Aplicación de la interpretación de imágenes de datos SPOT en la evaluación de riesgos de peligros geológicos en la planificación de la Nueva Ciudad de Jinan

(1. Instituto de Geología y Recursos Minerales de Shandong, Jinan 250014; 2. Asociación de Aplicación de Tecnología de Teledetección de Shandong, Jinan 250014)

Acerca del autor: Candy Leung (1967—), mujer, ingeniera senior, dedicada al entorno hidráulico, exploración geológica, evaluación de desastres, bases de datos, etc.

Las imágenes de datos de fusión multiespectral del SPOT francés de 2,5 m y de banda pancromática de 10 mm son claras y distintas, y muestran claramente terrenos naturalmente expuestos, áreas residenciales y diversos proyectos. Más importante aún, en la investigación y evaluación de peligros geológicos, las imágenes de datos SPOT muestran diferentes características de imagen para peligros geológicos dispersos, como deslizamientos de tierra y hundimientos de tierras. Sobre la base de estas diferentes características de las imágenes, mediante procesamiento informático y síntesis MAPGIS, la distribución de los peligros geológicos regionales puede identificarse de forma precisa, rápida y exhaustiva, proporcionando una base para la evaluación del riesgo de peligros geológicos en algunos grandes parques industriales, cinturones industriales y nuevas ciudades. Tomando como ejemplo el cinturón industrial oriental de Jinan, se discutió la aplicación de la interpretación de imágenes de datos SPOT (fotografiadas en 2001) en la evaluación del riesgo de desastres geológicos.

Palabras clave: planificación urbana; peligros geológicos; imágenes puntuales

0 Introducción

La teledetección es una nueva tecnología y un método con visión amplia. Información rica, posicionamiento preciso y otras características. La información de teledetección contiene la información espacial y la información de atributos requerida por los sistemas de información geográfica, lo que facilita la combinación de teledetección y SIG (Peng, 2002). En particular, la imagen de datos fusionados de la banda pancromática SPOT de 2,5 m y la multiespectral de 10 m puede formar una imagen digital 1:10000 después del procesamiento multifuncional, que puede reflejar claramente el contenido de varios desastres geológicos y es adecuada para la investigación y el análisis de geología. evaluación de desastres (Thomas, 2003). En la evaluación del riesgo de desastre geológico del proyecto de construcción en el cinturón industrial oriental de Jinan, esta imagen de datos se utilizó por primera vez para comprender e interpretar la topografía del área, la distribución de los cuerpos de agua, el alcance de la cantera (pozo) de piedra caliza, los pozos de mineral de hierro y áreas de colapso de goaf, áreas de colapso de canteras (pendientes) y otras condiciones ambientales geológicas y el desarrollo y distribución de peligros geológicos, y lograron buenos resultados de aplicación.

El cinturón industrial oriental de la ciudad de Jinan está ubicado al este de la ciudad de Jinan, a unos 4 km del área urbana, con una superficie total planificada de unos 480 km2. El terreno de construcción previsto es de unos 120 km2, con una población de entre 700.000 y 900.000 habitantes.

El cinturón industrial se sitúa en la zona del piedemonte de zonas montañosas y montañosas, con alternancia de montes y colinas. El terreno general es más alto en el sur y más bajo en el norte. El área de la llanura generalmente tiene una altitud de 50 a 100 metros, y las colinas del sur tienen una altitud de 200 a 400 metros. El tipo de relieve pertenece al tipo de relieve de denudación y acumulación. La mayoría de las colinas residuales de denudación son redondas, incluida la montaña Lianhua. , Montaña Phoenix y Montaña Weizi. Las colinas son llanuras aluviales del valle.

En términos generales, el este de Jinan es una estructura monoclínica orientada hacia el norte dominada por estratos paleozoicos. Los estratos expuestos son principalmente piedra caliza del Ordovícico, la piedra caliza del Cámbrico está expuesta en las montañas Hanyu en el suroeste de China y el resto está cubierto en su mayor parte por acumulaciones sueltas del Cuaternario.

Debido a que la piedra caliza de la Formación Majiagou del Ordovícico expuesta en las colinas restantes en el área es en su mayoría buenos materiales de construcción, la montaña está intensamente minada, lo que forma muchas canteras y puntos potenciales de peligro de colapso, además, el este de Jinan; industria Hay muchos minerales de hierro pequeños y medianos en el área de mineral de hierro de Daiguodian, que tiene una larga historia minera. Hay colapsos de minas causados ​​por la minería a cielo abierto y áreas subterráneas de minas en el área.

1 Procesamiento de imágenes de datos de información de teledetección y extracción de información de desastres geológicos

Datos de imágenes de teledetección 1.1

Después de buscar y filtrar la calidad de los datos de teledetección , la solución de teledetección La traducción utiliza principalmente los datos de fusión de la banda pancromática francesa SPOT de 2,5 m y los datos multiespectrales de 10 m captados en 2001 y octubre. Los datos de la imagen son ricos en información y tienen capas claras, que básicamente pueden reflejar las características geomorfológicas del área de trabajo y el estado actual de las actividades de ingeniería humana. Su calidad de imagen puede satisfacer las necesidades de interpretación de la teledetección de este desastre geológico.

1.2 Precisión geométrica de los datos de teledetección

Para cumplir con los requisitos de precisión de la interpretación de la teledetección de desastres geológicos, la corrección geométrica de las imágenes de teledetección se basa en la escala 1:10.000. y mapas topográficos 1:25,000 del área de trabajo. En base a esto, los puntos de control de medición se seleccionan para formar un mapa de imagen digital que corresponde uno a uno con el mapa topográfico del área de trabajo, asegurando la precisión geométrica del desastre geológico. Interpretación de datos de imágenes por teledetección.

1.3 Extracción de información sobre desastres geológicos

Con el fin de cumplir con los requisitos para extraer información especial sobre desastres geológicos, las canteras de piedra caliza (pozos), los pozos de minería de mineral de hierro y los goafs se derrumban en el trabajo. Para desastres geológicos como áreas y áreas de hundimiento de canteras, se llevaron a cabo procesamiento de imágenes como banda pancromática de 2,5 m y fusión de imágenes de datos multiespectrales de 10 m, expansión de escala y normalización de histograma. Resalte la información de peligros geográficos para las áreas de trabajo.

1.4 Método de preparación del mapa de interpretación de teledetección de desastres geológicos

Importe el mapa de imagen digital 1:25000 formado por la computadora en papel fotográfico, utilizando una interpretación de máscara de película de poliéster y una pantalla de computadora. El método de interpretación interactiva delinea el contenido de peligro geológico del área de trabajo basándose en señales de interpretación de sensores remotos. Realizar corrección y registro geométricos con base en el mapa de imágenes y el mapa topográfico, y modificar el título del mapa, la leyenda y el contenido de interpretación para formar un mapa de interpretación de teledetección de los peligros geológicos en el área de trabajo.

2. Identificación de signos de interpretación de sensores remotos de desastres geológicos

Para la identificación de signos de interpretación de sensores remotos, consulte el procesamiento de imágenes digitales de sensores remotos (Tang Guoan et al., 2004). ).

2.1 Señales de interpretación de teledetección de cantera de piedra caliza (pozo)

La cantera de piedra caliza (pozo) es una forma de relieve artificial causada por las actividades de extracción humana, que se manifiesta principalmente en la topografía natural de la montaña. La destrucción de la vegetación y otros paisajes también es un lugar de desarrollo para el colapso. En las imágenes de detección remota, caminos irregulares se extienden hacia la cantera y las características continuas de la imagen original parecen anormales. El color de las características de la imagen es más claro que los objetos circundantes y los parches irregulares. La nueva cantera muestra características de imagen de tonos claros relativamente uniformes en toda la imagen. Debido a la escasa vegetación y a los montones de escombros en algunas zonas de la antigua cantera, los elementos de la imagen son de color lavanda. Las canteras de piedra caliza están situadas en terrenos relativamente bajos. La piedra caliza se extrae, a menudo debido a la acumulación de agua o al vertedero, y se refleja en la imagen en tonos oscuros (ver foto 1).

Foto 1 Imagen de cantera (pozo) de piedra caliza

2.2 Señales de interpretación por teledetección de pozos de minas de hierro y áreas de hundimiento de goafs

Pozos de minas de hierro y goafs Las áreas de hundimiento son Desastres geológicos causados ​​por la minería artificial. El hundimiento cambia las características originales de la superficie, creando áreas bajas que son más bajas que las áreas circundantes. Debido a que hay características obvias de color y textura en imágenes de agua húmeda o estancada, se reflejan como características de imagen en tonos púrpuras (ver foto 2).

Foto 2 Imágenes de pozos de mineral de hierro y áreas de colapso de goaf

2.3 Interpretación por teledetección de signos de colapso de cantera (empinado)

Las áreas principales en el área de trabajo Son los escarpes que se formaron después del colapso de la minería de piedra caliza debido a la fragmentación de la roca. En la imagen, el área colapsada forma una anomalía de color clara con sombras variables en el lado que mira al sol y una anomalía de banda ancha de tonos oscuros en el lado de sombra (ver Foto 3).

Foto 3 Imagen de la zona del colapso de la cantera (acantilado)

3 Características de distribución de los desastres geológicos

3.1 Características de distribución de la cantera (foso) de piedra caliza

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Según las características de la imagen, las canteras (pozos) de piedra caliza se distribuyen principalmente en Jiangshan, la montaña Lianhua, la montaña Fenghuang, la montaña Weizi-Langmao, la montaña Wangling y la montaña Wawuji en el oeste y sur de la obra. área, principalmente en piedra caliza del Ordovícico. El área de distribución se encuentra solo en el área de distribución de piedra caliza del Cámbrico en el sur de la ciudad de Ganggou y el norte de la montaña Lianhua. Algunas canteras se encuentran al sur de Xizaoyuan y al oeste de Pengjiazhuang. Debido a los afloramientos rocosos, las características de la imagen y el campo son fácilmente identificables.

3.2 Características de distribución de los pozos de mineral de hierro y las áreas de hundimiento de goaf

Los pozos de mineral de hierro y las áreas de hundimiento de goaf se distribuyen principalmente en el área de Xitonqiu-Nandunqiu, principalmente a lo largo del Weiwei. Las áreas de contacto entre Se desarrollan rocas magmáticas y piedra caliza del Ordovícico en la vertiente oriental de Zishan y la vertiente norte de Qiushan, lo que es consistente con el patrón de ocurrencia de mineral de hierro y la extensión de la extracción de mineral de hierro. Debido a que hay agua en el pozo después del colapso de la cabra o alta humedad después del vertedero artificial, las características de la imagen son obvias y fáciles de identificar en el campo.

3.3 Características de distribución del perfil del colapso de la cantera (pendiente)

El colapso de la cantera ocurre principalmente en las laderas empinadas de las canteras de piedra caliza como Jiangshan, Fenghuang Mountain, Lianhua Mountain y Weizishan. Debido al desarrollo de juntas y fisuras en la empinada pendiente, las rocas fueron severamente erosionadas y rotas, lo que provocó el colapso.

4 Conclusiones y sugerencias

De acuerdo con los resultados del mapa de interpretación de sensores remotos de peligros geológicos, las imágenes de datos de banda pancromática SPOT de 2,5 m y de fusión multiespectral de 10 m son útiles para interpretar la distribución de fenómenos geológicos. peligros expuestos en la superficie terrestre, tiene ventajas técnicas únicas en términos de escala y evolución, como el colapso de canteras, la estabilidad de los taludes de excavación de pozos profundos, los pozos de colapso de goafs, etc. Después de la verificación de campo, los resultados de la interpretación son confiables. En la región se han identificado más de 30 canteras de piedra caliza, 18 puntos de colapso a gran escala, 4 puntos de minería a cielo abierto y 5 puntos de colapso de piedra caliza en la mina de hierro Shenda, lo que proporciona información importante para la evaluación del riesgo de desastres geológicos en la zona industrial del este. Cinturón de información sobre peligros geológicos de la ciudad de Jinan.

Sin embargo, durante el proceso de interpretación, también se descubrió que las imágenes de los datos eran impotentes contra los factores causantes de desastres enterrados bajo tierra, como el desarrollo kárstico y el colapso del suelo causado por las minas de mineral de hierro. , es necesario integrar la prospección geofísica, la perforación y otros medios para evaluar de manera más completa y precisa el riesgo de peligros geológicos en el área.

Referencia

Peng. 2002. Introducción a la teledetección. Beijing: Prensa de educación superior.

Thomas M. Lillesand, traducido por Peng. 2003. Teledetección e interpretación de imágenes. Beijing: Prensa de la industria electrónica.

Tang Guoan et al. Procesamiento de imágenes digitales por teledetección. Beijing: Science Press.