遙感技術(shù)在川西螺髻山地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用

陳富強(qiáng)，鄧國(guó)仕，姬星怡，張?jiān)品澹钩l(wèi)，馮 淳

(1.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，西安 710054；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

0 引言

近年來，隨著空間遙感技術(shù)和信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，遙感技術(shù)應(yīng)用逐漸擴(kuò)展至生態(tài)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和水文地質(zhì)調(diào)查等地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域[1-12]。國(guó)內(nèi)多家高校、科研院所和地質(zhì)單位利用遙感技術(shù)快速有效地獲取了我國(guó)東北、西北、西南和南海三沙等邊海防重點(diǎn)地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及礦產(chǎn)地質(zhì)等9類地質(zhì)專題信息，建立了遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)體系，解決了邊海防地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查工作難點(diǎn)問題[13]；安國(guó)英[14]將遙感技術(shù)應(yīng)用在喀喇昆侖山溫泉幅1∶25萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查中，對(duì)該區(qū)地下水資源進(jìn)行了評(píng)價(jià)，研究表明遙感技術(shù)在高原區(qū)域填圖與水文地質(zhì)調(diào)查中具有高效率、低成本的優(yōu)點(diǎn)；齊蕊等[15]利用地下水埋深的高空間分辨率柵格數(shù)據(jù)與區(qū)內(nèi)增強(qiáng)型植被指數(shù)等遙感數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，對(duì)鄂爾多斯生態(tài)水文地質(zhì)特征進(jìn)行了分析總結(jié)；程洋等[16]將遙感技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用于黔西北巖溶區(qū)1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，提供了系列的基礎(chǔ)圖件輔助巖溶區(qū)區(qū)域地質(zhì)填圖，提高了巖溶區(qū)1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的效率。

烏蒙山片區(qū)水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作從20世紀(jì)60，70年代開始，已先后開展了1∶20萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查、地貌調(diào)查以及1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作，基本查明了區(qū)域水文地質(zhì)條件、地下水富集規(guī)律、河谷平原及山間盆地的水文地質(zhì)特征，以及區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量、分布位置和分布規(guī)律等，對(duì)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。但受以往工作精度以及工作手段的限制，其成果已不能滿足區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、生態(tài)環(huán)境治理及未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。本文在綜合分析烏蒙山片區(qū)西南部螺髻山地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)以及水文地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，以RapidEye多光譜遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，輔以?shī)W維網(wǎng)絡(luò)高清數(shù)據(jù)以及Landsat8 OLI數(shù)據(jù)，開展了遙感水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，對(duì)區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)特征、水文地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)特征等進(jìn)行分析研究，并對(duì)各含水巖組的富水性進(jìn)行了對(duì)比和評(píng)價(jià)。

1 研究區(qū)概況

1.1 交通及自然地理概況

研究區(qū)位于四川省涼山彝族自治州西昌市東南部螺髻山地區(qū)，1∶5萬(wàn)國(guó)際分幅的海南鄉(xiāng)幅、拖木溝幅以及蕎窩農(nóng)場(chǎng)幅。研究區(qū)西部有國(guó)道G108南北向通過，西南部有京昆高速及成昆鐵路通過，S212省道以NW—SE方向橫貫全區(qū)，區(qū)內(nèi)縣與縣、縣與鄉(xiāng)之間都有公路相通，但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村之間的交通條件較差，總體交通狀況較落后。區(qū)內(nèi)地形地貌變化較大，地形高差懸殊，地勢(shì)險(xiǎn)峻，最高處螺髻山頂與最低處小高橋地區(qū)相對(duì)高差達(dá)3 000 m。全區(qū)可分為寬谷平原(西南部安寧河一帶)、侵蝕堆積河谷平原及山間盆地(東部則木河谷、螺髻山東坡一帶)和侵蝕、剝蝕構(gòu)造高中山(中部螺髻山區(qū)域)4種地貌類型，其中以中山為主。區(qū)內(nèi)氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，大部分地區(qū)四季不分明。除東部部分地區(qū)以外，植被整體較為發(fā)育，并具有明顯的垂直分帶性。

1.2 區(qū)域地質(zhì)背景

1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西部、三江褶皺系東側(cè)，分屬上揚(yáng)子臺(tái)褶帶和四川臺(tái)坳構(gòu)造單元，區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體呈NNW、近SN向展布，SN向構(gòu)造斷裂活躍、活動(dòng)強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)發(fā)育螺髻山(復(fù))背斜，其兩翼均遭受斷層破壞，完整程度不一。東翼地層出露較齊全、完整；西翼地層出露不完整，并產(chǎn)生向斜和構(gòu)造巖塊。研究區(qū)外西側(cè)發(fā)育SN向展布的安寧河深斷裂，中部發(fā)育NW向展布的則木河大斷裂。安寧河深斷裂具有多期活動(dòng)性和繼承性特點(diǎn)，其新構(gòu)造活動(dòng)十分活躍，表現(xiàn)為斷裂沿線零星出露的呈SN向線狀直立掀斜與褶斷，而斷裂兩側(cè)的第四系全新統(tǒng)、更新統(tǒng)階地分布高差懸殊，斷裂帶沿線滑坡、泥石流發(fā)育，地震活動(dòng)頻繁，多溫泉分布，溝系錯(cuò)斷、地震堰塞塘等常見；則木河斷裂為斷塊邊界，同樣具有多期性、繼承性的活動(dòng)特點(diǎn)，斷裂兩側(cè)出露地層有很大差異，各段不一，其兩側(cè)有數(shù)條規(guī)模不一的次級(jí)斷層，組成寬約2～6 km的斷層帶，并分為東西2支。

1.2.2 地層巖性

研究區(qū)出露地層較為復(fù)雜，且時(shí)代跨度大，包括早元古代地層、前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、三疊系、侏羅系、白堊系、第四系等，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，地層展布方向大多與斷裂延伸方向有關(guān)。前震旦系巖性以凝灰質(zhì)巖屑砂巖、凝灰質(zhì)礫巖、礫巖、砂巖等為主；震旦系及寒武系巖性以碎屑巖、碳酸鹽巖為主，包括砂巖、泥巖、粉砂巖、(微晶)白云巖、灰?guī)r、大理巖、泥灰?guī)r等；奧陶系、三疊系、侏羅系以及白堊系巖性以砂巖、粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、礫巖等碎屑巖為主；第四系多為殘坡積堆積物，以漂塊石、塊碎石土、粉砂土、粉土層等為主。此外，研究區(qū)中部及南部見有零星巖漿巖發(fā)育，主要為晚二疊世—早三疊世基性—超基性侵入巖，巖性主要為輝長(zhǎng)巖、含橄輝石巖等。

1.3 區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件

研究區(qū)地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜，地下水類型齊全，孔隙水、裂隙水和巖溶水均有發(fā)育。孔隙水主要賦存于河谷地帶沖洪積階地、盆地或臺(tái)地的松散堆積層內(nèi)；裂隙水主要賦存于震旦系—白堊系的碎屑巖、變質(zhì)巖及巖漿巖裂隙中，區(qū)內(nèi)分布普遍；巖溶水主要賦存于碳酸鹽巖溶孔、溶隙和溶洞中，由于研究區(qū)碳酸鹽巖多與碎屑巖相間出露，呈條帶狀展布，巖溶發(fā)育較弱，亦均以條帶狀分布。地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水和地表水，多具就近排泄、徑流途徑短等特點(diǎn)。

研究區(qū)屬地震多發(fā)區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，地震活動(dòng)頻繁，地震活動(dòng)帶與活動(dòng)性斷裂帶分布基本一致，其中較著名的有安寧河、則木河地震帶。歷史記載安寧河地震帶曾發(fā)生過18次4.7～7.5級(jí)強(qiáng)震。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，主要分布在中部拖木溝幅及南部蕎窩農(nóng)場(chǎng)幅內(nèi)，以中小型滑坡災(zāi)害、泥石流災(zāi)害為主。研究區(qū)水土流失主要集中在東部則木河及支流上游地帶(拖木溝鄉(xiāng)至蕎窩鎮(zhèn))，較為嚴(yán)重，多沿河谷兩側(cè)呈條帶狀分布，明顯與多年間人們將大面積區(qū)域改造為陡坡、緩坡耕地等活動(dòng)有關(guān)。

2 遙感數(shù)據(jù)及技術(shù)方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)及處理

本次研究主要采用RapidEye及Landsa8 OLI這2種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)解譯；泉點(diǎn)以及災(zāi)害解譯時(shí)使用了奧維網(wǎng)絡(luò)高清數(shù)據(jù)影像。其中涉及RapidEye數(shù)據(jù)(時(shí)相分別為2016313和20151110)2景(圖1)，OLI數(shù)據(jù)1景(時(shí)相為2015228)。前者主要用于地層巖性、構(gòu)造、含水巖組及地表水文等要素的詳細(xì)解譯，以及用于區(qū)內(nèi)綜合水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件解譯和水系水體、耕地、居民聚集區(qū)等地物的圈定；后者主要用于輔助巖石地層、斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造等要素的解譯，同時(shí)利用其B4，B5及B10波段提取植被因子、與地下水信息有關(guān)的因子以及反映目標(biāo)地物與背景之間的熱輻射能量因子等。數(shù)據(jù)處理在PCI Geomatica2012及ENVI5.1軟件平臺(tái)上完成。處理流程主要包括預(yù)處理、彩色合成、數(shù)據(jù)增強(qiáng)、幾何糾正和數(shù)據(jù)鑲嵌等，最終獲得解譯用的不同比例尺衛(wèi)星圖像。其中RapidEye數(shù)據(jù)彩色合成選擇B3(R)，B4(G)，B1(B)方案，融合后空間分辨率為5 m，并對(duì)2景影像進(jìn)行了鑲嵌處理(圖1(a))；OLI數(shù)據(jù)假彩色合成波段組合選擇B7(R)，B5(G)，B2(B)方案，與全色波段融合后空間分辨率為15 m。受DEM數(shù)據(jù)精度影響，正射校正后的圖像仍存在一定誤差，難以滿足研究工作精度要求，對(duì)正射校正后圖像繼續(xù)采用相應(yīng)范圍1∶5萬(wàn)地形圖進(jìn)行了幾何糾正，使成果圖像坐標(biāo)參數(shù)與地形圖保持一致。

(a)遙感影像 (b)地質(zhì)解譯圖

圖1 研究區(qū)遙感影像及地質(zhì)解譯圖

Fig.1Remotesensingimageandgeologicalinterpretationmapinstudyarea

2.2 遙感技術(shù)方法

本次研究在充分收集和分析前人已有成果資料的基礎(chǔ)上，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合GPS和GIS等技術(shù)方法，通過遙感數(shù)字圖像處理與制作、遙感地質(zhì)解譯、遙感信息提取和野外調(diào)查驗(yàn)證等工作程序，開展了研究區(qū)1∶5萬(wàn)地質(zhì)環(huán)境背景條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)要素的解譯與提取，并綜合分析研究了區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征、水文地質(zhì)特征和環(huán)境地質(zhì)特征，對(duì)區(qū)內(nèi)各地質(zhì)單元富水性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，為研究區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查提供遙感基礎(chǔ)資料和依據(jù)。

3 遙感地質(zhì)分析

3.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

3.1.1 地層巖性單元

地層巖性單元遙感解譯標(biāo)志主要建立在研究區(qū)1∶5萬(wàn)地質(zhì)圖基礎(chǔ)之上，通過對(duì)地質(zhì)圖所劃分的不同地層、巖性與遙感影像對(duì)比分析，根據(jù)細(xì)微紋型結(jié)構(gòu)、色彩差異以及野外實(shí)地考證資料等依據(jù)，在圖像上建立了各巖性組的影像標(biāo)志。主要包括第四系堆積物、碎屑巖、碳酸鹽巖、基性—超基性巖漿巖及變質(zhì)巖等(圖1(b))。本文所描述巖性單元影像特征均基于Rapideye B3(R)，B4(G)，B1(B)假彩色合成影像，部分地層巖性單元影像特征及野外照片如圖2所示。

(a)粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖遙感影像 (b)凝灰質(zhì)巖屑砂巖遙感影像 (c)細(xì)晶—微晶白云巖遙感影像

(d)粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖野外照片 (e)凝灰質(zhì)巖屑砂巖野外照片 (f)細(xì)晶—微晶白云巖野外照片

圖2 部分地層巖性單元影像特征及野外照片

Fig.2Imagesandfieldphotosofsomeformationlithology

1)第四系堆積物。包括河床沖洪積堆積物(Qhal5+6)、近河道低階地沖洪積堆積物(Qhpl3+4)及高階地洪積堆積物(Qhpl1+2)，其影像色彩均較淺，呈紫灰-灰白色，亮度較高，地勢(shì)平坦，多被改造為農(nóng)田及耕地，Qhpl3+4區(qū)可見臺(tái)坎、扇狀地形。

2)碎屑巖。為區(qū)內(nèi)主要巖性類別，其中陸源碎屑巖包括礫巖、砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等；火山碎屑巖以凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)巖屑砂巖夾凝灰?guī)r為主，主要分布在研究區(qū)中部螺髻山區(qū)域。區(qū)內(nèi)碎屑巖影像特征變化較大，中西部及西南部螺髻山區(qū)域以綠色粗大山脊影像為主，中東部則木河兩岸區(qū)域則以淺紫灰-灰黃色細(xì)碎密集山脊影像為主(圖2(a)，(b))。

3)碳酸鹽巖。出露地層主要為震旦系—寒武系—奧陶系，影像特征典型，粗大影紋，渾圓山脊、溝谷開闊呈“V”型，沖溝發(fā)育一般，多呈直線狀水系。野外調(diào)查可見微晶白云巖多呈青灰-灰白色，地表多風(fēng)化呈土黃-灰黃色，可見刀砍紋、溶蝕痕跡及溶洞發(fā)育，部分區(qū)域可見中—薄層層理(圖2(f))。

4)巖漿巖。主要為晚二疊世—早三疊世基性—超基性侵入巖，巖性以輝長(zhǎng)巖(νP3)、含橄輝石巖(δψP2)、角閃輝石巖(ψιP3)等為主，影像特征不明顯，與周邊圍巖界線難以區(qū)分。

5)變質(zhì)巖。以中元古代天寶山組(Pt1tb)變粉砂巖、絹云千枚巖、變流紋斑巖、大理巖等為主，主要分布在西南部小高鄉(xiāng)地區(qū)。影像呈灰綠-淺紫灰色，夾有灰白色斑塊，粗大連續(xù)影紋，渾圓山脊，溝谷開闊，次級(jí)沖溝不發(fā)育。野外調(diào)查顯示區(qū)內(nèi)變粉砂巖夾絹云千枚巖呈青灰色-灰白色，地表露頭多風(fēng)化呈土黃色，層理不明顯，地表植被較發(fā)育，地勢(shì)平坦處多被人工改造為耕地(影像中灰白色斑塊)。

3.1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜，受多期構(gòu)造活動(dòng)影響，構(gòu)造形跡多樣，不同層次的斷裂相互疊加與切割，共同形成本區(qū)復(fù)雜的斷裂構(gòu)造系統(tǒng)。由于其復(fù)活、追蹤改造現(xiàn)象比較普遍，不同期次斷裂間的關(guān)系表現(xiàn)不甚清晰。典型斷裂構(gòu)造影像特征及野外照片如圖3所示。

(a)則木河斷裂遙感影像 (b)一般性斷裂構(gòu)造遙感影像

(c)則木河斷裂野外照片 (d)一般性斷裂構(gòu)造野外照片

圖3 典型斷裂構(gòu)造影像特征及野外照片

Fig.3Imagesandfieldphotosoftypicalfaultstructure

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以則木河斷裂最為典型，沿NW—SE向縱貫全區(qū)，影像特征明顯，沿?cái)嗔褞檫B續(xù)的帶狀淺色影像，可見明顯連續(xù)的溝谷及陡坎，斷裂兩側(cè)影像存在明顯差異，其西側(cè)為綠色粗大尖棱山脊影紋，“V”型谷發(fā)育；東側(cè)為淺灰-淺紫灰色平坦光滑影紋，地勢(shì)起伏小，溝谷開闊。野外調(diào)查可見沿?cái)嗔延羞B續(xù)的陡坎及陡崖分布，邊界清晰(圖3(a)和(c))。區(qū)內(nèi)一般性斷裂構(gòu)造廣泛發(fā)育，延伸距離不一、延伸方向受區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)影響較大，大部分?jǐn)嗔研污E平滑，呈近直線狀展布，斷裂兩側(cè)影像特征差異較小，延伸方向以NW—NNW西向、近SN向?yàn)橹?，零星發(fā)育NE向斷裂，其中則木河斷裂兩側(cè)可見多組近平行次級(jí)斷裂，規(guī)模大小不一，部分地區(qū)呈帶狀出現(xiàn)，影像上可見一系列連續(xù)平直的沖溝及陡坎(圖3(b)和(d))。

3.2 水文地質(zhì)特征

3.2.1 地表水體及泉點(diǎn)

研究區(qū)內(nèi)地表水體要素主要包括河流、湖泊、庫(kù)塘、海子(高山湖泊)以及泉點(diǎn)(溢出帶)等，其中河流、湖泊、庫(kù)塘和海子等影像特征典型，多呈藍(lán)紫色-紫紅色面狀影像體，易于識(shí)別。區(qū)內(nèi)河流主要為安寧河以及則木河；湖泊以位于研究區(qū)西北部的邛海為代表；(水)庫(kù)(池)塘共計(jì)約40余處，多分布在北部海南鄉(xiāng)幅內(nèi)；海子為四川、云南、西藏等地對(duì)內(nèi)陸高海拔湖泊的一種地方稱謂，區(qū)內(nèi)共計(jì)31處，均分布在螺髻山脈區(qū)域(拖木溝幅)，部分為冰蝕湖，個(gè)別海子之間由溪流相連。

泉點(diǎn)及溢出帶規(guī)模較小，影響范圍多在數(shù)m之內(nèi)，受數(shù)據(jù)精度限制，Rapideye影像無(wú)法解譯出泉點(diǎn)及溢出帶位置。研究過程中采用網(wǎng)絡(luò)高分辨率影像(空間分辨率優(yōu)于1 m)，對(duì)泉點(diǎn)及溢出帶進(jìn)行解譯，然后將解譯出的泉點(diǎn)信息轉(zhuǎn)繪到1∶5萬(wàn)解譯圖中。植被異常聚集發(fā)育區(qū)、溪流源頭區(qū)、含水?dāng)嗔蜒由靺^(qū)均為泉點(diǎn)及溢出帶的間接解譯標(biāo)志；同時(shí)，通過識(shí)別蓄水池、引水渠以及輸水管等人工設(shè)施，也可較為精確地判定泉點(diǎn)的出露位置(圖4)。區(qū)內(nèi)共解譯出的25處疑似泉點(diǎn)及溢出帶，其中侵蝕泉16處，斷層泉5處，巖溶泉4處。

(a)遙感影像 (b)野外照片

圖4 典型泉點(diǎn)影像特征及野外照片

Fig.4Imagesandfieldphotosoftypicalspringspots

3.2.2 地下水

結(jié)合研究區(qū)環(huán)境、水文以及地層巖性特征，劃分出不同含水巖組類型，根據(jù)各含水巖組的富水性特征，對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，并對(duì)各含水巖組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖5)。獲知研究區(qū)內(nèi)碎屑巖裂隙水最為發(fā)育，其分布區(qū)面積約占研究區(qū)總面積的40%以上，主要分布在中部及南部的螺髻山地區(qū)，其中含水性中等地區(qū)分布最廣，以強(qiáng)切割螺髻山高山地貌代表；碎屑巖類孔隙裂隙水發(fā)育次之，約占總面積的30%，主要分布在北部及東部碎屑巖地層區(qū)；松散巖類孔隙水區(qū)內(nèi)發(fā)育一般，分布在邛海南部、安寧河河谷、則木河河谷及其支流山間河谷盆地區(qū)域，大部分地區(qū)水量為中等或貧乏；碳酸鹽巖碎屑巖類裂隙巖溶水區(qū)內(nèi)分布面積較少，約占全區(qū)的8%左右，主要分布在螺髻山東部一帶，呈SN向條帶狀展布，其余地區(qū)則呈零星分布；變質(zhì)巖裂隙水集中分布在西南部地區(qū)，含水量為中等或貧乏；巖漿巖裂隙水零星分布，在區(qū)內(nèi)分布面積最小區(qū)為。

圖5 含水巖組分布圖Fig.5 Aquifer group distribution map in study area

3.3 環(huán)境地質(zhì)特征

3.3.1 地質(zhì)災(zāi)害

在研究區(qū)以往地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果基礎(chǔ)上，利用奧維網(wǎng)絡(luò)高分辨率影像，配合Rapideye影像對(duì)研究區(qū)滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了解譯，共解譯出滑坡區(qū)23處、泥石流21處(圖6)?；聻?zāi)害在影像中具有較明顯的結(jié)構(gòu)特征及形態(tài)標(biāo)志，滑坡后緣有明顯的下陷，多見淺色滑坡壁，滑坡體多向河道方向伸出，形成明顯的滑坡舌(圖7(a)，(b))。區(qū)內(nèi)解譯出的滑坡主要分布在螺髻山鎮(zhèn)、大槽鄉(xiāng)以及蕎窩鎮(zhèn)一帶。其致災(zāi)的內(nèi)因主要由地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造的不利組合，如則木河斷裂帶兩側(cè)密集發(fā)育的次級(jí)斷裂構(gòu)造導(dǎo)致其周邊地層構(gòu)造不穩(wěn)定性增加，以及地表覆蓋的較厚松散粉質(zhì)粘土層等的失衡；外因則主要由降雨、地震、人類生產(chǎn)和工程活動(dòng)等因素引發(fā)，如開山采石、道路建設(shè)等造成坡面不穩(wěn)定及滑坡體上種植水田導(dǎo)致地表水下滲引起滑坡等。

圖6 地質(zhì)災(zāi)害、耕地及居民區(qū)遙感解譯圖Fig.6 Remote sensing interpretation map of geological disasters,cultivated land and residential areas in study area

泥石流災(zāi)害在影像上的標(biāo)志較典型，泥石流溝多具有短、直、陡特征，下游溝口多形成影像色調(diào)較淺的倒錐形、扇形或舌形堆積區(qū)(圖7(c)，(d))。本文解譯出的泥石流災(zāi)害主要分布在東部則木河流域的特爾果鄉(xiāng)、螺髻山鎮(zhèn)、大槽鄉(xiāng)以及蕎窩鎮(zhèn)一帶，多為溝谷型泥石流，以小規(guī)模、集中分布、中度易發(fā)災(zāi)害等為特征。這些區(qū)段溝谷發(fā)育，支溝較多，溝床縱坡降較大，且上游河谷狹窄，多呈“V”字形，為泥石流的形成提供了較好的地形條件；而則木河斷裂NNW向從該區(qū)穿過，強(qiáng)烈的構(gòu)造作用使得巖體較破碎，產(chǎn)生大量松散堆積物于溝谷中，為泥石流的形成提供了物源條件；加之該區(qū)段雨季較集中，連續(xù)的強(qiáng)降雨為泥石流的形成提供了動(dòng)力條件。

(a)滑坡遙感影像 (b)滑坡野外照片

(c)泥石流遙感影像 (d)泥石流野外照片

圖7 典型滑坡及泥石流影像特征

Fig.7Imagesoftypicallandslideanddebrisflowinstudyarea

3.3.2 耕地及居民區(qū)等土地利用情況

研究區(qū)耕地主要分布在安寧河谷、則木河谷、邛海湖南部及其各支流河谷兩側(cè)的階地地區(qū)，同時(shí)在區(qū)內(nèi)北部、中東部碎屑巖地層區(qū)的地勢(shì)較平坦的山頂、山坡區(qū)也有分布(圖6)。區(qū)內(nèi)共解譯圈定耕地及鄉(xiāng)、鎮(zhèn)集中居民區(qū)面積約224 km2。耕地影像特征較為典型，多呈密集規(guī)則矩形、長(zhǎng)條形影紋呈面狀、臺(tái)階狀分布。野外調(diào)查顯示研究區(qū)除緊鄰河谷兩側(cè)為梯田外，其余均為旱地，種植作物以煙葉、玉米為主。螺髻山鎮(zhèn)西北側(cè)見有7處采石及采砂區(qū)，在影像中以獨(dú)立亮白色斑塊，并有道路相通為特征。

3.3.3 植被及石漠化

歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index，NDVI)作為一個(gè)重要的遙感參數(shù)，能夠準(zhǔn)確地反映植被覆蓋程度和植被生長(zhǎng)狀況、生物物理化學(xué)性質(zhì)及生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)的變化[17]。本次選擇OLI數(shù)據(jù)采用NDVI方法進(jìn)行植被因子提取，得到單波段的植被覆蓋度圖像文件，結(jié)合臨近度模糊分類以及野外實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證資料，選取4為閾值，即小于閾值為非植被區(qū)(植被低覆蓋區(qū)或裸地)，大于閾值為植被高覆蓋區(qū)。結(jié)果顯示，研究區(qū)植被整體較為發(fā)育，其中北部、中部、西南部植被高度發(fā)育，尤其在螺髻山山脊兩側(cè)地區(qū)，從山頂?shù)缴侥_，均覆蓋大量植被群落；在東北部紅莫依達(dá)鄉(xiāng)及其以南地區(qū)，植被部分發(fā)育；中東部特爾果鄉(xiāng)以東區(qū)域，植被零星發(fā)育或不發(fā)育(圖8(a))。采用奧維地圖瀏覽器下的網(wǎng)絡(luò)高分辨率影像，配合Rapideye數(shù)據(jù)影像對(duì)研究區(qū)石漠化程度進(jìn)行了解譯，顯示區(qū)內(nèi)石漠化強(qiáng)度較低，以輕度石漠化為主，其總體分布特征與區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖地層一致，整體上呈SN向展布，分布面積較小，總面積僅約9.5 km2(圖8(a))。

(a)植被及石漠化分布 (b)地表亮度溫度分布

圖8 研究區(qū)植被信息、石漠化區(qū)和地表亮度溫度分布

Fig.8Distributionofvegetationinformation,rockydesertification,temperaturemapandwaterresourcezoningmapinstudyarea

3.3.4 地表亮度溫度

結(jié)合前人工作經(jīng)驗(yàn)，可知地表亮溫信息雖無(wú)法直接代表真實(shí)地溫，但卻可以反映地表溫度的分布規(guī)律，進(jìn)而間接指示地表含水性特征。地表溫度算法采用由覃志豪等提出的單窗算法，選擇OLI數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用其熱紅外通道輻射值實(shí)現(xiàn)溫度反演，將Landsat8數(shù)據(jù)的熱紅外波段(TIRS10的)灰度值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的輻射亮度值，再將輻射亮度值轉(zhuǎn)換成亮度溫度值，從而形成亮度溫度信息分布圖[18-20]。圖8(b)顯示，研究區(qū)中部螺髻山山脊地區(qū)地表亮溫最低，其原因?yàn)樗褂玫幕A(chǔ)影像時(shí)相為2月底，螺髻山山脊區(qū)仍存在較為大量的積雪未融化，整體地表溫度偏低；其次為地表水體區(qū)(邛海)以及密集植被覆蓋地區(qū)，地表裸露區(qū)量溫值最高，主要分布在研究區(qū)東部特爾果鄉(xiāng)以東北地區(qū)，同時(shí)在則木河斷裂展布區(qū)內(nèi)可見整體呈NW向星點(diǎn)狀分布獨(dú)立亮溫高值區(qū)，可能與該區(qū)域出露的溫泉有關(guān)。

4 綜合評(píng)價(jià)

通過上述對(duì)研究區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)要素、水文地質(zhì)要素和環(huán)境地質(zhì)要素等開展細(xì)致全面的遙感解譯及信息提取與分析，結(jié)合以往資料，以區(qū)內(nèi)地表水系、淺表地層水信息、含水巖組、斷裂及含水構(gòu)造、泉點(diǎn)及溢出帶等水文資料作為依據(jù)，筆者對(duì)該區(qū)的地下水資源進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，對(duì)各地質(zhì)單元進(jìn)行了富水性分區(qū)，將區(qū)內(nèi)水資源分成豐富區(qū)、中等區(qū)、貧乏區(qū)(圖9)。

圖9 研究區(qū)水資源分區(qū)Fig.9 Distribution of water resource zoning map in study area

水資源豐富區(qū)面積約460 km2(含地表水體面積)，占研究區(qū)總面積的33.6%，涵蓋了北部海南鄉(xiāng)、大箐鄉(xiāng)、紅莫依達(dá)鄉(xiāng)以及蕎窩鎮(zhèn)的大部分地區(qū)，同時(shí)該類地區(qū)也是人類活動(dòng)密集區(qū)域，分布有較多村鎮(zhèn)；水資源中等區(qū)面積約738 km2，占總面積的53.9%，涵蓋了螺髻山北坡、西坡、東坡大部分以及研究區(qū)北部小面積區(qū)域，該類地區(qū)除河谷區(qū)人類活動(dòng)密集，分布有部分村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，其余地區(qū)均為無(wú)人區(qū)或僅有零星村寨；水資源貧乏區(qū)面積約172 km2，占總面積的12.5%，分布在西溪鄉(xiāng)東部、螺髻山東南部、特爾果鄉(xiāng)東部以及螺髻山鎮(zhèn)東部地區(qū)，其中在特爾果鄉(xiāng)至螺髻山鎮(zhèn)東部呈NNW向帶狀連續(xù)分布，為區(qū)內(nèi)最大面積連片水資源貧乏區(qū)，同時(shí)該區(qū)也為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)貧困區(qū)。綜合分析表明，研究區(qū)整體水資源較為豐富，北部、中西部以及南部大部分地區(qū)水資源均為中等及以上程度，中東部特爾果鄉(xiāng)至螺髻山鎮(zhèn)以東區(qū)域存在較大面積缺水區(qū)，水資源較為貧乏。

5 結(jié)論

為更好地開展水文地質(zhì)調(diào)查工作，筆者利用遙感技術(shù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)地質(zhì)背景、水文地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)背景等進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。通過對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、河流、湖泊、水庫(kù)、坑塘、海子、泉點(diǎn)、滑坡、泥石流、耕地及居民區(qū)、植被、地表亮度溫度等要素的綜合解譯提取，認(rèn)為研究區(qū)除中東部特爾果鄉(xiāng)至螺髻山鎮(zhèn)以東區(qū)域存在較大面積缺水區(qū)外，整體水資源較為豐富；區(qū)內(nèi)螺髻山鎮(zhèn)—蕎窩鎮(zhèn)一帶為小規(guī)?；乱约澳嗍鳛?zāi)害易發(fā)區(qū)；區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，僅存在小面積輕度石漠化現(xiàn)象。通過野外調(diào)查驗(yàn)證，顯示本次解譯成果較為理想，各要素解譯正確率總體達(dá)85%以上。

本次研究工作快速準(zhǔn)確地分析總結(jié)了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、水文地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)特征，為后期的地面調(diào)查提供了詳實(shí)的指導(dǎo)資料，其中土地利用解譯、植被覆蓋以及地表亮度溫度的提取為分析研究區(qū)水文地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)背景提供了參考，充分體現(xiàn)了遙感技術(shù)在水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，對(duì)開展同類調(diào)查研究工作具有一定的參考意義。