0  引言

    隨著西電東送等電力工程的發(fā)展壯大,，國家電網(wǎng)安全遭受到前所未有的考驗(yàn),，電塔基座的穩(wěn)定可靠是送電工程安全運(yùn)行的必要保障,。輸電線路工程地質(zhì)災(zāi)害，因其具有發(fā)生頻率高,、危害顯著的特征,，已引起電力維護(hù)、建設(shè)保險等行業(yè)的高度重視,，電力沿線的地質(zhì)災(zāi)害情況要時刻監(jiān)視,，做到實(shí)時的預(yù)警與預(yù)測，讓危害發(fā)生在可控范圍內(nèi),。

    得益于衛(wèi)星技術(shù)近年的發(fā)展,，遙感在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測中變得舉足輕重^[1]。日本和歐洲等國家和地區(qū)已經(jīng)運(yùn)用多時相高分遙感影像針對崩塌,、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題進(jìn)行長期監(jiān)測^[2],。滑坡,、崩塌,、泥石流等災(zāi)害調(diào)查規(guī)范中，遙感調(diào)查處于先導(dǎo)位置,，以高分影像作為信息處理底圖,，并對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，將提高野外勘探與驗(yàn)查工作的效率和質(zhì)量^[3],。規(guī)劃輸電線路勘測了解區(qū)域內(nèi)情況的途徑少,，地形圖只能概略反映部分宏觀信息，難以對沿線區(qū)域的微觀穩(wěn)定性和地質(zhì)條件狀況作出判斷,。遙感技術(shù)領(lǐng)域高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用,，結(jié)合圖像解譯，使得對輸電線路所經(jīng)區(qū)域內(nèi)的微觀地貌（如地質(zhì)概況,、水系分支,、潛在地災(zāi)及發(fā)育狀態(tài)）將會有較為清晰的認(rèn)識。遙感影像解譯相較于傳統(tǒng)調(diào)查資料,，在地物分類上具有顯著的特征,，很容易將不同物質(zhì)分辨開。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步,，對于準(zhǔn)確勾畫各類地物的分界線，提高解譯成果的可靠性具有重大意義,。

    輸電線路為了將電力從發(fā)電廠通過高壓線路和塔架傳輸?shù)骄用駞^(qū),，其沿線分布為線性形狀，具有以輸電線路為中心線并且具有一定緩沖區(qū)的帶狀分布,，沿線范圍隨線路長度遞增,。本文研究水玉線輸電線路沿線的地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性評價分析,，保證輸電沿線的正常運(yùn)營，對水玉線利用遙感解譯手段監(jiān)測預(yù)警,、預(yù)測分析,，起到貫穿項(xiàng)目、全局把握的作用,。

1  研究區(qū)概況

1.1 自然地理

    水玉線220 kV送電線路全長157 km,，共325基鐵塔，研究區(qū)位于遼寧省東北部,，與吉林省西南邊界相接壤,，經(jīng)度介于123.83°~125.28°，緯度介于41.39°~42.25°,，研究區(qū)如圖1所示,。全線97%處于山區(qū)，沿線海拔40 m～600 m,，線路路徑沿線地形基本呈高-高-低分布,。線路經(jīng)過地區(qū)較高的山有磨盤山、雞冠山,、老鷂窩山,、橫山、牛碲山等,，其東側(cè)山脈隸屬長白山支脈的延伸部分。遼寧省位于歐亞大陸東部,，屬中緯度地區(qū),，溫帶大陸性季風(fēng)氣候顯著。

1.2  區(qū)域地質(zhì)

    水玉線之間大量交叉跨越,，工程沿線巖土體類型多樣,，水玉線輸電沿線平均海拔高，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁,，地貌地形極其復(fù)雜,，滑坡、崩塌,、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育較全,，對送電線路的主要組成部分即塔基的穩(wěn)定性構(gòu)成極大威脅。

    研究區(qū)具有如下特點(diǎn)：地形地貌條件復(fù)雜,；氣候條件豐富多樣,、構(gòu)造地質(zhì)活躍，導(dǎo)致一系列災(zāi)害問題頻繁發(fā)生,；沿線滑坡,、泥石流,、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象隨季節(jié)活躍；區(qū)域穩(wěn)定性差,。除以上地形地質(zhì)條件外，災(zāi)害還受工程切坡,、采石采礦等人為因素影響,。

2  地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志

    災(zāi)害體的圖像識別一方面利用圖像信息的空間結(jié)構(gòu)，如地物的形狀,、紋理等,；另一方面通過對圖像的光譜信息中的亮度值，結(jié)合地層巖石及微地貌,、植被等景觀特征,，建立地災(zāi)體的不同解譯標(biāo)志，再利用遙感信息的分類提取解譯標(biāo)志,，將巖性信息,、地質(zhì)基礎(chǔ)構(gòu)造,、不良地質(zhì)及植被信息提取出來,。下面簡要介紹地質(zhì)災(zāi)害解譯標(biāo)志和影像特征。

2.1  滑坡

    平面幾何形態(tài),、滑體內(nèi)部特征、地貌等標(biāo)志,。后壁一般呈現(xiàn)圍椅狀且角度陡峻,，微觀地貌特征清晰,，水玉線地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,，大多為不穩(wěn)定斜坡或者是不穩(wěn)定滑坡。不穩(wěn)定斜坡是指尚未處于極限平衡狀態(tài)的斜坡,，在遙感影像上具有顯著的特征,，一般較為平滑，以綠色和淡粉色為主,。

2.2  崩塌

    崩塌在遙感影像上色調(diào)淺，在陡崖的一方有淺色調(diào)的錐狀地形,，有粗糙感或呈花斑狀的錐形,。有明顯的堆積體，一般不長植被或植被稀疏,。在節(jié)理裂隙發(fā)育完全的堅(jiān)硬巖石中,，由其組成的峽谷陡岸與陡峻山坡上通常孕育崩塌,，以往航片顏色的深淺判別容易漏判和誤判。中低分辨率的ETM和SPOT圖像上,，人工建筑的物體不易識別,，僅能識別規(guī)模較大的崩塌堆積體，但在高分辨率衛(wèi)星影像上顯示得非常清晰,。崩塌堆積體因其解譯簡單,，主要解譯標(biāo)志如下：

    （1）位于陡峻的山坡地段，易發(fā)生于山坡處,，上部陡,，下部平緩，谷底或斜坡平緩地段常有堆積物,，表面崎嶇不平,，粗糙感明顯；

    （2）崩塌周圍有明顯的輪廓線,，大部分處于遙感圖像的陰影范圍內(nèi),，不易辨別。崩塌峭壁色調(diào)同巖性相關(guān),，但多呈淺色調(diào)或接近灰白,，不長植物，崩塌體上植被不發(fā)育,，僅在老崩塌堆積體可見零星分布的植被,；

    （3）當(dāng)大規(guī)模崩塌堵塞了河床時，崩塌處上游由于積水形成小湖,，而崩塌處的河流則在此處形成瀑布狀峽谷,。

2.3  泥石流

    地質(zhì)外貌、植被,、紋理、色調(diào)等標(biāo)志,。泥石流在影像上主要表現(xiàn)為頂部呈瓢形,，山體坡度陡峻，巖石破碎表征強(qiáng)烈,，巖石表面色調(diào)深淺各異,，沖溝內(nèi)淺色松質(zhì)固體堆積，沖溝沒有溝槽,，植被無法生長,，長呈條帶狀扇形，輪廓不固定,。在地形上具備山高溝深,，地形陡峭，溝床縱度降大,，泥石流的地貌一般可分為形成區(qū),、流通區(qū)和堆積區(qū)3部分。形成泥石流必須兼具以下幾個因素：

    （1）河水流域內(nèi),，山坡面上和溝谷中存在異常多的自然或人為堆積的松質(zhì)土層,，或者有受人類活動干擾而失穩(wěn)的表面體；

    （2）流域內(nèi)地形起伏大并有較大的溝床縱坡,；

    （3）流域中上游發(fā)生強(qiáng)降雨,，急驟融雪、融冰過程或水庫的潰決,。

    不同于崩塌滑坡解譯過程,，泥石流危害產(chǎn)生于發(fā)生時，發(fā)生后災(zāi)害后形成的大量堆積物堆于大江大河岸邊,，對人類活動造成巨大危害,。因此泥石流解譯前，第一步要對泥石流溝進(jìn)行類別判斷,，并判斷其發(fā)生泥石流的可能概率,。 泥石流溝的判別分為定性辨別和統(tǒng)計(jì)分析判別。

2.4  礦山

    在影像上能明顯看出其紋理與周圍地物有較大差異,，地物界限分明,，一般無植被覆蓋，水玉線人工開采礦山較多,，有幾處明顯的尾礦庫,。

    通過初步研究，對水玉線線路走廊的地質(zhì)條件進(jìn)行分析,，對不良地質(zhì)現(xiàn)象的類型,、發(fā)育特征、分布狀況及其發(fā)展趨勢進(jìn)行判斷,，分區(qū)段評價線路工程地質(zhì)條件及其穩(wěn)定性,。工作程序如圖2所示。

3  研究方法

3.1  圖像預(yù)處理

    為了提高圖像可解譯度,，突出微地貌,、地質(zhì)構(gòu)造、危險地質(zhì)現(xiàn)象及植被等信息因素,，得到良好的解譯效果,，針對水玉線送電線路重點(diǎn)路段，利用處理手段作進(jìn)一步的圖像信息的增強(qiáng)處理，以達(dá)到有效提取相關(guān)信息的目的,。通常采取比值處理,、高斯濾波、彩色空間轉(zhuǎn)換,、主成分分析,、MNF變換、最大似然分類等處理方法,，提高待解譯圖像質(zhì)量,。

3.2  地質(zhì)災(zāi)害遙感影像解譯

    為了表現(xiàn)遙感解譯技術(shù)快速、精確,、高效能的特點(diǎn),，在分析已有區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)和不良地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過GF-2衛(wèi)星影像作為基礎(chǔ)信息源,，采用GCS_WGS_1984坐標(biāo)系,，對水玉線線路開展工程地質(zhì)遙感解譯工作。由于地貌的不同成因類型具有不同的影像紋理結(jié)構(gòu)和水系類型等特征,，通過高分遙感解譯,，最終將研究區(qū)分為不穩(wěn)定邊坡、崩塌,、不穩(wěn)定斜坡,、礦山、泥石流,、采石場等危害型區(qū)域,。

    本次工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模以小型為主，去除由于人工植被破壞導(dǎo)致的驗(yàn)證錯誤點(diǎn),，基于遙感影像解譯了地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)41處,，其中不穩(wěn)定斜坡6處，礦山16處,，不穩(wěn)定邊坡4處,，采石場2處，煤場2處,，泥石流11處,。從以上災(zāi)害類型中挑選典型區(qū)域如圖3~圖8所示。

3.3  地質(zhì)災(zāi)害解譯特征分析

    基于GF-2衛(wèi)星影像,，根據(jù)區(qū)內(nèi)實(shí)際情況，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害以礦山為主,，次為泥石流,，再次為不穩(wěn)定斜坡。礦山主要分布在田家堡村西北部，于家村東北部,，傲牛村西南部,；泥石流主要分布在灣龍背村西南部，朝陽村西南部與東北部,；不穩(wěn)定斜坡與不穩(wěn)定邊坡主要分布在李家鋪村,，洪家西溝附近。

    地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生通常是由內(nèi),、外兩種因素作用,。內(nèi)在因素通常是受地質(zhì)條件背景影響，通常由地質(zhì)體構(gòu)造,、地形地貌,、地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)等因素構(gòu)成,。區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景決定了該處地質(zhì)災(zāi)害的主要災(zāi)種,、災(zāi)害發(fā)生的可能性與空間分布規(guī)律以及災(zāi)害的規(guī)模和強(qiáng)度。外在因素由災(zāi)害產(chǎn)生的誘發(fā)因素構(gòu)成,。當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境符合條件時,，誘發(fā)因素將是災(zāi)害具體發(fā)生的必要因素。

    地質(zhì)災(zāi)害爆發(fā)的條件有人為與自然兩類,。人為觸發(fā)因素包括開墾挖掘,、邊坡施工、坡頂堆載,、水庫蓄水,、植被破壞、地下水過度開采等,；自然條件主要有強(qiáng)地震,、大降雨、植被季節(jié)變化等,。區(qū)域地質(zhì)背景,、自然與人為觸發(fā)因素共同構(gòu)成觸發(fā)因素的充要條件。地質(zhì)環(huán)境條件解譯,，應(yīng)充分收集已有的資料,，利用遙感影像對已有資料進(jìn)行必要的補(bǔ)充、修正,。

4  結(jié)論

    （1）水玉線沿線地災(zāi)體以中小型規(guī)模為主,，單體范圍一般數(shù)百至數(shù)千立方米，不均勻分布,，利用遙感解譯成功獲取水玉線沿線地質(zhì)災(zāi)害分布點(diǎn),，基于遙感影像解譯了地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)41處，其中不穩(wěn)定斜坡6處，礦山16處,，不穩(wěn)定邊坡4處,，采石場2處，煤場2處,，泥石流11處,。

    （2）高精度的遙感影像解譯過程可以對多時相、多光譜遙感工作進(jìn)行必要的補(bǔ)充和完善,。此次水玉線沿線地災(zāi)解譯工作研究,，在長距離送電線路工程中遙感解譯的效果是非常可觀 ,，證明遙感解譯技術(shù)在送電線路工程中有良好的可靠性,，缺少先驗(yàn)情況下對地質(zhì)信息識別具有良好的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1] HAQUE M M. Selecting optimum band combinations for the visualisation of eight - band Worldview2data[Z]. 2011.

[2] 曹彬, 李君, 孫倩,等. 電網(wǎng)遭遇震害的應(yīng)對措施與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 供用電, 2016, 33(3):76-82.

[3] 薛東劍, 張東輝, 何政偉,等. 多源遙感影像融合技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2011, 26(5):664-669.

作者信息:

楊繼業(yè)1,，李占軍1,，劉  然1，孫  巖1,，高  勛1,，呂忠華1，馬  強(qiáng)1,，利相霖1,，林  濤2，張旭晴3

（1. 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,，遼寧 沈陽 110015,；

2．大連電安工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，遼寧 大連116021,；3．吉林大學(xué),，吉林 長春130026）