基于GIS的强震区泥石流流域崩滑物源演化强度评价

为探究震后泥石流流域内崩滑物源演化强度,基于高清遥感影像和GIS平台,计算物源面积、长轴及其演化速度,将演化速度(分为3级并赋值)作为物源演化强度评价指标,并构建物源演化强度评价模型。物源演化强度评价结论如下:1)物源数量和总面积随物源面积、长轴演化速度等级提高而逐渐减少;2)物源演化弱强度、中等强度、高强度物源数量分别为1 166处、255处、121处,分别占总数的75.61%、16.54%、7.85%;3)高演化强度物源主要为大型崩滑物源,多呈长条状分布在沟道两侧坡度较大地方,弱演化强度物源为小型崩滑物源,多分布在远离沟道两岸坡度较缓地区;4)细粒物质运移、植被恢复、物源量差异是导致演化强度差异的重要原因。     

强震区都江堰市龙池镇泥石流物源的遥感动态演变

"5·12"汶川大地震导致大量碎屑物质在陡峭的斜坡积累,当遇到强降雨时极易成为泥石流的物源地。2010-08-13一场暴雨导致都江堰市48条沟同时暴发泥石流。选择汶川地震高烈度区的龙池镇境内12条泥石流沟为研究区,采用基于遥感的手段研究"5·12"震前、震后、"8·13"暴雨后泥石流流域内物源的变化特征。强震后研究区泥石流流域物源重要变化是大量的崩滑体被诱发。暴雨后研究区泥石流流域物源变化是震后产生的滑坡产生了不同程度的滑移扩张。通过开展遥感解译,结合野外调查,详细论述了研究区泥石流物源的变化情况。将"5·12"汶川地震前(2007-09-18)经波段融合后15 m的TM影像与地震后(2009-02-10)的2.5 m全色SPOT5影像相比较,发现泥石流流域内的滑坡体积由震前的0.86×106m3增加到地震后的42.30×106m3,即汶川高烈度区经过地震后新增滑坡体积达4 835.94%。而经过暴雨后(2011年7月)的0.5 m全色波段WorldView-2影像,泥石流流域内的滑坡体积又增加到68.85×106m3,即研究区经过暴雨后新增滑坡体积达62.76%。研究结果表明,汶川震区在地震及暴雨下物源量猛增,导致泥石流暴发的概率很高。     

汶川震区北川县城魏家沟暴雨泥石流灾害调查分析

2008-09-24强降雨过程导致汶川震区北川县城魏家沟泥石流暴发,对老北川县城造成了严重的破坏.由于这场泥石流灾害发生在汶川地震高烈度区,是地震与降雨共同作用下的结果,研究其形成与成灾过程,对于进一步认识强震区泥石流发育特征具有萤要的意义.根据现场调查和高分辨率航空图像解译,分析了魏家沟泥石流流域特征,特别是地震条件下的泥石流物源特征,在此基础上讨论了泥石流起动过程和堆积过程.魏家沟泥石流典型实例表明了汶川震区泥石流已进入一个新的活跃期.因此,应该开展对汶川地震区的泥石流风险评估和监测、早期预警等研究,采取有效的工程措施控制泥石流的发生和危害.     

震区泥石流物源储量评价方法综述

充足的物源是泥石流形成的三大基本条件之一,对物源动储量进行合理的评价,不仅可预测泥石流爆发的规模和频率,同时也是其治理工程设计的重要依据。本文从泥石流分类物源、全流域物源及震后物源三方面总结了目前动储量的评价方法,分析了各方法的评价原理,并指出各类方法存在的不足,得到以下结论:(1)物源总储量的评价方法较多,而动储量评价由于受影响因素较繁多,评价方法相对较少;(2)"5.12"汶川地震后震区物源数量及种类剧增,物源统计易忽略具有隐蔽性的高位震裂物源,震后不同时期各物源对泥石流的贡献不一,应考虑时间及空间的演化效应,根据各类物源的动态演化特征做科学合理的震后物源动储量评价;(3)泥石流物源的动储量评价应考虑一定工程有效期内的不同降雨条件的影响更为合理。     

1985年以来7个时期双台河口湿地土地利用格局及其变化

选用1985年、1989年、1995年、2000年、2005年、2009年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,采用人机交互解译方法,对双台河口湿地进行了土地利用分类;运用遥感和地理信息系统技术,研究了7个时期双台河口湿地的土地利用格局及其变化。研究结果表明,天然湿地面积由1985年的1 168.73 km~2减少为2015年的886.97 km~2,减少了24.11%。与1985年相比,2015年,芦苇(Phragmites australis)盐沼、芦苇+碱蓬(Suaeda glauca)盐沼和滩涂面积分别减少了8.86%、37.44%和72.29%,碱蓬盐沼和河流/浅海水域面积分别增加了25.80%和2.08%;人工湿地面积由1985年的62.06 km~2增加为2015年的263.86 km~2,增加了325.18%。与1985年相比,2015年,运河/沟渠面积减少了3.33%,水田、水产养殖场和水库/池塘面积分别增加了557.30%、1 940.32%和40.56%。1985～2015年期间,随着时间的推移,7个时期研究区的斑块密度在不断增大,景观的香农多样性指数在波动增大,优势度指数在波动减小。     

汶川地震区红椿沟泥石流形成物源量动态演化特征

2008年"5·12"汶川地震时,映秀-北川断裂通过的映秀镇红椿沟流域内产生了大量的碎屑体,约为384.3×104m3,为泥石流的发生提供丰富的固体物源条件。2010-08-14,红椿沟暴发特大型泥石流,冲断公路,堵塞岷江致使江水改道,威胁映秀新区。为研究物源区演变特征,选取3期影像,并结合野外调查资料,通过ArcGis分析发现:地震前,红椿沟植被良好,未发现大规模地质灾害,流域内沟道均属于清水沟。地震后,流域内滑坡崩塌数量为68处,滑坡面积为101.12×104m2,沟道总长度5 752 m,沟道总面积11.82×104m2。受上盘效应影响,沟右岸滑坡发育强于左岸,左岸大多为小型浅层滑坡。2010年"8.14"泥石流后,受地表径流和泥石流的冲刷、侵蚀、切割作用影响,使部分滑坡"复活"或产生新的滑坡,流域内滑坡个数77处,新增9处,变化率为13.23%,滑坡面积139.80×104m2,新增38.68×104m2,变化率38.25%。沟道总长度8 851 m,新增3 099 m,沟道总面积17.48×104m2,新增5.66×104m2。泥石流暴发后,流域内仍有固体物源量约为344.6×104m3,泥石流治理工程可控制物源量约为92.8×104m3,在极端降雨条件下,仍有暴发大规模泥石流的可能。     

基于Google Earth Engine的湖南省近30年不透水面时空变化研究

准确获取城市不透水面信息对洪涝治理、生态保护以及智慧城市建设等具有重要意义。该文基于Google Earth Engine云平台,以Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源,重构目标年份的最佳影像数据集;在此基础上构建光谱和纹理的分类特征集,采用随机森林分类算法提取不透水面信息,并分析湖南省1987-2017年每3年的不透水面时空变化特征。结果表明:1)该文方法能够有效提取不透水面信息,分类总体精度和Kappa系数分别为97.19%和0.92。2)湖南省不透水面扩张显著,面积从1987年的1 107.48 km~2增至2017年的3 929.26 km~2,平均扩展速率为94.06 km~2/a,动态度为8.49%。增长较快区域集中在长沙(19.14 km~2/a)、常德(8.46 km~2/a)、衡阳(8.03 km~2/a)、岳阳(7.10 km~2/a)、株洲(6.50 km~2/a)等地;长株潭城市群的不透水面扩张显著,扩展速率和动态度分别为30.28 km~2/a和14.27%。     

河西走廊山洪灾害危险度区划

探究河西走廊山洪灾害危险性分布特征,可为该地区山洪灾害监测、预警和防治工程规划提供科学支持,对保障地区人民生命财产安全具有重要的社会意义。从河西走廊山洪灾害防治及预警角度出发,根据河西走廊山洪灾害发生的机制,选取高程标准差、坡度、植被覆盖度、降水、河网密度、泥石流沟密度6个影响因子,以Arc GIS和IDRISI为平台,构建河西走廊山洪灾害危险度区划多准则决策支持模型,完成了河西走廊山洪灾害危险度区划图。结果表明:河西走廊山洪灾害危险度与6个危险因子是函数关系。其中,高程标准差、坡度和植被覆盖度与危险度呈多项式分布,降水、河网密度和泥石流沟密度则与危险度成正相关性;河西走廊山洪灾害极高度危险区460 km~2,占研究区总面积的3.12%;高度危险区1383.76 km~2,占研究区总面积的7.54%;中度危险区2166.85 km~2,占研究区总面积的11.26%;低度危险区154 787.63 km~2,占研究区总面积的65.01%;极低度危险区33 847.89 km~2,占研究区总面积的13.07%。     

洞庭湖区城镇化与湿地演变进程监测

利用1995-2015年TM/OLI影像等数据,构建基于CART获取规则的洞庭湖区影像解译体系,对洞庭湖区的城镇化及湿地在20年间的演变进程进行了研究。结果表明:(1)基于CART获取规则的决策树分类方法对湖区用地类型的解译与普通分类方法相比较,精度有所提高。(2)湖区湿地总面积整体上呈先减少后增加趋势,2000年湿地面积最小,为3 904.945 km~2,2015年湿地面积最大,为5 997.113 km~2,占区域总面积的13%。(3)建设用地呈持续增长趋势,2000-2005年扩张明显,2005年后扩张趋势变缓。(4)整体景观破碎指数值在0.004 3～0.011 8间浮动,各景观类型破碎度指数在2010年后大幅下降。(5)芦苇滩地、苔草滩地、水体的空间中心位置向西发生了转移,泥滩地与建设用地的空间中心位置向东发生了偏转。     

潼关金矿区矿渣型泥石流灾害及防治对策

在潼关金矿区206.8 km2范围内,采矿坑口达2 500处,矿渣堆944处,占压林地土地面积255.3×104m2,矿渣量达1 100×104m3,年增加30×104m3。矿渣占到了泥石流物源的90%。74.97%矿渣堆没有拦渣稳渣工程措施,86.37%废石堆占据河道,71%废石堆稳定性差、极差。7条峪道18条沟谷均是泥石流隐患沟。针对日益严重的矿渣型泥石流灾害隐患,提出了在加大防治泥石流灾害宣传、制定泥石流灾害防治规划、建立降雨预警预报制度的基础上,采取各种工程治理措施,避免和减轻群死群伤的重大泥石流灾害发生的对策建议。     

高精度卫星遥感技术在昆明市矿山地质灾害调查中的应用

以采矿活动较为活跃的昆明市为研究区,高精度卫星遥感影像为数据源,在3S技术的支持下,对昆明市的矿山地质灾害进行了遥感监测调查研究。通过ENVI5.1对遥感影像进行了预处理,建立了崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷矿山地质灾害的遥感解译标志,开展了昆明市矿山地质灾害遥感解译和野外调查工作。结果表明:研究区主要发育了崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4类矿山地质灾害,以崩塌灾害为主;区内共解译了矿山地质灾害193处,野外调查验证了168处,遥感解译精度为87.05%;昆明市的矿山地质灾害主要分布在矿产资源极为丰富并且开发活动较为强烈的安宁市和东川区境内。     

西藏“一江两河”中部流域地区沙漠化土地基本状况

青藏高原高寒区“一江两河”中部流域地区的沙漠化土地,根据沙漠化程度可划分为轻度、中度和严重三类。根据地表物质组成可划分砂质和砂砾质沙漠化土地两大类。本区沙漠化土地总面积1860.9km~2,其中轻度、中度及严重沙漠化土地面积分别为530.5km~2、752.9km~2和578.6km~2。砂质和砂砾质沙漠化土地分别为916.4km~2和944.5km~2。主要分布河谷地区,尤以雅鲁藏布江宽谷地段面积最大。并且从河谷地区的江心洲、边滩、阶(台)地延伸分布至山前地带的冲洪积扇及山坡等不同的地貌单元上。     

近50a祁连山西段大雪山和党河南山的冰川变化

以祁连山西段大雪山和党河南山冰川为例,利用1957/1966航摄地形图、1994年Landsat TM遥感影像、2000年ASTER影像、2010年的SPOT5影像及数字高程模型,运用RS和GIS对祁连山西段大雪山和党河南山冰川变化进行研究。结果表明:1957/1966-2010年研究区冰川面积缩小了17.21%,冰储量减小了24.1%。其中,1957-2010年间大雪山冰川面积缩小了16.03%(0.30%/a),平均每条冰川缩小0.133 km~2,末端平均退缩181 m(3.4 m/a),冰储量减小了22.4%;1966-2010年间党河南山冰川面积缩小了18.32%(0.42%/a),平均每条冰川缩小0.111 km~2,末端平均退缩159 m(3.6 m/a),冰储量减小了25.7%。大雪山南北坡冰川面积分别减小了22.82%和15.51%,党河南山南北坡冰川面积分别减小了22.39%和16.76%,总体来看,南坡冰川退缩幅度强于北坡。分析认为,气温上升是研究区冰川退缩的主导因素。与祁连山东、中部冰川变化相比,研究区冰川面积缩小幅度相对较小,这是区域气候差异、冰川规模等因素综合作用的结果。     

凌河口湿地自然保护区景观格局变化及功能区划分

以1995年、2000年、2005年、2009年和2014年的TM影像为数据源,对辽宁省凌河口湿地自然保护区景观进行遥感分类,提取出8种景观类型的信息,得到其总面积及斑块数量,计算多样性指数、优势度指数、斑块密度和香农多样性指数,定量分析凌河口湿地的景观格局变化特征;根据人与生物圈计划(Man and the Biosphere Programme,MAB)提出的保护区功能区划分原则,结合研究区景观格局特征及湿地的实际状况,对凌河口保护区进行了功能区划分。结果表明,受人类活动影响,与1995年相比,2005年研究区景观破碎化程度加重;与2005年相比,2014年,由于对研究区湿地加强了保护,研究区景观破碎化程度稍减轻;划分出凌河口湿地自然保护区的核心区(305.88 km~2)、缓冲区(268.28 km~2)和实验区(261.59 km~2)。     

东居延海湿地恢复进程研究

利用比值阈值法解译2000-2015年东居延海Landsat影像,获取逐月湿地、挺水植物及裸水水域面积,分析生态输水以来东居延海湿地恢复进程。研究表明:(1)2002年生态输水进入干涸的东居延海,之后湿地面积迅速扩大,2015年湿地面积达54 km~2,较2002年扩大了近1倍;2009年前湿地面积快速增长,湿地组成以水体为主(占比94%);2010年后湿地面积增速减缓,变化稳定,维持在55 km~2左右,挺水植物面积已达9 km2(占比15%)。(2)湿地面积年内变化呈明显季节性特征,2002-2003年湿地季节性有水;2004年以后湿地常年有水,10-11月湿地面积最大,7-8月湿地面积最小而挺水植物面积最大。(3)东居延海湿地面积及其变化特征与入湖水量和时间密切相关,适宜的生态输水调度是东居延海湿地健康的重要保障。     

河南栾川“7·24”泥石流特征及成因

2010-07-24,河南省栾川县境内普降暴雨,引发多处泥石流灾害(简称"7·24"泥石流),造成重大人员伤亡和财产损失。对泥石流的分布、类型、静动力学特征、灾害和损失进行总结,在此基础上,从降雨、地形和物源条件对泥石流成因进行了分析。结果表明:"7·24"泥石流分布范围主要沿着雨量高值区、地貌过渡区、人类活动区展布,泥石流类型多样,危害严重。丰富的前期降雨量,极高的日降雨量和短历时高雨强是泥石流的激发因素,充足的前期降雨量可以极大削弱物源地岩土体的强度。大部分泥石流沟的山坡坡度和沟床比降属于泥石流易发范围,说明栾川县的地形条件有利于泥石流的形成。区内泥石流物质来源丰富,通过"表观物源量"指标对物源进行分区发现,物源主要集中在区域性断裂和人类活动区附近。"7·24"泥石流是有利的地形、充足的物源和高强度的降雨共同作用的结果。     

4个时期艾比湖湿地国家级自然保护区植被覆盖度变化

以艾比湖湿地国家级自然保护区为研究区,选用1972年、1998年、2007年和2013年9月或10月的Landsat MSS、Landsat TM和Landsat OLI遥感影像为主要数据源,采用像元二分方法,得到研究区的植被覆盖度,并将植被覆盖度分为3个等级;运用转移矩阵法,分析植被覆盖度变化情况。研究结果表明,与1972年相比,1998年植被有大幅度的改善,1998年低覆盖度(植被覆盖度≤30%)植被面积增加了708.80 km~2(占22.30%),植被类型主要为荒漠草原,高、中覆盖度植被面积分别仅增加不到3 km~2(占0.09%);与1998年相比,2007年该保护区的低覆盖度植被面积减少了943.82 km~2(占29.69%),高覆盖度植被面积减少了1.24 km~2(占0.04%),而中覆盖度植被面积增加了0.9 km~2(占0.03%);与2007年相比,2013年该保护区的低覆盖度植被面积减少了232.73 km~2(占7.32%),中覆盖度植被面积减少了0.84 km~2(占0.03%),而高覆盖度植被面积增加了1.96 km~2(占0.06%);与1972年相比,2013年该保护区的低覆盖度植被面积减少了467.75 km~2(占14.71%),高、中覆盖度植被面积都有所增加,分别增加了3.56 km~2(占0.11%)和3.01 km~2(占0.09%)。从空间变化来看,1972~2013年,艾比湖湿地国家级自然保护区植被减少了461.14 km~2,1998~2013年期间,该保护区东部植被面积大幅减少。     

三沙湾滩涂互花米草地上生物量估算

利用SPOT6高空间分辨率多光谱影像和野外地上生物量的取样测量数据,获取了福建省三沙湾滩涂入侵种互花米草(Spartina alterniflora)的空间分布状况,建立了基于差值植被指数DVI的一元线性回归模型,计算得到了三沙湾滩涂互花米草地上生物量。研究结果表明,在SPOT6影像覆盖区内,三沙湾互花米草总面积为20.19 km~2,其中在霞浦县、蕉城区、福安市和三都岛的互花米草面积分别为3.90 km~2、9.63 km~2、5.20 km~2和1.46km~2;研究区中,互花米草地上生物量为0~15 kg/m~2的分布范围占其总面积的84.98%,而地上生物量为15~20kg/m~2和20~30 kg/m~2的互花米草分布面积仅分别为1.95 km~2和1.08 km~2;精度检验表明,互花米草地上生物量估算值与实测值之间的均方根误差为0.825,线性回归决定系数R~2为0.882。     

五个时期长江入海口湿地土地利用格局及变化

选用1984年、1990年、2000年、2010年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,利用人机交互遥感解译方法,进行长江入海口湿地的土地利用分类;利用地理信息系统技术,研究了5个时期研究区的湿地格局及变化。研究表明,5个时期研究区的主要湿地类型都为水田,其次为滩涂,水田面积由1984年的4 044.86 km~2减少至2015年的3 550.37 km~2,滩涂面积从1984年的650.03 km~2锐减至2015年的3.74 km~2,滩涂被转变为港口、居民地和工业用地,围填海活动也导致滩涂萎缩;在围填海区域,养殖池面积大幅增加;与1984年相比,2015年,滩涂转变为水库/坑塘、养殖池、盐田的面积分别占其总面积的14.46%、53.83%和24.15%;74.96%的盐地碱蓬盐水沼泽转变为养殖池,48.06%的水库/坑塘、12.62%的盐田转变为养殖池;长江入海口湿地变化的主要人为因素是围填海活动,主要自然因素是泥沙淤积和土壤性质改变。     

汶川地震区绵远河流域泥石流形成区的崩塌滑坡特征

2008年汶川地震以后,四川省绵竹市清平乡表面覆盖了大量松散堆积物,这些物源在震后的几年中易受到暴雨激发,导致大量浅层崩塌、滑坡的形成,尤其在泥石流形成区。研究泥石流形成区崩塌、滑坡特征,有助于分析滑坡向泥石流转化的特点。2010-08-13绵远河流域发生强降雨致使数十条沟暴发泥石流,在统计了研究区内20条沟泥石流形成区内的386个崩塌、滑坡后,利用野外调查及高精度遥感影像,将386个崩塌、滑坡全部解译,并利用GIS分析统计出崩塌、滑坡在坡度、坡向、高程、沟道纵坡降、地层岩性、沟壑密度因子上的分布特征,得出在海拔1 700～2 400 m范围内崩塌、滑坡密度最大;坡度是影响崩塌、滑坡分布的重要因素,随着坡度的增加密度也越来越大,>70°时极易失稳;滑坡的方向垂直于发震断层明显多于平行于发震断层;纵坡降在500‰～600‰的区间内崩塌、滑坡大量分布;石炭系灰岩出露的地层容易产生大量崩塌、滑坡,尤其在下硬上软的岩层上面;在微度水土流失的区域,崩塌、滑坡分布集中,因此要加强该区域的监测预警。