雅砻江流域河道高程剖面上的堰塞坝印记

堰塞坝会对山区河流的纵剖面产生强烈扰动,在某些情况下,堰塞坝造成的河流纵剖面变陡很容易与构造作用下基准面下降的迁移裂点混淆。然而,在何种程度下堰塞坝会影响基于地貌测量的构造分析还没有系统的研究。因此本文选取青藏高原东缘的雅砻江流域为研究对象,利用遥感影像解译,结合数字高程模型(DEM),来研究堰塞坝对河流纵剖面的影响。通过遥感影像解译和部分野外判识,在雅砻江流域共发现了34个堰塞坝;同时利用TopoToolbox工具包,选用30 m SRTM DEM提取了雅砻江流域河流纵剖面、河流裂点、河流陡峭指数等地貌参数。分析结果表明,有18个堰塞坝与河流裂点在空间上重叠,其中有8个堰塞坝形成高差>100 m的裂点,对河流纵剖面有显著的影响,并发现滑坡坝比泥石流坝对河流纵剖面的影响更大。进一步分析雅砻江主干流及其支流力丘河,发现堰塞坝所在的河段河流陡峭指数相对较大;在排除岩性和断层活动的影响后,发现堰塞作用也能够解释河流裂点的成因。本研究结果指示,在利用DEMs来提取和分析区域构造信息时,必须考虑由堰塞坝引起的河流裂点的影响。     

基于能量累积的水系裂点提取分析

快速有效的提取沟谷裂点,对水文地貌、河流侵蚀的研究具有重要意义。通过对比其他沟谷特征点可以发现：沟谷裂点不具备一致的几何特征,但相较于其他的河网节点,裂点处的能量较大。运用GIS窗口分析的方法与原理,设计基于DEM数据的裂点提取方法,通过能量的汇集来实现裂点的提取。该方法具有可靠的精度并具有较高的效率。     

基于地貌特征的崩塌、滑坡、泥石流遥感自动识别

建立了一种基于地貌特征的崩滑流（崩塌、滑坡、泥石流）遥感自动识别方法,通过对地物的光谱特性、几何形状和顺坡性相关的6次布尔运算完成对崩滑流的自动识别。并以碧罗雪山一处高山峡谷地区为例,采用10m空间分辨率的SPOT-5多光谱影像和1：5万地形图生成的DEM（数字高程模型）作为数据源,进行了崩滑流自动识别效果的检验。实验结果表明：①该方法顾及了地貌对崩滑流空间几何形态的影响,可以有效地提高崩滑流遥感自动识别的正确率;②识别对象与数据源的关系明确、逻辑简单、决策阈值容易确定,便于使用决策树进行分类;③该方法对数据源要求较低,只需中等以上比例尺的DEM和拥有红、近红外的遥感影像即可;④粘连图斑的分割是该方法面临的主要难题。     

岷江上游流域裂点分布及成因分析

均衡状态时的基岩河道纵剖面表现为平滑形态,然而自然界的河道纵剖面常因地球各种内外动力作用的影响而呈现出以裂点为特征的不均衡状态,因此不均衡的河道剖面及裂点的特征可以用于指示外界环境的扰动。位于青藏高原东缘造山带的岷江上游流域水系普遍呈现不均衡的特征,且广泛发育有裂点。文章基于数字高程模型,提取裂点空间分布特征,通过裂点成因分析后发现,这些裂点的形成受到岩性、冰川作用、构造等因素的影响：因岩性形成的裂点主要位于花岗岩与其他地层的交界线上;而高海拔裂点主要受到冰川作用的控制,位于地形起伏度较低的区域;流域内低海拔区域成层分布的坡断型裂点可能主要因多期次区域构造隆升而形成;岷江上游下段流域的阶梯状垂阶型裂点则主要因地震滑坡形成。这一结果增进了对岷江流域的河流地貌发育及其影响因素的理解。此外,研究结果也说明在对河道纵剖面分析时有必要更多考虑到滑坡及冰川等因素对现代河道纵剖面产生的重要影响,为进一步理解造山带地貌演化及控制因素提供了参考视角。     

一种基于多源数据融合的滑坡地形深度学习识别模型研究

传统高位远程滑坡识别依赖地质专家人工判别,识别效率较低。研究实现一种基于深度学习的滑坡地形自动识别模型,以提高大范围区域潜在滑坡隐患点筛查工作的效率。该模型以目标区域的遥感图像、DEM数据、地质分区、河流水系等地质观测数据为输入,针对不同类型观测数据差异巨大的问题,设计构建特征分支网络,精确提取对应的滑坡特征。对光学影像数据采用深层网络架构提取复杂特征,对海拔、地质构成、河流和断裂带分布等结构化数据采用浅层网络架构提取特征。随后设计特征融合模块,融合两个网络的提取结果获得全面的滑坡灾害特征。模型基于提取的滑坡特征进行滑坡区域语义分割,实现精准的像素级别滑坡地形分类和定位。通过实验验证,该模型对滑坡区域的识别准确率（ACC）达到了0.85,可为滑坡自动识别提供技术支撑。     

云贵高原北盘江流域构造地貌特征分析

云贵高原位于青藏高原东南侧,新生代以来伴随着青藏高原的隆升而发生了一系列构造抬升运动。北盘江发源于滇东,自西北向东南流经云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带。选取北盘江作为研究区,通过提取流域河流地貌参数来研究新构造运动,定量化分析研究区的构造地貌特征。利用30 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,通过GIS技术提取北盘江水系流域的河流地貌参数,包括子流域的面积高程积分(HI)、流域盆地倾斜指数(AF)、河长阶梯指数(SL)、谷底宽度与谷肩高度比(VF)等,并综合分析区域地质构造背景、断层及地震分布等特征。分析表明:4种地貌参数能很好地反映区域构造运动和地貌特征;垭都—紫云断裂在内的一系列断层系统对北盘江中游地区的河流地貌、水系格局、河谷形态等起到了控制性的作用;北盘江流域的地貌演化过程受地质构造作用影响较大,且区域差异明显。     

西秦岭嘉陵江上游瞬时地貌发育特征

西秦岭位于青藏高原东北缘,是青藏高原晚新生代构造扩展的前缘部位。西秦岭地区发育的一系列河流水系作为高原物质向外扩展的载体,记录了高原扩展过程中的地貌演化信息。本文选取西秦岭嘉陵江上游的支流作为研究对象,以河流纵剖面的形态和陡峭指数的空间分布为基础数据,初步分析了嘉陵江上游的地貌特征及其影响因素。结果表明,嘉陵江上游地貌演化处于瞬时状态,裂点以上的低陡峭指数区域代表了残余地貌,裂点以下高陡峭指数区域是裂点响应基准面下降后形成的新地貌。通过对比区域岩性和降水条件发现,岩性和降水对河流裂点发育以及陡峭指数的影响是有限的,河流裂点的发育和陡峭指数的变化主要受控于区域构造抬升引起的基准面下降。陡峭指数的空间分布特征表明构造作用对地貌发育起了重要的塑造作用。西秦岭瞬时地貌的发育是对印度板块与欧亚板块碰撞汇聚以来的远程效应的响应。     

中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目及空间特征分析

滑坡堵江数据获取与编目是其区域研究开展的基础。喜马拉雅山脉地处中国西南边陲,新构造运动强烈,滑坡堵江事件频发,在产生巨大经济损失的同时也造成了不良国际影响。鉴于该区区域滑坡堵江现场调查难以开展的问题,本文利用遥感技术、地理信息技术,结合野外验证获取了区内136处滑坡堵江事件的空间位置、基本属性和几何形态,建立了中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目。区内滑坡堵江集中分布在米林、札达、加查、错那、隆子、郎县等县,成因类型以滑坡、崩塌、泥石流为主。基于环境要素信息量计算得出该区滑坡堵江的易发程度随高程、坡度、地震加速度的增大先增大后减小,随地震点密度增大先减小后增大,随构造线密度增大逐渐增大,随与水系距离增大逐渐减小。不同坡向中,西向斜坡更容易诱发滑坡堵江,东南坡向最不容易诱发滑坡堵江。高位高山地貌类型、地层条件中的朗县构造混杂岩组和坚硬岩组,构造分区中的高喜马拉雅分区和雅鲁藏布江分区是滑坡堵江形成的有利条件。对比各环境要素不同类别的信息量取值认为影响该区滑坡堵江事件形成的主要背景因素是高程、地貌类型、地层岩组、构造分区和地震点密度。这些滑坡堵江事件几何参数的研究结果表明坝体长度-坝体面积与滑坡面积-坝体面积之间具有拟合程度较高的乘幂函数关系,而其他参数间的相关性并不突出。     

基于地貌特征的浅层崩滑体遥感自动识别

建立了一种基于地貌特征的浅层崩滑体遥感自动识别方法,通过对地物的遥感光谱特性、几何形状和顺坡性相关的6次布尔运算完成对浅层崩滑体的自动识别.并以碧罗雪山一处高山峡谷地区为例,采用10m空间分辨率的SPOT-5多光谱影像和1:5万地形图生成的DEM(数字高程模型)作为数据源,进行了浅层崩滑体自动识别效果的检验.实验结果表明:①该方法顾及了地貌对浅层崩滑体空间几何形态的影响,可以有效地提高浅层崩滑体遥感自动识别的正确率;②识别对象与数据源的关系明确、决策阙值容易确定,便于使用决策树进行分类;③该方法对数据源要求较低.只需中等以上比例尺的DEM和拥有红、近红外的遥感影像即可;④粘连图斑的分割是该方法面临的主要难题.     

基于光学遥感技术的高山极高山区高位地质灾害链式特征分析

金沙江上游地形切割强烈、山高谷深,为典型的高山峡谷区,受金沙江断裂带的影响,斜坡完整性差、岩体支离破碎,极易发生山体滑坡。根据遥感影像上滑坡地质灾害隐患的色调、平面形态、变形标志、微地貌等特征,建立了遥感解译标志,在金沙江流域直门达—石鼓段共识别出滑坡地质灾害隐患点87处,其中大型40处、特大型47处,结合区域地理、地质环境特征,分析了其基本特征和空间分布规律。研究区堵江滑坡地质灾害隐患具有明显的链式特征,大致可划为滑坡-堵江灾害链、崩塌-滑坡-堵江灾害链、滑坡-泥石流-堵江灾害链等3种类型,分别以色拉滑坡、汪布顶滑坡、探戈滑坡为例,基于光学遥感技术对其变形特征、链式特征进行了详细分析。从地理位置上看,金沙江断裂带明显控制了金沙江干流直门达—石鼓段的平面展布,新构造运动在断裂带各段活动周期、强度存在差异性,中段和南段活动性较强、应变积累更快,地震作用可能相对频繁,为巴塘以南的金沙江两岸有利斜坡区发生堵江滑坡提供了有利的区域地质环境背景。     

金沙江上游特米古滑坡堰塞湖形成与溃决时间讨论

开展古滑坡堰塞湖形成演化过程研究,可以揭示古灾害地质环境效应,重建区域构造历史活动序列和古气候演变特征。特米古滑坡发育于金沙江上游巴塘段,滑坡堆积地貌和堰塞湖相沉积物保存较好,是研究区内古地质环境的良好载体。在遥感解译、无人机测绘、现场调查和地质测年的基础上,结合前人研究成果,分析探讨了特米古滑坡发育特征、堰塞湖形成时间与溃决演化过程。结果表明,特米古滑坡是特大型岩质历史堵江滑坡,滑坡堰塞湖实际形成时间应该远早于2.15 ka BP,历史上曾发生过多次溃决,完全溃决时间大约为1.08 ka BP,堰塞湖稳定保存时间大于1.07 ka。金沙江巴塘段大型堵江滑坡群并非由单次地质事件形成,而是由金沙江断裂带多次强烈地震诱发。     

基于光学遥感技术的高山极高山区高位地质灾害链式特征分析——以金沙江上游典型堵江滑坡为例

金沙江上游地形切割强烈、山高谷深,为典型的高山峡谷区,受金沙江断裂带的影响,斜坡完整性差、岩体支离破碎,极易发生山体滑坡。根据遥感影像上滑坡地质灾害隐患的色调、平面形态、变形标志、微地貌等特征,建立了遥感解译标志,在金沙江流域直门达—石鼓段共识别出滑坡地质灾害隐患点87处,其中大型40处、特大型47处,结合区域地理、地质环境特征,分析了其基本特征和空间分布规律。研究区堵江滑坡地质灾害隐患具有明显的链式特征,大致可划为滑坡-堵江灾害链、崩塌-滑坡-堵江灾害链、滑坡-泥石流-堵江灾害链等3种类型,分别以色拉滑坡、汪布顶滑坡、探戈滑坡为例,基于光学遥感技术对其变形特征、链式特征进行了详细分析。从地理位置上看,金沙江断裂带明显控制了金沙江干流直门达—石鼓段的平面展布,新构造运动在断裂带各段活动周期、强度存在差异性,中段和南段活动性较强、应变积累更快,地震作用可能相对频繁,为巴塘以南的金沙江两岸有利斜坡区发生堵江滑坡提供了有利的区域地质环境背景。     

北祁连山和东昆仑山的地貌特征对比及其对构造抬升的指示意义

东昆仑山和北祁连山是青藏高原东北部的两条重要边界山脉,其构造活动特征是理解高原形成与扩展的关键基础。目前研究认为,北祁连山第四纪以来构造抬升活跃,而东昆仑山北坡第四纪以来构造抬升是否活跃还存在争议。针对这一问题,我们从地貌指标的角度出发,以两地地貌形态特征为主要研究对象,通过提取形态特征指标：面积-高程积分、山前弯曲度、河流陡峭指数、裂点以及河流纵剖面形态,对东昆仑山北坡和北祁连山北坡进行对比分析。结果显示,东昆仑山北坡的面积-高程积分以及河流陡峭指数均小于祁连山北坡,山前弯曲度大于祁连山北坡。两地河流纵剖面形态也有较大差别,具体表现为东昆仑山北坡流域的河流纵剖面形态多为平滑下凹形态且鲜有裂点,而祁连山北坡流域的河流纵剖面形态较平直且裂点较多。且通过对裂点成因的讨论,东昆仑山北坡河流的裂点是由岩石抗侵蚀能力差异导致的,而非构造成因的裂点。所有证据都表明构造活动可能是导致两山脉之间地貌指数差异的主要因素。此外,两个区域的河流阶地特征和流域侵蚀速率特征也表明,东昆仑山北坡的逆冲断裂现已处于不活跃状态,指示北祁连山是高原东北部正在活动的主要边界。     

黄土高原河谷演变与地质灾害发育规律研究——以陕西省子长县为例

我国黄土高原沟壑纵横,地质灾害频发、生态环境脆弱。笔者选取陕北黄土高原延安市子长县为例,通过1:5万地质灾害野外调查,采用SPOT5高精度遥感影像数据进行地质灾害解译和数字高程模型DEM分析,系统研究了河流演变与地质灾害发育的特征和分布规律。结果表明河谷地貌的演化发育程度对地质灾害发育规律具有明显的控制作用。     

空间高分辨率数字正射影像黄土区地质灾害解译特征与应用:以甘肃天水麦积区幅为例

国产高分辨率遥感技术的大力发展,使得通过高分辨率遥感数据提取地质灾害的形态结构和要素组成、开展恶劣环境地区的地质灾害遥感调查等方面成为可能。基于空间高分辨率数字正射影像地图(DOM),对甘肃天水麦积区幅内各类地质灾害进行目视解译,结合实地调查,提出黄土区滑坡、崩塌、泥石流的影像解译特征。其中,黄土滑坡以圈椅状地貌、滑坡壁阴影或白色条纹、滑坡周界在微地貌上表现出同一等高线的梯田不连续为主要解译标志;泥石流、崩塌解译侧重以灾害体轮廓、色调区分。研究结果表明:对于黄土区灾害解译而言,DOM是一种较为理想的遥感数据源,且地质灾害解译准确率以泥石流和滑坡最高,崩塌解译准确率略低;而漏检率以滑坡最高,泥石流次之,崩塌最低。基于这一认识,对其原因进行了探讨。     

四川省特大型滑坡危害与防治对策

特大型滑坡的产生多与特定的地形、地质条件有关。四川省地形高差悬殊,新构造活动强烈,地质环境条件复杂,环境地质问题十分突出,是我国地质灾害最为严重的地区之一。据初步统计,四川省目前有76个特大型滑坡。频繁发生的特大型滑坡灾害因其突发性与隐蔽性,常造成“群死群伤“的严重事件;堵江特大型滑坡溃坝事件常形成“灾害链“,危害巨大。作者在充分收集四川省已有地质灾害资料的基础上,以遥感、地面调查、测绘和勘查为主要手段,开展四川省特大型滑坡调查。基本查明四川省特大型滑坡灾害分布、发育特征、危害和形成的地质环境条件。分析研究特大型滑坡形成的主控因素和稳定性,进行灾害风险评价,并提出风险管理对策,为防御特大型滑坡灾害对人民生命财产和重大工程建设的危害提供基础依据。     

北川唐家湾滑坡变形历史与形成机制研究

2016年9月5日北川县陈家坝乡发生突发性滑坡,堆积体堵塞河道形成堰塞湖。该滑坡为 2008年“5.12”汶川8.0级特大地震诱发的同震滑坡的局部复活。文章利用GIS和遥感技术,基于多期高精度遥感影像和数字高程模型(DEM),分析了滑坡的变形特征及历史,测算了滑坡和堰塞湖的范围及规模。根据水位监测数据,计算两次事件水位库容对应关系曲线。同时,结合野外调查分析了该滑坡两次失稳的主控因素和形成机制。结果显示研究区在历史上共发生三次滑动,其中2008年同震滑坡主要是由于龙门山中央断裂带,映秀—北川断裂横跨滑源区,地震时强烈的断层逆冲错动,导致位于断层上盘的坡体瞬间失稳;而2016年滑坡局部复活主要是由于2008年地震造成坡体结构破碎解体,松散的同震滑坡物质堆积于斜坡上,坡体自身稳定性大大降低,加之近期地震活动和河流侵蚀坡脚等内外动力地质作用的影响,导致滑坡复活。     

河流堰塞的地貌响应

堰塞作为一种极端地表过程,深刻影响着河流地貌的变化,特别是河流纵剖面的变化。其对河流纵剖面的影响主要体现在两方面:一方面,堰塞坝将抬高局地的侵蚀基准面,阻碍了上游河道侵蚀,形成河流裂点;另一方面,堰塞坝溃决往往形成大型/巨型洪水,造成下游河道和岸坡的剧烈侵蚀。稳定的堰塞坝形成后,在1~105 a的时间尺度上对河流裂点的发育以及河流纵剖面变化上甚至会超过构造、气候和岩性作用,占据主导。本文在简要概述堰塞地貌相关概念的基础上,介绍了部分河流堰塞的研究方法和案例,以及河流堰塞的发育过程和研究意义。目前多仅从堰塞坝与河流纵剖面的空间关系的相关性来论证其地貌响应,并且发现一些堰塞坝与河流纵剖面的相关性,但是也有一些古堰塞坝对现代河流纵剖面的影响并不显著,原因可能与堰塞坝规模、溃决洪水次数、堵江的持续时间和距今年代的不同有关,目前还缺乏深入研究。     

藏南仲巴裂谷带地貌和断裂活动特征研究

仲巴裂谷位于藏南裂谷系的西侧,其断层发育、断错地貌清晰. 但目前,该断裂活动性研究尚属空白,制约了对整个藏南裂谷系变形机制的探索.基于GIS空间分析技术,利用数字高程模型数据系统提取该区的河流地貌参数,包括地形坡度、地形起伏度、河流陡峭指数和裂点等. 对该裂谷两侧36个流域盆地的地形参数结果进行统计和分析后发现:地形坡度与k_sn之间具有一致性,仲巴裂谷西侧北、中段坡度陡峭,k_sn值较高,南段支流中间部分陡峭,两端较缓,对应k_sn值中间高两端低;东侧坡度和k_sn分布呈现中段陡峭,两端变缓的特征. 河流纵剖面上表现出裂点上下陡峭系数的差异,东西两侧河流均在出水口处河段有最高河道陡峭系数,向上游段减小,总体上西侧河道陡峭系数大于东侧. 综合地形坡度、河流纵剖面及裂点分析结果,认为仲巴裂谷西侧断裂的构造活动性可能强于东侧.      

青藏高原东南缘新生代的三期构造隆升——来自河流纵剖面分析的证据

青藏高原东南缘新生代期间经历了多阶段隆升过程,但其主要隆升阶段、时代及其在地貌上的响应等仍不清晰。本文针对金沙江上游流域(石鼓以上),对青藏高原东南缘新生代期间构造隆升的响应过程及特征进行研究,利用数字高程模型,提取分析了金沙江上游段的河流纵剖面形态、集水区坡度和陡峭指数(k_sn)等构造地貌指标,发现金沙江上游存在三个主要裂点,将金沙江干流由NW至SE分为曲麻莱、玉树、沙东和奔子栏四个具有不同河道参数的河段。除曲麻莱段外,各段支流河道也可划分为不同的河段,剖面以及河道参数呈现不同的特征,其中上游河段陡峭指数、河道坡度值均为南部大,北部小;中上游与中下游河段,陡峭指数、河道坡度值南北部差异不大;下游河段,地貌上表现为陡峭指数与河道坡度值北部较大,南部较小。此外,在对裂点的成因进行分析后发现,青藏高原东南缘的构造隆升过程是该区河流地貌特征的主控因素。结合前人的热年代学数据,研究认为,金沙江上游的三个区域性裂点的形成可能指示或响应了青藏高原东南缘在新生代以来发生的三期构造隆升事件,且隆升时间从早到晚分别在20～30 Ma、9～15 Ma、3～6 Ma间,这表明构造地貌分...