試論基于遙感技術(shù)的地質(zhì)災害危險性評估方法
——以公路工程為例

黃龍

（中建材西南勘測設(shè)計有限公司，成都 610000）

1 引言

根據(jù)當前我國公路工程的運行情況，因為滑坡、崩塌等地質(zhì)災害導致的交通事故時有發(fā)生，極大地威脅著人們的出行安全。尤其是在當前我國交通工程規(guī)模不斷擴大，山區(qū)公路建設(shè)快速完善的背景下，一旦發(fā)生嚴重的地質(zhì)災害，會對人民群眾的生命安全、地區(qū)經(jīng)濟以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來重創(chuàng)。由此可見，對公路交通工程地質(zhì)災害開展危險性評估工作十分重要，并且應以此為基礎(chǔ)做好防災減災工作，保障人們的生命財產(chǎn)安全，維護地區(qū)生態(tài)環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 關(guān)于遙感技術(shù)的相關(guān)概述

所謂遙感技術(shù)，是指一種通過遠距離感知目標反射或自身輻射的紅外線、電磁波，對有關(guān)目標進行探測與識別的技術(shù)。例如，航空攝影便是一種典型的遙感技術(shù)。在遙感技術(shù)的發(fā)展歷程中，衛(wèi)星發(fā)射在很大程度上推動了遙感技術(shù)的發(fā)展。在現(xiàn)代，遙感技術(shù)主要包含信息的獲取、傳輸、存儲以及處理等，并且將擁有上述功能的系統(tǒng)稱為遙感系統(tǒng)，其核心構(gòu)件為遙感器，遙感器的類型多種多樣，分別有成像光譜儀、電視攝像機、合成孔徑雷達、照相機以及多光譜掃描儀等[1]。傳輸設(shè)備的主要功能是將遙感信息從衛(wèi)星等遠距離平臺傳送至地面站，而常見的信息處理設(shè)備有數(shù)字圖像處理機、彩色合成儀等。

3 基于遙感技術(shù)的公路工程地質(zhì)災害危險性評估

要基于遙感技術(shù)對公路工程開展地質(zhì)災害危險性評估工作，需要借助高分辨率的衛(wèi)星立體圖像數(shù)據(jù)庫構(gòu)建精密的數(shù)字地面模型，以便對有關(guān)工程中的地質(zhì)災害因子進行提取，實施量化統(tǒng)計分析工作[2]。通過地質(zhì)遙感信息對有關(guān)地質(zhì)災害的分布規(guī)律、地質(zhì)環(huán)境特征進行預測，開展危險性評估工作，有關(guān)評估機理如圖1 所示。

圖1 基于遙感技術(shù)的公路工程地質(zhì)災害危險性評估機理

3.1 項目概述

某省道全長1 258 km，是連接西北地區(qū)的大動脈。根據(jù)其項目地形情況來看，條件復雜，地質(zhì)情況較差，途經(jīng)區(qū)域發(fā)生泥石流、山體滑坡、堰塞湖等概率較大，對公路工程運行埋下了安全隱患。要對其開展地質(zhì)災害危險性評估工作，需要結(jié)合實況構(gòu)建地質(zhì)災害危險性評估模型[3]。在此過程中，首先，借助遙感技術(shù)對該公路工程項目的地形地貌、區(qū)域地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象等信息進行采集。其中，通過遙感解譯能夠?qū)υ摴饭こ痰牡刭|(zhì)構(gòu)造、景觀類型以及地質(zhì)巖性等災害因子進行提取，隨后再通過規(guī)則格網(wǎng)DEM 對其他地形特征進行提取。

3.2 構(gòu)建公路工程地質(zhì)災害危險性評估模型

在公路工程運行過程中，地質(zhì)災害危險性程度會根據(jù)外界環(huán)境以及地質(zhì)因素的變化而變化，是一種隨機變量。在評估其危險性因子的同時，需要對工程區(qū)域內(nèi)的災害孕育條件以及潛在能力等進行全面分析。由于公路工程部分災害評估因子難以進行量化，因此，需要對其定性表達，在此過程中可以采取多元統(tǒng)計法，結(jié)合項目實況構(gòu)建回歸預測模型，以此為基礎(chǔ)對公路工程的災害危險性進行表達，有關(guān)回歸預測方程為：

式中，Pi為第i 個單元發(fā)生地質(zhì)災害的回歸預測值；am為回歸系數(shù)，m=1，2，3，…；xm為第i 個單元中的第m 個變量取值，0或1，m=1，2，3，…。

假設(shè)，在該公路工程中存在有n 個評估單元，那么變量數(shù)為m，此時，

當Pi取值為0 或者1 時，該單元已知的地質(zhì)災害取值為1，否則取值為0。將其x 與P 帶入Pi=a1x1+a2x2+…+amxm中，通過小二乘原理求出回歸系數(shù)，并且要用顯著量F 對上述回歸方程開展顯著性檢驗：

式中，Sa為回歸平方和；Se為剩余平方和；n 為樣本數(shù)量；m 為自變量數(shù)量。

利用上述回歸方程對公路工程崩塌、泥石流以及滑坡等地質(zhì)災害進行評估，探究其地質(zhì)危險性。

3.3 公路工程地質(zhì)災害危險性定級

在對公路工程地質(zhì)災害完成危險性評估工作后，需要對其開展定級工作，以便能夠根據(jù)其級別完善應急處置方案，在此過程中，要始終遵循我國自然資源部出臺的《縣（市）地質(zhì)災害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》文件內(nèi)容，并且還需要對地質(zhì)災害導致的損失進行預測分析，有關(guān)分級細則見表1。

表1 地質(zhì)災害分級評價表

根據(jù)上述地質(zhì)災害分級評價表可以將公路工程地質(zhì)災害分為極度危險、高度危險、較穩(wěn)定區(qū)與穩(wěn)定區(qū)4 個等級。相關(guān)人員需要以立體衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，利用測量評估法等地質(zhì)遙感解譯方法，對項目地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、滑坡以及其他不良地質(zhì)現(xiàn)象信息進行采集，分析其災害分布規(guī)律以及區(qū)域地質(zhì)環(huán)境，以便能夠確定其災害等級，及時采取針對性的預防對策。針對該工程項目，存在以下幾點規(guī)律：（1）本公路工程中涉及崩塌、滑坡等地質(zhì)災害的區(qū)域，主要在項目坡底高程為1 800～2 000 m 地帶，高程大于2 500 m 以上的地帶，發(fā)生此類地質(zhì)災害的概率極小。（2）在本項目所選區(qū)域中，存在部分松散堆積物覆蓋底層，而滑坡、崩塌等地質(zhì)災害主要發(fā)生在泥盆系底層覆蓋區(qū)域，因此，此類型區(qū)域的地質(zhì)災害頻率也不高。（3）在公路工程的生態(tài)景觀區(qū)域，因為植被覆蓋、茂密生長等關(guān)系，有關(guān)崩塌、滑坡地質(zhì)災害等發(fā)生概率極小。（4）由坡度、坡向、坡長因子所導致的地質(zhì)災害，在本項目當中主要表現(xiàn)在坡度為35°～52°、坡向為165°～195°、坡長在10～50 m 時，易發(fā)生地質(zhì)災害。總體來看，本公路工程項目中處于穩(wěn)定區(qū)的項目面積占總面積的65.2%，較穩(wěn)定區(qū)占總面積的14.6%，高危險區(qū)占總面積的18.2%，極度危險區(qū)域占總面積的2%。

4 防治措施

4.1 加強遙感技術(shù)對突發(fā)性地質(zhì)災害的全面監(jiān)測

要對公路工程地質(zhì)災害進行預防，需要合理借助遙感技術(shù)對突發(fā)性地質(zhì)災害進行全面監(jiān)測，將遙感技術(shù)采集到的數(shù)據(jù)信息及時上傳給相關(guān)數(shù)據(jù)庫，對有關(guān)地質(zhì)災害體的危險性及涉及范圍進行分析，一旦在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)動態(tài)變化，需要及時將其反映給相關(guān)監(jiān)管部門，并采取科學合理的治理對策，提高公路工程地質(zhì)災害應急處置效率。

4.2 加強地質(zhì)災害的防治宣傳工作

針對公路工程地質(zhì)災害防治工作而言，除了相關(guān)部門的監(jiān)測工作之外，還需要人民群眾的大力支持，促使人們從思想上重視山體、綠植的保護工作，意識到亂采濫挖對環(huán)境會造成嚴重影響，進而出現(xiàn)不可挽回的損失，不利于可持續(xù)發(fā)展。基于此，有關(guān)部門要做好地質(zhì)災害防治宣傳工作，通過印發(fā)防治宣傳手冊及深入基層定期開展宣傳工作等方式，提高人們對地質(zhì)災害的警惕性，以便其在日常生活中一旦發(fā)現(xiàn)異常能夠及時上報并撤離，為保障自身生命財產(chǎn)安全及公路工程運行安全奠定基礎(chǔ)。

4.3 結(jié)合實況有效開展地質(zhì)災害治理工作

由上文可知，在本公路工程中，極度危險區(qū)域占總面積的2%，針對這2%的地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)，有關(guān)工作人員要認識到其地質(zhì)安全隱患，結(jié)合實況有序開展地質(zhì)災害治理工作，消除公路工程項目中的地質(zhì)災害體，避免因地質(zhì)災害造成人們的生命財產(chǎn)損失。處于公路工程陡坡下的居民區(qū)要盡快撤離，對于筑路建房等建設(shè)活動也要定期開展勘探工作，相關(guān)施工一定要遠離危巖體，防患于未然方可避免地質(zhì)災害。

4.4 合理設(shè)置公路工程避險設(shè)施

針對公路工程中易發(fā)生泥石流、滑坡等災害的區(qū)域要合理設(shè)置警示牌，提醒通行車輛及行人在此區(qū)域內(nèi)要快速通過不宜逗留。針對不穩(wěn)定的邊坡區(qū)域，要及時設(shè)置警示帶，禁止任何車輛及行人在此區(qū)域逗留休息。最后，相關(guān)部門要做好巡檢工作，實時掌握危巖體的變化，以便有效避免安全事故發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當前我國公路工程運行情況，在公路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大的今天，有關(guān)工程涉及的地質(zhì)環(huán)境愈發(fā)復雜。在此情況下，相關(guān)人員需要對公路工程區(qū)域極易發(fā)生的地質(zhì)災害進行預測評估，確定其危險等級，及時采取科學合理的防治措施，例如，加強遙感技術(shù)對突發(fā)性地質(zhì)災害的全面監(jiān)測、結(jié)合實況有效開展地質(zhì)災害治理工作、加強地質(zhì)災害的防治宣傳工作等，才能將安全事故扼殺在源頭，確保公路工程安全穩(wěn)定運行，保障人們的生命財產(chǎn)安全。