及演化等方面有独特的技术优势，通过野外验证工作，其解译的成果可靠。全区共查明石灰岩采石场30余处，较大崩塌点18处，深大铁矿露天采坑4处，地面采空塌陷5处，为济南市东部产业带地质灾害危险性评估提供了重要的地质灾害信息。

但在解译过程中也发现该数据影像对岩溶发育、引发地面塌陷的铁矿采空区等埋藏在地下的致灾因素显得无能为力，还需要辅以综合物探、钻探等手段，才能更加全面准确地评估区内地质灾害的危险性。

参考文献

彭望琭.2002.遥感概论.北京：高等教育出版社

Thomas，M.Lillesand著，彭望琭译.2003.遥感与图像解译.北京：电子工业出版社

汤国安等编著.2004.遥感数字图像处理.北京：科学出版社