矿山遥感编图中的高分辨率遥感数据选择与比例尺计算方法

通过对青海调查矿区多种高分辨率卫星数据处理后形成的图像进行解译和编图,掌握了合理选择遥感数据信息源、利用制图软件计算遥感影像图比例尺及编制野外调查和成果解译图的技术方法。得出在选择遥感数据时要考虑不同数据的技术参数、性价比及调查区面积;明确了当图像的出图分辨率确定后,其比例尺与图像的空间分辨率、像素大小、文档大小有直接关系,同时建立了计算遥感图像最佳比例尺和最佳出图比例尺的公式和方法;介绍了利用Photoshop和Mapgis软件,编制矿山野外调查用图和遥感解译成果图件的流程及方法。这些工作的完成对青海矿业开发地质环境效应调查起到了积极的指导作用,也充分体现了高分辨率遥感图像在工作条件艰苦地区的优势作用。     

RS+GCPs获取滑坡基本信息

在20多年滑坡遥感调查实践的基础上,文章介绍RS+GCPs获取滑坡基本信息的信息源、滑坡基本信息、遥感图像地面分辨率与最小可识别滑坡及不同比例尺滑坡遥感调查的关系.遥感图像是获取滑坡及其发育环境信息的最基本和最重要的信息源.目前用于滑坡调查的遥感数据可分为全色(panchromatic)、多光谱(Multispectral)和雷达(SAR)3类.据传感器又分为航摄和卫星两大类.获取地面控制点-GCPs信息源的方法主要有地形图采集GCPs、GPS现场实测GCPs以及用航片立体像对、卫星图像像对或雷达数据产生DEM.经过合格几何校正和地理位置配准的正射影像,才能作为获取数字滑坡基本信息的基础.滑坡基本信息就是滑坡要素及滑坡发育环境要素.一个发育完全的滑坡,一般具有下列要素滑坡体、滑坡周界、滑坡壁、滑坡台阶、滑坡舌、滑坡轴、滑坡鼓丘、拉张裂缝、剪切裂缝、扇形裂缝、鼓张裂缝、破裂缘、后缘洼地、滑动面、滑动带、滑坡床等.就滑坡解译而言,滑坡体和滑坡后壁两项为必要的最基本要素.产生滑坡的基本地质环境要素有①能产生滑动面的物质(地层、岩体、堆积),②使部分斜坡与山体分离的软弱结构面或带,③使与山体分离的部分斜坡可能向前运动的临空面.滑坡遥感调查还需收集及调查包括人类活动状况在内的触发因素资料.迄今,大多数滑坡遥感还是使用航片,航片的地面分辨率是由航摄胶片每毫米能区分出的最大线对数(Rh=可区分线对数/mm)、照相机镜头的分辨率及地物的反差比确定的.各类图像的最小可识别滑坡的规模-PRML除了与图像质量及地面分辨率有关以外,还与滑坡本身的类型、典型性以及与周围其它地物的反差比有关.就识别任一单要素而言,该要素在图像上应至少覆盖10 × 10个象元.由此,最小可识别的滑坡至少覆盖10×10×2个象元.不同地区不同类型滑坡的PRML是不同的.根据实践,至少覆盖1000个象元图像的滑坡体才有可能分析其各要素的特征,并进行定量分析,覆盖2000象元以上的滑坡才可能识别其要素的细部特征,所以不同比例尺滑坡遥感调查工作的详细程度不同,所需图像分辨率也不同.     

中国东南地区隐性滑坡遥感识别研究

我国东南地区植被发育,地质灾害发育规模小,以浅层的残坡积层滑坡为主,采用传统遥感解译方法识别此类地质灾害存在困难。为提高东南地区地质灾害野外调查的工作效率和正确性,提出了隐性滑坡遥感解译技术方法,其解译的直接目标不是地质灾害体本身,而是隐性滑坡,即地质灾害易发的边坡或斜坡。其技术路线包括:遥感解译GIS工作环境创建、易发程度初步分析、建立解译规则、确定解译点位和解译区段及划定重点调查区等内容。该方法在淳安县1:50000农村山区地质灾害详细调查工作中进行了实际应用,采用0.5m和1.0m分辨率的航片和5m×5m分辨率的DEM数据,基于ArcG IS平台创建了解译环境,共确定解译点位3025个和解译区段969个,划定重点调查区面积约914.18km2。经过野外实地调查,共确定地质灾害隐患和不稳定斜坡283处,其中位于解译区段内的隐患或者不稳定斜坡共计199处,占总数的70.3%;位于重点调查区内的隐患或者不稳定斜坡共计264处,占总数的93.3%。ROC计算结果表明隐性滑坡遥感解译的正确率为92.9%。野外调查及验证结果说明,隐性滑坡遥感解译技术方法能够合理地划定解译区段和重点调查区范围,从而有效地指导野外调查工作,该成果可为我国东南沿海地区如浙江省等地区的大比例尺地质灾害详细调查提供参考。     

西北黄土高原区滑坡遥感解译研究——以陕西延安、宁夏彭阳等地为例

西北黄土高原区面积广,滑坡数量众多,利用遥感技术加快减灾、防灾,开展编目、区划研究,具有重要的研究意义.目前,利用人机交互解译、计算机分类,滑坡灾害解译和识别已取得许多成功的经验.受数据源、数据处理和解译等交叉学科发展的影响,应用多侧重影像预处理、解译标志建立和技术方法研究,滑坡灾害遥感解译不确定性等关键问题研究较少,解译标志也过分关注色和形描述,与滑坡发育规律密切的地形地貌等重要解译标志尚需完善.本文以西北黄土高原陕西延安、宁夏彭阳等地为研究区,从尺度效应、波段组合、数据融合等方面分析滑坡灾害遥感解译的不确定性,结果表明地貌、滑坡和承灾体、岩土体变化呈等级结构,与之对应遥感数据的时空尺度不同,利用ETM+,Spot 5和QuickBird等不同分辨率数据进行识别分类,能减少解译的不确定性;波段组合能有效反映地层岩性时,更适合滑坡识别和分类;高空间分辨率数据的融合算法以主成分或HIS较佳.基于分析结果,采用Spot 5经自然彩色变换主成分融合,依据研究区黄土滑坡的典型特征及影像表现,利用人机交互解译技术建立滑坡解译标志,为编目和区划、滑坡灾害计算机解译等提供依据.     

黄土滑坡高分辨率遥感影像识别——以陕西省延安市地区为例

中国西部黄土高原地区面积广,滑坡数量多。针对野外调查和目视解译费时、费力、周期较长等问题,利用高空间分辨率卫星遥感数据和DEM,以中国陕西省延安市宝塔区为研究区域,采用面向对象的分类方法,基于波段选择、尺度分析,利用影像分割,结合光谱特征、空间特征和地貌特征进行区域黄土滑坡识别。实验区分析结果表明,滑坡后壁和滑坡体识别精度达78.9%和73.6%,滑坡后壁比滑坡体更易于识别,该方法对研究同类型区域滑坡编目、地学分析和影像理解具有重要的意义。     

遥感在滑坡灾害研究中的应用进展

在对常用的光学遥感卫星影像、InSAR,LiDAR等遥感技术方法介绍的基础上,综述了这些方法在滑坡研究中的最新应用进展,从滑坡风险评估中的基础地形数据获取、滑坡编录与制图、监测、滑坡因素制图、承灾体制图等5个方面阐述遥感技术在滑坡风险中的支撑技术作用与应用前景。从遥感影像在滑坡风险评估中的作用、解译能力、影响解译的因素、精度评价和遥感数据源选择等角度阐述了常用遥感技术在滑坡风险评估应用中存在的问题,认为: ① 遥感技术在滑坡风险评估中的主要作用为数据、信息的获取与更新;② 滑坡的遥感影像解译能力取决于影像空间分辨率与待识别滑坡大小的相对关系,影像的时间分辨率、滑坡与其周边环境的对比度、立体影像的获取能力是利用遥感影像开展滑坡探测、识别与制图的关键要素;解译方法和解译员的专业素质是滑坡遥感解译的重要影响因素;③ 遥感影像与GIS空间分析、3D可视化的综合可有效增强滑坡识别与制图的效率和精度;④ 对于遥感解译滑坡的精度评价应针对具体影像的可解译性从有效解译,错误解译和遗漏解译三个方面予以客观评价;⑤ 滑坡风险评估应针对具体应用,从成本效益比的角度,本着“够用为止”原则合理选用遥感数据源。     

四种卫星遥感数据源的黄土滑坡灾害解译效果对比研究

卫星遥感技术已成为研究地质灾害最有效的方法之一。针对大量的卫星遥感数据源,如何根据研究区特点和研究的目的,选择满足精度要求且经济合理的遥感数据源是值得研究的问题。本文以延安宝塔区为试验区,收集ETM＋、Spot 5、CBERS-02、QuickBird数据,采用相同的波段组合及融合方法进行滑坡灾害解译效果对比研究,定量分析最小可识别图斑和最佳成图比例尺,依据对比结果提出滑坡灾害区划卫星遥感数据的选择原则,为定性、定量区划研究提供依据。     

SPOT 5影像数据在伊犁谷地地质灾害遥感调查中的应用

遥感技术已成为区域地质灾害及发育环境宏观调查不可缺少的技术之一,在滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害调查、监测和研究工作中发挥重要作用．本文简要介绍应用法国SPOT5卫星影像数据进行地质灾害遥感解译调查与监测,按照建立地质灾害遥感解译标志、室内遥感解译、野外实地验证、室内再解译的技术路线,共解译出滑坡、泥石流灾害点1505处,并对灾害重点片区进行详细遥感调查．通过野外验证取得较好应用效果．SPOT5影像数据不但满足l：5万地质灾害遥感解译,且完全满足1：1万重点片区地质灾害遥感解译．     

一种大比例尺的滑坡风险区划方法——以延安市区黄土滑坡风险评价为例

介于区域性和单体滑坡之间,即对面积几十到上百平方千米的滑坡评价,适用于1∶5000~1∶25000之间的大比例尺,而如何对这类区域进行有效的滑坡风险评价是一个值得研究的问题。使用传统的基于GIS的单元栅格运算方法对这类区域进行滑坡风险评价,由于反映评价指标的基础数据精度与评价方法之间的不匹配,无论单元网格划分得如何精细,评价结果仍难达到精度要求。采用一种新的思路和方法,先期通过高精度数字高程模型(DEM)和Quick Bird遥感数据等多信息源,识别潜在的滑坡易发坡体,并初步圈画滑坡的危险区界线和进行承灾体信息解译,再逐一通过野外核查对以上信息加以验证、修正或取消,最后形成符合比例尺精度要求的风险评价图。实践证明,这是一种行之有效的进行大比例尺风险区划和评价的方法。     

基于光学遥感与InSAR技术的潜在滑坡与老滑坡综合识别

我国滇西北区域地质灾害频发,主要灾害类型为滑坡,对该区域进行滑坡类地质灾害隐患识别是有效的防灾减灾措施,传统的地质灾害隐患识别手段较为单一,且依赖大量的人力,调查效率较低。利用WordView2、Sentinel-1A、ALOS-2几种遥感卫星数据,进行Stacking-InSAR等技术的处理,得到多种光学卫星影像和InSAR处理的地表形变图,建立滇西北区域潜在滑坡与老滑坡的光学解译标志和InSAR识别标志,并进行多次目视解译和人工交互式解译。依据解译、识别成果,总结识别方法并进行野外调查验证。共识别潜在滑坡与老滑坡696处,为今后滇西北区域地质灾害调查与评价提供新的调查思路和技术参考。     

梯田型黄土滑坡隐患发育特征与成因分析

黄河流域地质构造活跃、地貌演化迅速、气候区域分异显著,导致流域内重大灾害类型多、分布广、突发性强。文章以宁夏南部黄土丘陵区为研究区,引入梯田型黄土滑坡隐患的概念,通过结合历史资料收集、遥感影像解译、现场调查和数理统计等手段,分析了梯田型黄土滑坡隐患的发育特征、分布规律及形成原因。结果表明:（1）研究区梯田型黄土滑坡隐患共26处,主要分布于第四系黄土中,中长边坡数量较多,主要为浅层与中层梯田型黄土滑坡隐患,规模以小型为主。（2）梯田型黄土滑坡隐患在空间上主要分布在黄土梁峁区和大起伏山地区,1 800~2 000 m的高程区间,坡向为东南、南、西南时分布较多;在时间上主要分布在雨季或地震活动时期。（3）地形地貌、地层结构、降雨、地表水和人类工程活动是梯田型黄土滑坡隐患发育的主要因素。研究结果对于宁夏南部黄土丘陵区以及黄河流域梯田型黄土滑坡隐患风险识别与风险管理具有指导和借鉴意义。     

基于遥感图像分割和形态学的黄土滑坡后壁自动提取方法

基于黄土滑坡后壁的光谱和形状特征,提出了利用区域生长合并方法分割高分辨率遥感影像,提取滑坡后壁区域,经过二值化构图处理后,获得滑坡后壁主要格架,以表征黄土滑坡的方法。首先充分考虑黄土滑坡后壁在遥感影像中所呈现出的独特光谱特征和半圆状或圈椅状的形状特征,利用区域生长合并的方法,在生长参数为47.5,合并参数49的状态下进行影像分割,获得初步的黄土滑坡后壁形状;其次,填充分割过程中产生的孔洞,对获得的滑坡后壁进行细部构图;最后,采用二值化骨骼提取算法,提取滑坡后壁的主要格架,作为黄土滑坡的标志。该方法是对黄土滑坡遥感解译工作中,滑坡表达方法的改进和提高。     

TM影像在1∶25万国土资源综合大调查中的应用——新疆博斯坦、西藏聂拉木国土资源调查遥感初译简述

本文简述了作者在对新疆博斯坦、西藏聂拉木地区遥感初步解译过程中的体会 :用专业遥感图像处理系统 ,对TM数据进行相关的处理 ,专题信息提取 ;并根据色调、影纹结构、阴影等各种直接或间接解译标志 ,从地貌、地质构造、生态等方面着手 ,论述了其在TM影像上的特征。为该地区进行 1 :2 5万国土资源大调查做了较为充分的技术准备 ,以及为下一步更好地开展大调查打下了良好的基础     

陕西省宝鸡市地质灾害发育特征

根据近7年来陕西省宝鸡市12区县地质灾害详细调查资料,总结宝鸡地区地质灾害主要类型、空间分布规律、发育特征及其危害性。研究结果显示,宝鸡市地质灾害发育类型主要包括滑坡、崩塌、泥石流及不稳定斜坡等4类,总体发育特征具有群发性、突发性、周期性和链生性。其中,滑坡和崩塌数量多、危害大,泥石流相对发育较少,不稳定斜坡多与崩塌相伴生,大多发展为崩塌灾害。每年汛期在强降雨作用下,都可能诱发表层小型滑坡和崩塌,特别是城镇居民房前屋后的小型黄土滑坡和崩塌,以及山区公路切坡导致的残坡积层滑坡崩塌频繁发生,是宝鸡市地质灾害群测群防和减灾防灾关注的重点。     

无人机航空遥感地质解译在岩石地层单元识别中的应用——以1:50000西南岩溶区填图试点为例

不同基岩组合形成的微地貌形态特征的获取是大比例尺遥感解译岩石地层单元的基础,关键是提高遥感影像及地形数据的空间分辨率。在西南岩溶区填图试点项目中,通过无人机航空遥感平台（UAV）获取了工作区0.2 m分辨率的高精度遥感影像、高密度的点云数据以及0.5 m分辨率的数字高程模型（DEM）,影像与DEM叠加建立工作区三维地表模型,实现了区内微地貌形态的高清晰度真三维再现,真实客观地描述了区域地表微地貌特征,促进了不同基岩上形成的微地貌特征的精细化研究,提高了遥感数据的解译程度。解译过程中结合已有地质资料,建立工作区不同岩石地层单元的微地貌、颜色及植被等方面的解译标志,基于三维地表模型实现了对工作区岩石地层单元的识别。      

遥感技术在矿化蚀变信息提取及矿产预测中的应用

遥感技术成矿探测的关键在于成矿构造及蚀变矿物信息的提取,以ETM+遥感影像为数据源,结合相关地质资料通过人工目视解译建立构造解译标志,对渝东南地区线性构造解译与环形构造解译,并分析了区内蚀变矿物的波谱特征,针对遥感影像,利用阈值分割、主成分变换及掩膜分析等手段提取了研究区的羟基蚀变信息和铁染蚀变信息。最后结合区内物化探等综合异常信息圈定了6个成矿预测远景区。     

Investigating landslides with space-borne Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry

This paper is addressed to readers without advanced knowledge of remote sensing. It illustrates some current and potential uses of satellite Synthetic Aperture Radar interferometry (InSAR) for landslide assessment. Data acquired by SAR systems can provide 3D terrain models and be used to assist in regional scale investigations, e.g. aimed at evaluation of susceptibility of slopes to failure. Under favourable environmental conditions, the innovative Permanent Scatterers (PS) technique, which overcomes several limitations of conventional SAR differential interferometry (DInSAR) applications in landslide studies, is suitable for monitoring slope deformations with millimetric precision. The PS technique combines the wide-area coverage typical of satellite imagery with the capability of providing displacement data relative to individual image pixels. With the currently available radar satellites, however, only very slow ground surface displacements can be reliably detected and measured. The presented case study of a landslide from the Liechtenstein Alps indicates that the most attractive and reliable contribution provided by this remote sensing technique lies in the possibility of (i.) wide-area qualitative distinction between stable and unstable areas and (ii.) qualitative (relative) hazard zonation of large, slow landslides based on the identification of segments characterised by different movement rates. Since only the radar line of sight projection of the displacements can be detected, a quantitative exploitation of the PS data is possible only where sufficient ground truth is available. In site specific or single landslide investigations the PS data can represent a very useful complementary data source with respect to the information acquired through ground based observations and in situ surveying. However, the difficulties associated with the feasibility assessments of the applicability of SAR data to local scale problems, as well as with the interpretation of PS results, require a close collaboration between landslide experts and specialists in advanced processing of radar satellite data. The interpretation of the exact geotechnical significance of small, radar sensed ground surface deformations is challenging, especially where ground truth is lacking. Although any ground deformation is potentially of interest to an engineering geologist, detection of movements in both vertical and horizontal directions is needed in the case of landslides to evaluate slope failure mechanisms. With their high radar viewing angles, however, the current space-borne systems can detect only a fraction of the horizontal component of movement. It is expected that the upcoming SAR dedicated missions with new sensors and different acquisition geometries, combined with the rapid developments in the field of advanced radar data processing, will allow a full 3D reconstruction of deformation data and help to further reduce the current limitations of the PS and similar DInSAR approaches.     

2015年4.29甘肃黑方台党川2#滑坡基本特征与成因机理研究

2015年4月29日早上7点55分,甘肃省永靖县盐锅峡镇党川村发生了小规模黄土滑坡,约5104m3失稳的黄土从黄河Ⅳ级台塬黑方台冲向黄河Ⅱ级台塬。滑坡后仅3h,再次产生较大规模的黄土滑坡,约35104m3黄土泥流冲向下游,形成长约780m,宽100m的堆积体,最大的堆积厚度17m,在党川段是少有的灾难性的滑坡。本文在滑前位移监测和裂缝分布变形研究的基础上,结合详细地质调查、低空摄影测量、现场工程地质测绘、含水率实验等手段,对党川2#滑坡的基本特征进行了分析,并形成滑坡发生及成灾原因初步认识。结果表明:(1)从时间上来看,党川2#滑坡共发生2次滑动,根据滑动模式和堆积特征上分析,第Ⅰ次相对独立,第Ⅱ次分为3轮滑动,共4轮滑动;(2)第Ⅰ次滑动区域面积8396m2,变形区域仅在台塬边较小范围内,滑前长期蠕动变形是第Ⅰ次滑动发生诱发因素;(3)第Ⅱ次滑动区域面积为27422m2,地表裂缝较少,滑前裂缝无明显位移变形,底部黄土的液化对台塬黄土滑坡的运动起了非常重要的作用,该次滑动滑距长、破坏强,具有突发性;(4)党川段开始发生大规模静态液化型黄土滑坡,并以落水洞形成滑坡边界,这对其他区段早期识别和监测预警研究具有重要意义。     

宝鸡渭河北岸大型深层黄土滑坡基本特征与稳定性研究

以宝鸡渭河北岸杨家村大型深层黄土滑坡为研究对象,综合应用野外地质详细调查、工程地质勘察和高密度直流电阻率地球物理勘探等方法,基本查明了杨家村滑坡的特征和稳定性。调查研究结果表明,杨家村滑坡属于深层多级旋转型黄土滑坡,滑面总体呈圆弧形,渭河北缘断裂从杨家村滑坡滑体中部通过,对滑坡结构具有控制性作用,新近纪三门组粘土层的变形破坏是滑坡形成的主要内因。综合评价结果表明杨家村滑坡目前总体处于稳定状态,需关注前缘局部失稳,研究结果可为杨家村滑坡防治提供依据。      

矿业开发活动的高分辨率遥感影像解译标志

以IKONOS 1m分辨率遥感影像为例,对矿业开发活动中按露天开采面、开采硐口、固体废弃物、尾矿库、中转场地、矿山建筑等进行分类研究,总结以上六类地物在高分辨率遥感影像上的解译标志。