基于遥感技术的中宁县地质灾害调查及空间分布特征研究

唐 菲

宁夏回族自治区水文环境地质勘察院 宁夏 银川 750021

地质灾害不仅对生态环境造成了严重破坏，而且还给人类生命财产安全带来了巨大的破坏。随着现代科技的不断发展，各个行业都不断提高了对遥感技术的应用，因为它不仅是一种技术手段，也可以作为一种信息源。在此以多源遥感数据为基础，结合GIS技术进行地质灾害遥感信息提取，并且对空间分布特征进行分析，为中宁县地质灾害详查提供技术支撑，为当地地质灾害防治提供科学依据。

1 研究区和数据方法

1.1 研究区概况

中宁县隶属中卫市，位于宁夏回族自治区中部，总面积约3280.17km2。东邻吴忠市利通区，东南、南部与同心县接壤，西倚中卫市城区，西北部是内蒙古自治区阿拉善左旗，北部与青铜峡市比邻。气候属北温带大陆性季风气候，夏短冬长，干旱少雨，温差大。区内矿产资源丰富，常赋存金、银、铁等矿产。中宁县地貌可分为山地、丘陵、平原三大地貌类型，地质灾害较发育，主要类型有地面崩塌、泥石流、塌陷三类。

1.2 数据选择及处理

本次研究采用的遥感数据有TM、LandSat8 OLI、SPOT6及WorldView-2。利用TM中宁县地质环境变化进行分析，SPOT6用于区域地质灾害解译，WorldView-2主要用于重点调查区的地质灾害解译。地质环境背景资料、地形图(1：5万、1：1万)、地质图、行政区划图及水系图等都属于非遥感信息源。为了将图像分析精度进一步提升，减少由于在数据获取中产生的误差，将遥感数据质量全面提升，所以通过遥感原始影响数据预处理后再分析和处理图像，从而将信息可信度进一步提高。

1.3 研究方法

首先在室内对遥感影像上对各类地质灾害进行判读，然后在野外实地查证，对室内判读结果进行修正，建立解译标志。采用ERDAS、ARCGIS等软件对研究区崩塌、泥石流、塌陷等地质灾害进行遥感解译和信息提取，同时，结合GIS技术，对中宁县的地貌、构造以及植被指数、土地利用等地质环境信息进行了提取和分析，总结其空间分布规律和特征。

2 地质灾害遥感解译

根据建立的地质灾害遥感解译标志，运用人机交互解译方式，对研究区进行地质灾害遥感解译，共解译出崩塌、泥石流以及地面塌陷3类地质灾害点94处，其中崩塌65处、泥石流26处、地面塌陷3处。

从空间分布上看，遥感解译的地质灾害点主要分布在中宁县的石空镇、恩和镇、喊叫水乡及徐套乡，崩塌、泥石流主要沿沟谷发育。根据遥感解译结果，结合区域地理、地质环境特征，将工作区地质灾害点划分为 7个集中分布区（如图1所示），分别叙述如下：

（1）石空分布区，该区位于石空镇，总体呈NEE向展布，长约7.26km、宽约3.53km，共计地质灾害点15处，主要为崩塌和泥石流；

（2）红山口子-陈家湾分布区，该区跨恩和镇及鸣沙镇，总体呈NE向展布，长约17.42km、宽约5.6km，共计地质灾害点5处，主要为崩塌和泥石流；

（3）土塘-北沿口分布区，该区位于永康以南，总体呈SE走向，长约8.76km、宽约4.38km，共计地质灾害点5处，主要为泥石流。

（4）沟北-神断头分布区，该区位于喊叫水东北部，总体呈NE向展布，长约12.48km、宽约3.72km，共计地质灾害点4处，主要为泥石流；

（5）上三道沟-小川子-小井子分布区，该区位于喊叫水乡西南部，总体呈NW向展布，长约14.66km、宽约4.89km，共计地质灾害点7处，主要为崩塌；

（6）东庄子河-申家套子-小安掌分布区，该区位于徐套中部，总体呈NNE走向，长约15.38km、宽约10.38km，共计地质灾害点30处，主要为崩塌和泥石流；

（7）南台上分布区，该区位于喊叫水乡东南部，总体呈NW向展布，长约15km，宽约9.88km，共计地质灾害点13处，主要为崩塌。

3.地质灾害发育因素及空分布特征

在内外因共同作用下，会出现地质灾害。其中地层岩性、地形地貌、水文地质条件、地质构造等一系列直接或者间接引起地质灾害的因素都可以称为内因。一些突发性的自然灾害和人类活动造成的地质灾害因素都可以称为外因。工作区主要位于第四系黄土覆盖区，所以本次研究中以分析植被、地形地貌、水系与工作区域内地质灾害的分布关系为主。

3.1 植被与地质灾害点的分布

遥感观测和记录的第一表层是陆地表面植被，遥感图像可以将这些信息直接显示出来。气候、土壤、地貌条件等与植被的生长密切相关，植被需要充分依赖这些客观因素，也能够非常敏感地显示出各项因素的变化情况。所以，通过研究植被信息差异情况我们可以对其中存在的很多隐含信息进行分析整理。植被的发育情况从很大程度上能够反映出区域地质灾害体情况，如果区域内植发育良好，同时有着较高植被覆盖率，可以确定该区域的水土保持情况相对稳定，所以不会发生严重的地质灾害情况，危害程度较低。因此，在调查了解地质灾害体发育情况时可以充分对区域内植被信息进行研究。我们可以通过叠加分析研究区植被覆盖情况和地质灾害体情况，从而验证这一规律。

通过验证，无植被覆盖区和植被覆盖稀少区是较为容易发生地质灾害的区域，植被覆盖较少区只是有少量的地质灾害分布。可见，地层植被覆盖情况如果总体偏差那么发生地质灾害的可能性就越大，从而进一步反映出了在植被发育较差的地区地质灾害体也分布较广。因此，我们得出规律，研究区发育的地质灾害点，主要分布在植被指数较小、植被发育差的区域。即意味着与植被发育良好的地区相比，植被发育较差的区域更加容易发生地质灾害问题。

3.2 水系与地质灾害点的分布

在地貌形态形成过程中一个非常重要的控制性因素就是河流的搬运、侵蚀等外力作用，该作用也会容易引发滑坡、崩塌等地质灾害问题。所以，在诸多参评因子中水系也是关键的因素。利用DEM数据提取全县沟谷并做100米的缓冲分析，发现大部分地质灾害点都在缓冲区范围内，可知工作区地质灾害发生与河流的分布有必然的联系，因此将水系作为工作区地质灾害的重要因素之一。

3.3 坡度、坡向与地质灾害点的分布

斜坡岩土体地质应力分布受到坡度的重要影响。坡度增大，斜坡应力越集中于坡脚，这中情况容易造成斜坡出现有效临空面。地表水径流、斜坡地下水的补给和排泄都会受到地形坡度的影响，进而影响到松散物质堆积的厚度、植被的覆盖程度，对斜坡的稳定性产生直接控制作用，从很大程度上引起崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡等地质灾害问题。

斜坡的不同坡向也会造成日照时间、太阳辐射强度产生一定差异，进而造成气温和土温有着较大不同，所以在地质灾害危险性评价中，一个重要的参评指标就是坡向。在本次研究中，通过DEM数据分析并利用GIS空间分析技术对工作区坡度和坡向指标进行了调查研究，得到不同等级的坡度情况。

地质灾害发生情况从很大程度上受到坡向和坡度的影响。造成滑坡和崩塌灾害出现的关键要素之一就是坡度坡向。为了能够对两者之间的关系进行进一步确定，本文进一步分析地质灾害体的坡度情况、坡向范围，叠加分析了地质灾害体的地形情况，并统计了不同坡度、坡向的地质灾害数量。通过统计发现，有45个地质灾害体分布在 10°以下，约占总数的48%，41个地质灾害体分布在 10～30°之间，占比约44%，分布在坡度大于30°的地质灾害体有8个，占比约为8%，由此可见，工作区内的地质灾害主要发生在坡度小于30°地区。从坡向上看，崩塌、泥石流主要发生在NW、SW、N、S方向上相对较多，约占了总数的58%，而在其他方向上数量相对较少。以上数据表明，坡度坡向对中宁县地质灾害影响较小，不是影响该地区地质灾害发生的重要因素。

4 结语

利用遥感技术，结合野外调查，解译出研究区3类地质灾害点94处，其中崩塌65处、泥石流26处、地面塌陷3处。并通过分析得出，植被、水系和坡度、坡向是影响中宁县地质灾害发生的重要因素，为当地地质灾害防治提供了基础数据和科学依据。