滑坡评价方法——填图、遥感和观测有哪些?
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发布时间：2022-05-10 02:01
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时间：2023-10-18 14:59
B.1 填图
在地图上表示滑坡灾害是一种既实用又方便的手段，它可以表示关于滑坡的多种信息，并可以以不同的详细程度进行组合。当灾害图件与土地利用图件并行使用时，它们又成为很有价值的规划工具。通常，滑坡灾害填图可以分成三个阶段来实现。第一阶段，进行区域性填图，或初勘填图，主要是统合各种已有的数据，并确定可能构成问题的地区。这种区域性（有时称为“小比例尺”）填图常由省、州或联邦*地质调查局来完成。第二阶段是社区范围填图（有时称为“中比例尺”），主要针对有问题的复杂地区进行较详细的地表和地下填图。第三阶段，进行具体场地的大比例尺填图。如果资源和经费有限，可以越过区域性填图阶段，直接把注意力放在那些已知的、有问题的地区。
◆三种类型的综合性填图
这里介绍三种类型的综合性填图：①区域性填图；②社区范围填图；③具体场地的详细填图。
区域性填图
区域性填图或称初勘填图，是为了给区域规划提供基础数据，主要提供今后的两个阶段的填图所需要的基本信息，设定将来填图工作的优先顺序。
这种类型的图件主要是简单的历史滑坡发生记录，或滑坡易发生地可能性分布图。通过这类图件，可以在区域上确定构成滑坡灾害问题的区域，了解滑坡形成的条件。该类图件主要关注那些可能发生滑坡运动的地质单元或环境。这类填图主要依赖于图像解析（对航空照片的地质解译），初勘阶段的野外填图，以及对所有相关地质资料的收集和整理。填图比例尺为1:1万～1:400万，甚至更小。
社区范围填图
这种类型的填图既要在三维空间上确定滑坡发生的可能性，又要考虑滑坡发生的条件和原因。在此阶段，必须制定有关土地利用、分区及建筑的指南，对下一阶段的详细填图也必须提出详细的建议。地下部分的勘测也必须在此阶段进行，从而提供附有剖面图的地图。填图比例尺为1:1000～1:1万。
具体场地的详细填图具体场地的详细填图涉及该场地具体问题的确定、分析和解决方案，常常要求精确到针对某个居民点。这一阶段的填图往往由计划进行场地开发的土地所有者，委托给私人咨询公司实施，内容一般包括进行详细钻孔记录的钻探、取样、实验室实验分析，以获取设计和建设时必须的资料。这个阶段的填图比例尺可以有变化，但多为1:500或1:600。
◆滑坡分布图的三个重要准则
对于设计师和一般公众来说，滑坡分布图有三种类型：①滑坡编录图（landslide inventories）；②滑坡易发性评价图（landslide susceptibility maps）；③滑坡灾害危险性分区图（landslide hazard maps）。
滑坡编录图
滑坡编录图标明那些曾经毁于滑坡过程的地区（图B1）。这类图件的详细程度可能有所不同。简单图件中可能只显示滑坡发生过的较广泛的地区；而详细图件中可能对每一处滑坡都进行详细描述并进行分类：显示滑落崖的位置，区分沉陷区和堆积区，区分正在活动的滑坡和已经停止活动的滑坡，滑坡开始活动的地质年代，滑坡的运动速度，以及其他有关滑坡体厚度和物质成分的资料及数据。
简单的滑坡编录图给出整个区域的滑坡分布概观，并指出在哪些地区需要进行更详细的调查研究。详细的滑坡编录图能够提供某地区不同滑坡过程的解释，能够用来对滑坡易发生地区的开发行为进行*或制止，并且为滑坡防治工程措施的设计提供建议。它们还能够为其他派生图件的准备提供良好的基础，这些派生图件包括以确定土地利用为目的的边坡稳定性图和滑坡灾害危险性分级图等。一种途径是使用航空照片，对其中一些被选择的地区（滑坡发生可能性大的地区）进行现场调查和确认，然后以编号的形式在地图上标识所有滑坡信息。在地图上显示的滑坡信息，必须包括以下的部分或全部内容：活动状态，滑坡确定的准确程度，边坡运动的主要类型，滑坡体的估计厚度，滑坡体物质的类型，以及活动的
日期或时期。
在美国，区域性地图最常用的比例尺是1:2.4万（在加拿大为1:5万），这是因为美国地质调查局广泛提供的高质量地形图采用了这一比例尺，并且与之相匹配的航空照片也很容易找到。其他的在美国常用的地图比例尺为1:5万、1:10万和1:25万。
滑坡易发性评价图
滑坡易发性评价图是基于历史滑坡目录图的滑坡图件，它描述那些具有滑坡潜在危险性的地区（图B2）。通过对那些可能引起滑坡的主要因素（如陡峭的边坡，在被饱和或受扰动后将大幅度失去强度的软弱的地质单元，排水不良的岩体或土体）与过去的滑坡分布进行关联分析，而得到将来的滑坡易发性评价结果。这些图件仅表示边坡的相对稳定性，它们并不作出绝对的滑坡发生危险性预测。
滑坡易发性评价图可以被认为是从历史滑坡编录图中派生出来的，因为历史滑坡编录图是滑坡易发性评价图的最基本的图件。例如，如果将一张地质图叠加在一张显示有既存滑坡分布的历史滑坡编录图上，就可以确定特定的易于产生滑坡的地质单元。通过外推这种信息，可以预测具有潜在滑坡可能性的其他地区。一些更复杂的图件可以包括更多的信息，例如边坡坡角和排水条件等。
滑坡灾害危险性分区图
滑坡灾害危险性分区图显示灾害过程所造成的危险性的空间分布（图B3）：在哪些地区曾经发生过滑坡，现在正在活动的滑坡，而最重要的是将来在哪些地方可能发生滑坡。对于某个特定的地区，灾害危险性分区图包括以下详细信息：滑坡的类型，发生破坏的边坡的范围和滑坡运动将影响的最大范围。这些图件将能用来预测某地区的滑坡灾害的相对程度。其结果，一个地区可能被分成不同的灾害层次，如低、中、高危险性地段。
B.2 遥感技术和其他监测滑坡活动特征的手段
地图和其他形式的信息有时可以通过GIS（地理信息系统）进行叠加，从而使得人们在一张图上可以看到不同类型的信息。如果没有计算机化的GIS系统，通过使用透明图进行迭加的方法也可以达到这一目的。重要的是，在叠加的时候，各种图件和数据必须使用同样的比例尺。下面列举并描述了多种可以构筑GIS数据层以进行滑坡潜在危险性分析的信息类型。
Topographic Map 地形图标明边坡坡度，地形构成，排水型式。
Terrain Map 地形地体图标明物质，深度，地质过程，地形构成，地表和地下排水，边坡坡度（也被称为表面地质或第四纪地质图）。
Bedrock Map 基岩图确定基岩类型，地表和地下结构，地表覆盖层（上覆层）和岩石的年龄。
Engineering Soil Map 工程土性图确定地表物质类型，排水条件，被限定的工程特征，土质特征和植被条件。
Forest Cover Map 森林覆盖图确定地表植被，地形特征，地表排水型式。在某些情况下，还需确定土体排水特征。
Research Studies 综合研究可以提供以上内容的有关信息，以及控制性因素的定量数据，在可能的情况下，还可以提供相关地区的局部稳定性的风险评价。
Aerial Photography Remote Sensing 航空遥感照片解译通过航空遥感照片的解译，可以确定植被、地形、排水型式、土体的排水特征、基岩地质、滑坡类型以及与其他影响因素之间的关系（实例显示于图B4～图B7中）。通过使用倾斜航空照片（Oblique aerial photographs）和垂直立体照片对（Vertical stereo photograph pairs）对某特定地区地形特征进行细致解译，可以得到有关滑坡类型、发生频度以及管理活动的重要信息。如果可能的话，可以对比同一地区过去的和现在的航空照片。因为在现在的照片上，有些滑坡可能变得不是那么太明显。在航空照片上辨识的特征可以帮助确定滑坡类型，并形成对上覆层的合理评价。因此，这些结果也为场地的灾害危险性评价提供了有用的手段。
InSAR lmaging 远红外干涉图像法
InSAR是Interferometric Synthetic Aperture Radar（远红外干涉开口雷达）的缩写。无论是远红外干涉法InSAR，还是激光探测测距法LIDAR（将在下面详细叙述），都是通过高灵敏度传感器从卫星上发射能量脉冲，然后接收从地面上反射回来的脉冲。大多数远红外干涉设备发射的能量脉冲可以穿透云雾和雨滴，可以用于那些难于徒步进入的地区。通过使用从雷达卫星上发射，并经过地面反射回来的信号，可以建立能够显示地面地形的数字高程模型（DEM）地图。在两个不同的时期的作业，可以得到两个影像。将这两个影像进行合并处理，可以得到称为干涉图样（Interferogram）的图件。如果在取得两张影像的时间间隔内，该地区发生过任何位移的话，则位移发生的位置会在将这两张影像图进行合并处理时显示出来。通过这样的方式，可以确定某个地区是否发生过变形。
由于常规的卫星天线的尺寸多受到*，典型的环绕地球的卫星雷达仅仅只具有3到4英里（4.8～6.4千米）的地面解像度。合成开口雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）利用航天飞船沿着其轨道轨迹运动的优势，在数学上合成可操作的更大的天线，从而得到高空间分辨率的影像（数百英尺，约为几十米）。
LiDAR lmaging 激光探测测距图像法
LiDAR是Light Detection and Ranging（激光探测测距）的缩写，有时也称为机载激光条带状填图（ALSM,Airborne Laser Swath Mapping）。使用狭窄的激光束穿透地表浓密的覆盖，如森林中的树丛，LiDAR可以产生高精度的地形图，即使在普通照片中根本看不到地面也会裸露出来。这一技术产生了非常高精度的数字标高模型（DEM）图（图B7）。最精确的裸地DEM图可以通过在树叶凋零的季节得到的LiDAR影像中解译后获得。
Li DAR填图系统的基本要素为：一个安装在飞行器上的扫描激光测距器（Rangefinder），一个为飞行器定位的差分全球定位系统（Global Positioning system,GPS），和一个测试飞行器旋转的内部测试单元（internal measurement unit,IMU）。由于以下三个原因，Li DAR成为了有用的地形填图工具。第一是精度。第二是生产效率，其测试是以每秒10,000到80,000次激光脉冲的速度来进行的。第三是因为Li DAR采用单光作业，并提供其自身的照明。这些特征克服了森林地形中照相测量中的主要缺点。Li DAR填图系统提供的图件非常清晰，由于消除了树木的影响，这些图件提供了历史滑坡的详细细节，而这些细节是其他的一般手段根本无法辨别的。Li DAR填图系统价格昂贵、技术复杂，主要被*机关、大学和一些私人企业使用。一个主要缺点是许多Li DAR填图系统使用近－远红外激光，无法穿透雨和雾。
B.3 滑坡实时观测及滑坡监测仪器安装
能够实时提供滑坡活动观测结果的滑坡实时监测系统对于保护生命财产的安全起着至关重要的作用。传统的现场观测方法，即使采用定期观测的方式，也无法在运动发生的瞬间马上得到变形的结果。而且在正在活动的滑坡上进行调查工作往往是很危险的。再者，滑坡的大规模运动多发生在暴雨等能见度很差的条件下。由设置在远距离处的实时观测系统提供的连续数据可以比较全面地反映滑坡的动力学行为（变形发展阶段），这使得工程技术人员能够在对现场情况进行判断之后，制定出有效的防治滑坡的设计方案。滑坡观测可能会比较昂贵，而且大多数的观测系统需要由滑坡专家来进行安装。使用滑坡实时监测系统的一大优势是可以将滑坡运动的监测系统与预警系统协调使用。滑坡观测如图B8～图B10所示。
