其他专项遥感地质解译

发布网友 发布时间：2022-05-10 00:55

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其他专项遥感地质解译主要包括土地荒漠化、地质灾害、水文地质条件、生态环境地质等内容。

5.7.1 土地荒漠化遥感解译

5.7.1.1 土地荒漠化解译分类及其含义

国际《防治荒漠化公约》中按照引起土地荒漠化的营力，分为风力作用下的土地荒漠化(简称为土地沙漠化)、流水作用下的土地荒漠化(简称为石质荒漠化)和物理化学作用下的土地荒漠化。风力作用下的土地荒漠化，以出现风蚀地、粗化地表及流动沙丘作为标志性形态;水蚀作用下的土地荒漠化，以出现劣地和石质坡地作为标志性形态;物理作用下土地荒漠化主要表现在土壤物理性质的变化，如土壤板结、细颗粒减少、土壤水分减少造成干化和土壤有机物质的显著下降。化学作用下的主要表现在土壤化学性质的变化，最典型的是次生盐碱化。根据发生荒漠化地区的地表综合景观特征，以及遥感解译调查的可行性指标特征，分别将三种营力作用下的土地荒漠化程度划分为轻度、中度、重度等类型。

图5.44 显露地表的岩溶地貌影像

5.7.1.2 土地荒漠化遥感解译标志建立

土地荒漠化遥感解译主要有直接解译与间接解译两种方法。这里以TM741彩色合成图像为例进行叙述。

(1)土地沙漠化的解译标志

1)重度沙漠化土地。主要是流动沙(丘)地类型，在图像上呈淡*，亮度高，颜色均匀，纹理细腻，界线较清楚，解译标志明显［图5.45(a)］。重度沙漠化土地空间分布特征主要为滨湖平原、冲洪积平原、河流谷地、山地风口和下切河流宽谷的边滩、阶地、洪积扇前缘及谷坡等地貌部位。

图5.45 土地沙漠化影像

2)中度沙漠化土地。主要是半固定沙(丘)地类型，在图像上呈褐色，色彩不纯，纹理较粗糙，有斑点状-点状［图5.45(b)］。半固定沙(丘)地主要分布在河流宽谷、滨湖平原、谷坡洪积扇前缘及水分条件稍好的地貌部位。在山间盆地、河流谷地和湖泊洼地等处常存在表层为平沙地，下部为砂砾石，地表植被稀少，在图像上呈浅黄绿－灰色，颜色均匀，纹理细腻，斑块状。这类土地也可划入中度沙漠化类型。

3)轻度沙漠化土地。主要是固定沙(丘)地类型，在图像上呈黄绿色、褐绿色，纹理较粗糙［图5.45(c)］。固定沙(丘)地主要出现在河流、湖泊的边滩、低阶地与洪积扇边缘等水分条件好的地貌部位。农田与草地等植被生长受到轻微沙漠化抑制的土地，也划分为轻度沙漠化。

(2)土地盐碱化的解译标志

1)重度盐碱化土地呈纯白色影像特征，影纹均匀，主要分布在干旱、半干旱的山前冲洪积扇前缘的外侧，干涸或萎缩湖泊的周围［图5.46(a)］。

2)中度盐碱化土地呈灰白色影像特征，影纹较均匀［图5.46(b)］，主要分布在干涸或萎缩湖泊的外围，在宽阔河道内也常见。

3)轻度盐碱化土地呈浅灰色、灰绿色，影纹不均匀，往往与沼泽、草地共生，主要分布在平原大河的两岸、湖泊的最外侧和泛滥平原［图5.46(c)］。

(3)土地石漠化的解译标志

1)重度石漠化主要发生在河谷短而密、水系线状或蛇曲状的山区，植被破坏严重，以荒山或覆盖度低的草地为主，图像上出现大面积的黄褐色、*、淡红色面状、条状、不规则状图斑，影像结构破碎［图5.47(a)］。

图5.46 土地盐碱化影像

2)中度石漠化主要发生在呈树枝状、羽状水系的山区，植被覆盖度低，图像上出现面状、斑块状的红褐色、灰*、*、黄褐色图斑，影像结构纹理较粗糙，参差不齐［图5.47(b)］。

3)轻度石漠化主要发生在呈线状，树枝状水系较发育的山区，植被覆盖度较低，图像上出现斑块状的灰红色、浅紫色、淡*图斑，影像结构纹理粗糙，参差不齐［图5.47(c)］。

图5.47 石漠化影像

5.7.1.3 遥感解译工作方法

(1)遥感解译工作范围确定

土地荒漠化是在风力、流水和物理化学三种营力作用下形成的，因此，各类荒漠化现象的分布有一定的地理局限性，其分布有如下特征。

1)风力作用下的沙质荒漠化土地主要分布在北方干旱与半干旱地带的沙质冲积、冲积湖积或冲积洪积平原上。在湿润亚湿润地带，只要具有干旱、大风发生时间同步的要素，在沙质平原上也可见其分布。

2)水蚀作用下的石质荒漠化土地主要分布在南方的红壤丘陵区、石质山区，以及半干旱、亚湿润地带西北、华北黄土高原区。北方的石山区、东北的黑土漫岗区也有局部发生。

3)化学作用下的次生盐碱荒漠化土地分布广泛，一般呈小面积零散分布在农业区，主要是由于灌溉不当引起。如黄淮海平原、河套平原、银川平原、河西走廊的石羊河、黑河、疏勒河下游，在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地的一些扇缘与内陆河下游垦区也很发育。

(2)土地荒漠化的动态研究

土地荒漠化动态研究的实质是在分别提取不同时期、不同程度的荒漠化土地分布的基础上，通过叠加对比分析，解决一段时间间隔内的土地荒漠化的变迁。目前，土地荒漠化变迁遥感调查通常采取单要素变迁和多要素变迁两种方法，现以两期遥感数据提取土地荒漠化分布为例，介绍土地荒漠化变迁图的编制方法如下。

1)单要素土地荒漠化变迁调查。首先，提取前后两个时间段遥感数据的单要素分布信息;其次，将前后两个时间的单要素分布信息套合，生成叠合图;然后，在叠合图上分别圈出前、后两期土地退化区范围，并根据退化程度划分为退化、稳定和发展三种变化区;最后，对上述已圈定出的变化区经计算机趋势化处理后，分别赋予颜色，显示单要素变迁遥感调查结果。

2)多要素土地荒漠化变迁调查。多要素一般是指同一类型中的多个要素，例如土地沙漠化和土地盐碱化类型中的重度、中度和轻度。图面上反映的要素越多，制作起来就越烦琐，以轻度和重度二元要素的沙化程度和沙化范围变迁图制作举例如下。

a.对前、后两个时间的轻、重两种土地沙化程度图斑分别赋予不同的颜色后，在计算机上进行叠合，在叠合图上将产生9种新的颜色(表5.2)。

b.定义沙化程度变化级。以前期的非沙化区、轻度沙化区、重度沙化区三种土地沙化程度区为背景要素，分别与后期的三种土地沙化程度区进行变化组合，由表5.3可知，可有5种变化级的组合:

a)沙化程度未变化的，定义变化级为0级。包括前期是无沙化土地、轻度沙化土地和重度沙化土地到后期仍然分别还是上述沙化程度，没有发生变化的。

b)沙化程度加重一级的，定义变化为+1级。包括前期是无沙化土地，到后期变化为轻度沙化土地;前期是轻度沙化土地，到后期变化为重度沙化土地两种变化情况。

c)沙化程度加重二级的，定义变化为+2级。指前期是无沙化土地，到后期变化为重度沙化土地一种变化情况。

d)沙化程度减轻一级的，定义变化级为－1级。包括前期是轻度沙化土地，到后期变化为无沙化土地;前期是重度沙化土地，到后期变化为轻度沙化土地两种变化情况。

e)沙化程度减轻二级的，定义变化级为－2级，指前期是重度沙化土地，到后期变化为无沙化土地一种情况。

c.编制土地沙化程度变化级图。选用5种颜色分别代表以上土地沙化程度变化的5个级(0、+1、+2、－1、－2)，编制成反映土地沙化程度变化的专题图。

d.将沙化程度变化级图与前期的土地沙化程度图叠合，制作成土地沙化程度及范围演变图。

5.7.2 崩塌、滑坡、泥石流地质灾害遥感解译

5.7.2.1 分类

参考中国地质环境监测院2001年3月编制的《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则和环境地质调查基本要求(地矿部环境司)，以适用性和易操作性为原则，根据1∶250000遥感地质灾害调查特点，同时结合遥感调查数据精度，针对崩塌、滑坡、泥石流灾害体调查而言，只能实现大型至巨型灾害体信息的解译提取。

5.7.2.2 崩、滑、流灾害体的遥感解译

崩、滑、流灾害体的信息提取主要根据其直接解译标志来实现。但依遥感图像波段组合的不同，崩、滑、流灾害体的影像特征有所差异，现以陆地卫星TM1、2、3彩色合成图像为例，加以叙述。

(1)崩塌

崩塌又称岩崩或崖崩，是分布广，危害严重，给人类生存环境带来极大破坏的一种地质灾害。崩塌主要发生在地层较陡峻、岩性坚硬、节理发育地区。近期发生的崩塌体，其崩塌面显示青黑色或褐*，崩塌壁下的崩塌堆积物呈青蓝色或淡褐色锥状体。崩塌壁的影像特征则与岩性有关，即硬质岩层中表现为参差不齐，斜坡地貌上陡崖呈条带状，平面上具锯齿状，其下方有杂乱的松散堆积，其结构粗糙，呈斑点状，植被较外围稀少，粗大的堆积物上基本没有植被生长(图5.48);在软质岩层中发生崩塌，崩塌物的粒度较前者细小，结构疏松。较老的崩塌体植被较茂盛，影纹结构较平滑细腻，呈浅色调，可明显地看出由陡壁向倒石堆斜坡的地貌突变特征。崩塌堆积体内水系复杂，有放射状水系、半心状水系、钳状水系等，与周围的水系特征决然不一。

图5.48 崩塌灾害体遥感影像

(2)滑坡

滑坡是重力作用下形成的地质地貌变形现象，它具有明显的地貌特征，影像特征则与其类型密切相关。具体表现为:土质类滑坡多呈不规则形态，纵向影纹粗糙，其滑体和残留体多为青色和淡*调，一般分布在河流两侧的陡坡处(图5.49);岩质类滑坡多形成青灰色或浅亮色“箕”状坡谷，滑程较远，有的可冲至对岸坡体上，形成特殊色调的孤立残留堆积体。滑壁后缘可见明显的阴影线沿滑坡壁上端分布，一般是滑坡后缘的拉裂缝。大多数滑坡在其发生、发展、稳定或复活的过程中，具有明显的变形和形态特征，因而可解译出滑坡周界、滑坡体、滑坡舌。例如，土质滑坡的周界一般表现为圆滑的凸弧形、马蹄形、倒梨形，后壁圆滑，侧壁为大曲率弧形;岩质滑坡周界不甚圆滑，后壁呈直线或折线形，滑坡体往往处于较稳定的自然斜坡地形中，其后壁与滑坡体的交接处多形成洼地，中部则有多级垂直滑动方向的台坎。由于滑坡体相对低洼而含水，因此多呈深色调，尤其是土质滑坡。老滑坡体上植被生长较好，呈黑绿色，新滑坡体上植被稀少，呈灰白色。滑坡体一般具有较强的挤压、松脱等现象，图像上显示明显的“舌”状，有些滑坡体在其舌部因有地下水溢出，往往形成局部沼泽地，并有植被生成，故呈深绿色或深绿色斑点影像特征。

图5.49 滑坡灾害体遥感影像(易贡)

(3)泥石流

泥石流是一种严重的洪流作用形成的地质灾害。它在具备大量石质和泥质物质条件下，可沿沟谷缓慢向下流动，也可在暴雨季节数秒钟内倾泻向下，能量大，破坏性强，是危害极大的一种地质灾害。泥石流形成区常是崩塌、滑坡发育的地段。沟谷中的泥石流多显示不规则的条带状、勺状、蝌蚪状等形态，其边界不光滑，多齿状，前缘多具舌状，后端具瓢状，在具喇叭状的沟口处，河床较宽阔地段呈扇形冲出锥影像。至于扇体的具体形态，则与泥石流沟的出口形态关系密切，例如，喇叭状的出口往往在影像上表现为条带状扇体，扇翼角较小;如果出口处呈瓶颈，往往形成短轴状扇体，扇翼角较大，影像上可见半圆形特征。泥石流沟无沟槽、无植被，其边界较清楚。堆积区呈凹凸不平状，而凹凸的程度与泥石流堆积的厚度有关。

泥石流的色调与所在基岩区和风化堆积物的色调关系密切。因此，影像上与基岩或风化物色调近乎一致，但二者的饱和度和明度差异较大，具体表现为:新生的泥石流体或沟谷上段水源丰富的泥石流体，因内部水分充足，往往色调的饱和度较背景大，亮度低(图5.50);干涸的泥石流体则与上述相反。植被发育茂盛，二者色调反差大，也容易从图像上解译，例如，植被发育的地区呈鲜绿、黄绿或浅绿色，而泥石流多呈灰、灰黑、淡紫、品红、灰红色等。大多数泥石流内部色调不均一，呈斑状、斑点状，花纹结构粗糙。

5.7.3 水文地质要素遥感解译

水文地质遥感解译的主要目的是通过遥感图像解译，提取岩性、构造、地形、地貌等多种水文地质要素信息，经综合分析研究，基本查明水文地质要素的控水性和赋水性规律，实现富水地段预测，为人类生存和社会生产服务。

水文地质要素包括构造、岩性、地形地貌、地下水溢出点和天然露头等。解译中可根据解译需求选取不同的遥感数据种类和波段组合类型，本书叙述的解译标志是以TM741彩色合成图像为例的。

图5.50 泥石流灾害体遥感影像

5.7.3.1 岩性解译

岩性是重要的水文地质条件之一，其岩性、结构构造、破碎程度、岩石组合特征是含水和赋水性分析评价的重要指标。因此，不同的岩性在遥感图像的色调深浅不同，结合结构特征(层状、块状)、地貌特征(正地形、负地形、浑圆山形、尖棱山形、岩溶地貌)以及土壤、植被、水系发育特征，可以综合判断。有关碳酸岩盐、碎屑岩、变质岩、火山岩、侵入岩的解译详见第四章。但解译中应注意岩石组合及结构特征，尤其是赋存与屏蔽组合。由于第四系松散堆积物对预测浅层富水地段非常重要，因此，它是水文地质岩性解译中的重点，特说明下列解译要求:

1)洪积物主要分布在山前地带，地貌上组成山前倾斜平原，扇状水系发育，影像颜色与当地沙、砾石的矿物成分有关，一般呈灰黑色，也有蓝灰色、灰褐色、灰*等色调。其岩性从剖面上看，在砾质平原区为沙、砾石夹沙层透镜体;在细土平原区为亚砂土或亚黏土与沙或含砾、沙互层。

2)冲洪积物一般分布在洪积平原内侧，地貌上组成地形平坦的冲洪积平原，辫状水系特征明显。在植被生长茂密的地区，图像上呈浅绿-灰绿色，在西北干旱地区，图像上多呈白－浅灰色。岩性为亚砂土、亚黏土与砂砾互层。

3)冲积物分布在常年性流水河流的河床两侧，地貌上呈带状分布的冲积平原，河床中的流水呈蓝黑色，有植被生长的地段图像上呈绿色，地势低洼地段常形成积水洼地。岩性主要为沙、卵石，有时表层有厚度不等的沙土或亚砂土。

4)风积物主要发生在干旱区，在海滨、湖岸沙滩和古河道风口地段也可形成。风积物能够组成多种微地貌形态，如平沙地、沙丘地等。在图像上平沙地影纹细腻、光滑、均一，根据当地砂的矿物组成呈灰、褐、红、黄等色调，沙丘地可见链状、垄状、格状等微地貌形态。

5.7.3.2 含水断裂构造解译

含水断裂包括断裂破碎带及其节理、裂隙等，既是统一的储水空间，同时也给地下水的运移提供了良好的网络通道，尤其是在断裂构造的联合、交会及转换等有利部位，赋存于基岩裂隙中的地下水，通过这些有利部位逐渐运移而上升到地表或接近于地表。上升到地表的地下水形成泉水，当水量较大时，则形成小溪或河流(图5.51);当水量较小时，则在溢出地表后形成一定范围的湿地。未达到地表，但在接近地表5m埋深区内的裂隙水，为植物的生长提供了充足的水分。因此，地下水沿断裂构造的有利部位溢出地表或接近地表的浅埋区，大多有一定规模的植被生长。在图像上依据这些植被显示出特征的绿色调，可以追索断裂带上的泉水出*;依据不同生长态势的植被反映出的不同色调图像特征的结合线，可以解译包括隐伏断裂在内的含水断裂构造。

图5.51 含水断裂遥感影像

5.7.3.3 古河道解译

平原区的河流由于改道，形成了许多暴露于地表或被掩埋的古河道带。古河道带内的沉积物以砂土为主，含水量较丰富，水质良好，是重要的水源供给地。

1)暴露型古河道是由河道的改道或断流遗留下来的废弃河道形成，是常见的古河道类型。在暴露型古河道内，地表潮湿，植被生长茂密，常发育有沼泽地和积水塘，在图像上显示为暗色或绿色条带，条带呈河曲状绵延［图5.52(a)］。在种植农作物的暴露型古河道带内，一般垄状特征明显，田垄沿古河道的弯曲方面伸展，农作物长势良好，颜色与纹理结构特征与古河道外侧有显著的不同，极易解译。

2)掩埋型古河道是前期遗留下的古河床被后期的冲积物或风积物所掩埋形成。由于古河道内地下水的径流条件较好，在古河道内形成地下水的淡化带，所以居民点常沿古河道带分布，在图像上这种特征非常明显［图5.52(b)］;掩埋型古河道带内被耕种后，由于地下水条件好，仍能从作物的长势和地表湿度上表现出与两侧的差别;很多古河道带被风沙掩埋后或剥蚀后表现为沙质岗地，在图像上呈灰白色条带状影像特征。

5.7.3.4 地下水天然露头解译

地下水溢出的各种形式及其所伴生的地质现象称为地下水的天然露头，主要有泉、泉集河、沼泽、盐沼等。

图5.52 古河道遥感图像

(1)泉

泉水有上升泉和下降泉两种。上升泉是由浅层承压水溢出地表而形成的。上升泉的出*在图像上呈黑色的蝌蚪状或碟状影像特征，上升泉的水质一般较好，所以在溢出口周围植被生长状态好，在假彩色合成图像上显示蓝色［图5.53(a)］;下降泉是由潜水溢出地表而形成的，由于溢出口周围的地形比较低洼，地下水埋藏浅，所以，溢出口周围常有湿地或沼泽地共生，致使溢出口的位置不十分清楚，溢出区植被生长茂密，图像上显示醒目的绿色［图5.53(b)］。

图5.53 地下水天然露头影像

(2)泉集河

在地下水径流、排泄条件良好，水资源丰富的地区，地下水溢出的水量很大，溢出地表的地下水即刻形成溪水向下流泄而称其为泉集河。泉集河的溪水在流动过程中由于发生渗入地下及水面蒸发等消耗作用，使泉集河的水流出不远就消失，也有少量泉集河的水汇入大河中。在图像上泉集河的溢出口呈黑色，形状近似圆形或球形，溢出后形成的溪水呈黑色近似链状或辫状影像特征。受人类生产活动的影响，大部分泉集河水被直接引入水渠或水库，致使一些泉集河的影像特征不很典型。

(3)沼泽

地下水生成的沼泽多是由于地下水在地形低洼处呈片状溢出而形成的。沼泽区常形成片状积水，在图像上显示灰褐—灰黑色面状不规则影像。沼泽地分布范围的大小与地下水溢出的水量大小和地形特征有关。在淡水沼泽中芦苇等植物生长茂盛，形成草地与沼泽地共生的特征。

在干旱气候区，强大的水面蒸发作用使水中盐分不断积累而形成咸、卤水盐沼。在盐沼分布区由于水中和土壤中盐分含量高，不适宜植物生长。在图像上盐沼分布区的咸、卤水水体呈浅蓝色色调，结晶盐类呈白色—灰白色色调。

(4)地下水溢出带

各种类型的地下水天然露头连片分布构成了宏观上的地下水溢出带。在盆地的边部，砾质平原的前缘和山前倾斜平原的前缘，地下水溢出地表后形成环带状分布的大规模的地下水溢出带(图5.54)。由于各地气候条件和水文地质条件以及地下水溢出特征有所差异，也使各地下水溢出带的表现形式有所不同，在图像上显示不同的影像特征。例如，在地下水补给条件良好的地区，地下水溢出的水量丰富，在溢出带上形成众多的泉集河，泉群连片分布，并伴有沼泽共生。由于这些地方水质良好，在溢出带及其地下水浅藏带上植物生长旺盛。因此，在这些地区地下水溢出带两侧形成连绵的天然和人工绿洲带，在图像上呈连续弧形的绿色色彩。在地下水补给量较贫乏的地区，在地下水溢出带上，连续分布盐沼和盐碱滩，并且地下水的矿化度很高，不适宜植被生长，因此，在这一地带往往形成盐漠化景观。

图5.54 地下水溢出带图像