0  引言

    随着西电东送等电力工程的发展壮大，国家电网安全遭受到前所未有的考验，电塔基座的稳定可靠是送电工程安全运行的必要保障。输电线路工程地质灾害，因其具有发生频率高、危害显著的特征，已引起电力维护、建设保险等行业的高度重视，电力沿线的地质灾害情况要时刻监视，做到实时的预警与预测，让危害发生在可控范围内。

    得益于卫星技术近年的发展，遥感在地质灾害调查监测中变得举足轻重^[1]。日本和欧洲等国家和地区已经运用多时相高分遥感影像针对崩塌、泥石流等地质灾害问题进行长期监测^[2]。滑坡、崩塌、泥石流等灾害调查规范中，遥感调查处于先导位置，以高分影像作为信息处理底图，并对多源数据进行融合分析，将提高野外勘探与验查工作的效率和质量^[3]。规划输电线路勘测了解区域内情况的途径少，地形图只能概略反映部分宏观信息，难以对沿线区域的微观稳定性和地质条件状况作出判断。遥感技术领域高分辨率卫星数据的应用，结合图像解译，使得对输电线路所经区域内的微观地貌（如地质概况、水系分支、潜在地灾及发育状态）将会有较为清晰的认识。遥感影像解译相较于传统调查资料，在地物分类上具有显著的特征，很容易将不同物质分辨开。随着遥感技术的进步，对于准确勾画各类地物的分界线，提高解译成果的可靠性具有重大意义。

    输电线路为了将电力从发电厂通过高压线路和塔架传输到居民区，其沿线分布为线性形状，具有以输电线路为中心线并且具有一定缓冲区的带状分布，沿线范围随线路长度递增。本文研究水玉线输电线路沿线的地质灾害稳定性评价分析，保证输电沿线的正常运营，对水玉线利用遥感解译手段监测预警、预测分析，起到贯穿项目、全局把握的作用。

1  研究区概况

1.1 自然地理

    水玉线220 kV送电线路全长157 km，共325基铁塔，研究区位于辽宁省东北部，与吉林省西南边界相接壤，经度介于123.83°~125.28°，纬度介于41.39°~42.25°，研究区如图1所示。全线97%处于山区，沿线海拔40 m～600 m，线路路径沿线地形基本呈高-高-低分布。线路经过地区较高的山有磨盘山、鸡冠山、老鹞窝山、横山、牛碲山等，其东侧山脉隶属长白山支脉的延伸部分。辽宁省位于欧亚大陆东部，属中纬度地区，温带大陆性季风气候显著。

1.2  区域地质

    水玉线之间大量交叉跨越，工程沿线岩土体类型多样，水玉线输电沿线平均海拔高，地质灾害发生频繁，地貌地形极其复杂，滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象发育较全，对送电线路的主要组成部分即塔基的稳定性构成极大威胁。

    研究区具有如下特点：地形地貌条件复杂；气候条件丰富多样、构造地质活跃，导致一系列灾害问题频繁发生；沿线滑坡、泥石流、崩塌等不良地质现象随季节活跃；区域稳定性差。除以上地形地质条件外，灾害还受工程切坡、采石采矿等人为因素影响。

2  地质灾害遥感解译标志

    灾害体的图像识别一方面利用图像信息的空间结构，如地物的形状、纹理等；另一方面通过对图像的光谱信息中的亮度值，结合地层岩石及微地貌、植被等景观特征，建立地灾体的不同解译标志，再利用遥感信息的分类提取解译标志，将岩性信息、地质基础构造、不良地质及植被信息提取出来。下面简要介绍地质灾害解译标志和影像特征。

2.1  滑坡

    平面几何形态、滑体内部特征、地貌等标志。后壁一般呈现围椅状且角度陡峻，微观地貌特征清晰，水玉线地质结构较为稳定，大多为不稳定斜坡或者是不稳定滑坡。不稳定斜坡是指尚未处于极限平衡状态的斜坡，在遥感影像上具有显著的特征，一般较为平滑，以绿色和淡粉色为主。

2.2  崩塌

    崩塌在遥感影像上色调浅，在陡崖的一方有浅色调的锥状地形，有粗糙感或呈花斑状的锥形。有明显的堆积体，一般不长植被或植被稀疏。在节理裂隙发育完全的坚硬岩石中，由其组成的峡谷陡岸与陡峻山坡上通常孕育崩塌，以往航片颜色的深浅判别容易漏判和误判。中低分辨率的ETM和SPOT图像上，人工建筑的物体不易识别，仅能识别规模较大的崩塌堆积体，但在高分辨率卫星影像上显示得非常清晰。崩塌堆积体因其解译简单，主要解译标志如下：

    （1）位于陡峻的山坡地段，易发生于山坡处，上部陡，下部平缓，谷底或斜坡平缓地段常有堆积物，表面崎岖不平，粗糙感明显；

    （2）崩塌周围有明显的轮廓线，大部分处于遥感图像的阴影范围内，不易辨别。崩塌峭壁色调同岩性相关，但多呈浅色调或接近灰白，不长植物，崩塌体上植被不发育，仅在老崩塌堆积体可见零星分布的植被；

    （3）当大规模崩塌堵塞了河床时，崩塌处上游由于积水形成小湖，而崩塌处的河流则在此处形成瀑布状峡谷。

2.3  泥石流

    地质外貌、植被、纹理、色调等标志。泥石流在影像上主要表现为顶部呈瓢形，山体坡度陡峻，岩石破碎表征强烈，岩石表面色调深浅各异，冲沟内浅色松质固体堆积，冲沟没有沟槽，植被无法生长，长呈条带状扇形，轮廓不固定。在地形上具备山高沟深，地形陡峭，沟床纵度降大，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区3部分。形成泥石流必须兼具以下几个因素：

    （1）河水流域内，山坡面上和沟谷中存在异常多的自然或人为堆积的松质土层，或者有受人类活动干扰而失稳的表面体；

    （2）流域内地形起伏大并有较大的沟床纵坡；

    （3）流域中上游发生强降雨，急骤融雪、融冰过程或水库的溃决。

    不同于崩塌滑坡解译过程，泥石流危害产生于发生时，发生后灾害后形成的大量堆积物堆于大江大河岸边，对人类活动造成巨大危害。因此泥石流解译前，第一步要对泥石流沟进行类别判断，并判断其发生泥石流的可能概率。 泥石流沟的判别分为定性辨别和统计分析判别。

2.4  矿山

    在影像上能明显看出其纹理与周围地物有较大差异，地物界限分明，一般无植被覆盖，水玉线人工开采矿山较多，有几处明显的尾矿库。

    通过初步研究，对水玉线线路走廊的地质条件进行分析，对不良地质现象的类型、发育特征、分布状况及其发展趋势进行判断，分区段评价线路工程地质条件及其稳定性。工作程序如图2所示。

3  研究方法

3.1  图像预处理

    为了提高图像可解译度，突出微地貌、地质构造、危险地质现象及植被等信息因素，得到良好的解译效果，针对水玉线送电线路重点路段，利用处理手段作进一步的图像信息的增强处理，以达到有效提取相关信息的目的。通常采取比值处理、高斯滤波、彩色空间转换、主成分分析、MNF变换、最大似然分类等处理方法，提高待解译图像质量。

3.2  地质灾害遥感影像解译

    为了表现遥感解译技术快速、精确、高效能的特点，在分析已有区域构造地质和不良地质资料的基础上，通过GF-2卫星影像作为基础信息源，采用GCS_WGS_1984坐标系，对水玉线线路开展工程地质遥感解译工作。由于地貌的不同成因类型具有不同的影像纹理结构和水系类型等特征，通过高分遥感解译，最终将研究区分为不稳定边坡、崩塌、不稳定斜坡、矿山、泥石流、采石场等危害型区域。

    本次工作区地质灾害规模以小型为主，去除由于人工植被破坏导致的验证错误点，基于遥感影像解译了地质灾害点41处，其中不稳定斜坡6处，矿山16处，不稳定边坡4处，采石场2处，煤场2处，泥石流11处。从以上灾害类型中挑选典型区域如图3~图8所示。

3.3  地质灾害解译特征分析

    基于GF-2卫星影像，根据区内实际情况，区内地质灾害以矿山为主，次为泥石流，再次为不稳定斜坡。矿山主要分布在田家堡村西北部，于家村东北部，傲牛村西南部；泥石流主要分布在湾龙背村西南部，朝阳村西南部与东北部；不稳定斜坡与不稳定边坡主要分布在李家铺村，洪家西沟附近。

    地质灾害的发生通常是由内、外两种因素作用。内在因素通常是受地质条件背景影响，通常由地质体构造、地形地貌、地层岩性、坡体结构等因素构成。区域地质环境背景决定了该处地质灾害的主要灾种、灾害发生的可能性与空间分布规律以及灾害的规模和强度。外在因素由灾害产生的诱发因素构成。当地质环境符合条件时，诱发因素将是灾害具体发生的必要因素。

    地质灾害爆发的条件有人为与自然两类。人为触发因素包括开垦挖掘、边坡施工、坡顶堆载、水库蓄水、植被破坏、地下水过度开采等；自然条件主要有强地震、大降雨、植被季节变化等。区域地质背景、自然与人为触发因素共同构成触发因素的充要条件。地质环境条件解译，应充分收集已有的资料，利用遥感影像对已有资料进行必要的补充、修正。

4  结论

    （1）水玉线沿线地灾体以中小型规模为主，单体范围一般数百至数千立方米，不均匀分布，利用遥感解译成功获取水玉线沿线地质灾害分布点，基于遥感影像解译了地质灾害点41处，其中不稳定斜坡6处，矿山16处，不稳定边坡4处，采石场2处，煤场2处，泥石流11处。

    （2）高精度的遥感影像解译过程可以对多时相、多光谱遥感工作进行必要的补充和完善。此次水玉线沿线地灾解译工作研究，在长距离送电线路工程中遥感解译的效果是非常可观 ，证明遥感解译技术在送电线路工程中有良好的可靠性，缺少先验情况下对地质信息识别具有良好的结果。

参考文献

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

[2] 曹彬, 李君, 孙倩,等. 电网遭遇震害的应对措施与优化设计[J]. 供用电, 2016, 33(3):76-82.

[3] 薛东剑, 张东辉, 何政伟,等. 多源遥感影像融合技术在地质灾害调查中的应用[J]. 遥感技术与应用, 2011, 26(5):664-669.

作者信息:

杨继业1，李占军1，刘  然1，孙  岩1，高  勋1，吕忠华1，马  强1，利相霖1，林  涛2，张旭晴3

（1. 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；

2．大连电安工程建设监理有限公司，辽宁 大连116021；3．吉林大学，吉林 长春130026）