滑坡遥感 [Remotee Sensing for Landslide] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《滑坡遥感》是笔者30余年滑坡遥感探索与实践积累的概括总结。
　　全书分为五章，系统介绍了滑坡遥感的理论、方法技术和应用，包括基本滑坡地学知识、遥感及空间定位的基础理论及数字滑坡概念；识别及定性、定位、定量获取滑坡及地质环境信息的数字滑坡技术和个体滑坡数据库技术。书中通过大量滑坡、泥石流调查应用的实例，说明数字滑坡技术的具体操作，并以两种不同类型的滑坡模型实例介绍了基于数字滑坡技术的滑坡模型研究及应用。
　　《滑坡遥感》可供遥感应用、环境工程、地质工程、防灾减灾工程等领域的工程技术人员、科研和教学人员、研究生参考使用。

作者简介

　　王治华，中国国土资源航空物探遥感中心二级研究员，中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室兼职研究员，博士生导师。享受国务院政府特殊津贴。
　　1965年7月毕业于中国地质大学地球物理勘探系，1965-1988年在中国科学院成都山地灾害与环境研究所从事滑坡研究，曾受聘为中国地质大学、中国科学院遥感应用研究所等单位的客座教授、兼职研究员、博士生导师。
　　自20世纪80年代初涉入遥感领域，90年代涉入GIS领域，将该技术应用于灾害与环境调查研究。先后完成了我国大渡河铜街子、雅砻江二滩、长江三峡、金沙江溪落渡、白鹤滩、乌东德等巨型水电站坝址及库区，进藏交通线，西藏帕里河等区域的滑坡、泥石流、地质环境及土地覆盖遥感调查，研究了我国水土流失最严重的黄河中游小流域产沙模型。1999年提出“数字滑坡”概念及技术方法，并将其应用于20佘项大规模滑坡及区域地质环境遥感调查研究中，形成了从理论、技术方法到应用模型的“滑坡遥感系统”，为推动我国灾害调查技术进步作出了突出贡献。

内页插图

目录

序一
序二
序三
前言
第1章 滑坡基本问题
1.1 滑坡定义
1.1.1 广义滑坡定义
1.1.2 狭义滑坡定义
1.1.3 崩塌定义
1.1.4 碎屑流定义
1.1.5 泥石流定义
1.1.6 了解滑坡定义的必要性
1.2 滑坡分类
1.2.1 国外滑坡、泥石流分类研究
1.2.2 国内滑坡、泥石流分类研究
1.3 各类滑坡形态结构
1.3.1 滑坡形态结构
1.3.2 崩塌形态结构
1.3.3 碎屑流形态结构
1.3.4 泥石流形态结构
1.4 各类滑坡发育环境及触发因素
1.4.1 滑坡发育的基本地质环境条件和触发因素
1.4.2 崩塌发育的基本地质环境条件及触发因素
1.4.3 碎屑流发育的基本地质环境条件及触发因素
1.4.4 泥石流发育的基本地质环境条件及触发因素
1.5 滑坡发育阶段
1.5.1 滑坡发育阶段
1.5.2 泥石流的发育阶段
1.6 滑坡时代
1.6.1 国外主要滑坡时代划分方案
1.6.2 国内代表性划分方案
1.6.3 遥感滑坡时代划分方案
参考文献

第2章 滑坡遥感解译基础
2.1 “数字滑坡”概述
2.2 解译基础的信息源
2.2.1 遥感信息源
2.2.2 地理控制信息源
2.2.3 其他地质环境信息源
2.3 建立解译基础
2.3.1 解译基础概述
2.3.2 建立解译基础的技术方法
2.3.3 建立解译基础实例
参考文献

第3章 滑坡遥感解译
3.1 滑坡遥感图像解译
3.1.1 区域地质环境解译
3.1.2 各类地质灾害体识别
3.1.3 获取地质灾害体的特征信息
3.1.4 遥感解译实例
3.2 滑坡时空分析
3.2.1 时空分析概述
3.2.2 区域滑坡遥感调查的时空分析
3.2.3 个体滑坡遥感的时空分析
3.3 现场验证
3.3.1 现场验证的必要性
3.3.2 现场验证内容和方法
3.4 滑坡遥感成果的制图方法
3.4.1 滑坡遥感制图概述
3.4.2 区域滑坡遥感调查成果制图
参考文献

第4章 滑坡数据库系统
4.1 滑坡数据特征分析
4.2 滑坡数据库系统需求分析
4.3 面向对象的大型个体滑坡空间数据库实体设计
4.4 滑坡多源数据整编与处理
4.5 滑坡数据库实体建设
4.6 滑坡数据库管理系统
4.7 滑坡数据库系统应用
参考文献

第5章 基于数字滑坡技术的滑坡模型研究
5.1 缓倾滑坡力学模型研究——以川东冯店滑坡为例
5.1.1 研究现状
5.1.2 缓倾滑坡形成机制
5.1.3 缓倾滑坡力学模型研究
5.1.4 模型的应用
5.2 暴雨滑坡、泥石流预测模型研究
5.2.1 研究现状
5.2.2 建立暴雨滑坡、泥石流预测模型的原则
5.2.3 建立暴雨滑坡、泥石流预测模型
5.2.4 暴雨滑坡泥石流降雨阈值的确定及降雨表达式
5.2.5 暴雨滑坡、泥石流预测模型表达式
5.3 牛眠沟暴雨滑坡泥石流预测模型研究
5.3.1 研究区环境概况
5.3.2 暴雨、滑坡泥石流预测概念模型
5.3.3 研究区地质环境及灾害特征
5.3.4 确定滑坡泥石流危险性评价因子的值域、表达式及评价结果
5.3.5 暴雨、滑坡泥石流降雨阈值的确定
参考文献
结语与讨论

精彩书摘

　　第1章 滑坡基本问题
　　滑坡基本问题，在本书是指从事遥感滑坡应该掌握的有关滑坡的基本地学知识，不涉及采用勘探、试验等手段获取的滑坡特性及参数，尽管了解这些参数对解译分析滑坡有用。本章分6节，分别介绍滑坡基本问题：①滑坡定义；滑坡分类；③滑坡形态特征；④各类滑坡发育环境及触发因素；⑤滑坡发育阶段；⑥滑坡时代。
　　1.1 滑坡定义
　　可能没有哪一个专业术语像“滑坡”一词用得如此广泛，且有这样多的解译。在自然科学领域，“滑坡”是指多种地质灾害现象，也泛指温度、压力、雨量..等自然现象或实验指标的迅速下降；在社会科学领域，“滑坡”泛指人口、经济的发展速度..等各种数据的下降。因此，本书有必要对“滑坡”的定义进行较为详细和严格的界定与解译。
　　本书所谓“滑坡”，专指一种或多种地质灾害类型，或者一种或多种斜坡位移方式。这也是“滑坡”一词最原始、最直接、最根本的命名。
　　1.1.1 广义滑坡定义
　　构成斜坡的物质——岩石、土、人工填土或这些物质的结合体向下和向外移动的现象，均称为滑坡（landslide）。广义滑坡定义包括崩塌、滑坡、泥石流和碎屑流等一切引起斜坡坡面及沟谷重力侵蚀的现象。
　　1.国外代表性广义滑坡定义
　　欧美各国及日本广泛使用广义滑坡定义，较有影响且具代表性的有以下4位学者提出的广义滑坡定义。
　　（1）太沙基
　　卡尔？太沙基教授是土力学的奠基人之一，为美国地质和应用力学教授，地质工程专家。卡尔？太沙基（1950）在《地质学在工程实践中的应用》一书中将滑坡定义为：“位于斜坡表面以下岩体的破坏，它包括遭受破坏岩体的向下和向前的运动”。后来他又改称滑坡为“岩石在斜坡上的快速移动”，并对严格意义的滑坡和缓慢的塑性流或蠕动进行了区分，这是当时具有代表性的广义滑坡定义。
　　（2）山田刚二等
　　日本山田刚二、渡正亮和小桥澄治（1980）认为：“滑坡是山地斜坡的一部分，由于降雨、融雪及地下水的急剧增加等原因，使表面平衡受到破坏从而导致斜坡向下滑动的现象。斜坡上发生的（变形位移——笔者注）现象，除滑坡外，还有山崩、崩塌、塌岸、泥石流等各种名词，有时其区分是非常困难的”。
　　（3）Q.扎留巴和V.门茨尔原捷克斯洛伐克的Q.扎留巴和V.门茨尔（1969a）根据捷克斯洛伐克斜坡移动情
　　况和工程地质目的，将以下4类斜坡移动归为广义滑坡。
　　1）表层堆积物的斜坡斜动
　　在大气营力能达到的松散土石饱气带内的，主要由于大气营力形成的表层堆积物（坡积
　　亚黏土、坡积物）的斜坡斜动；包括：①坡积物蠕动；薄层滑坡；③泥石流；④碎屑流。
　　2）未成岩或部分成岩的岩石滑坡
　　泥质的未成岩或部分成岩的岩石（黏土、泥灰岩、黏土岩、泥质页岩）滑坡，发生
　　在：①圆柱形的滑动面上；已有结构面或古分界面上；③下伏软弱岩层的挤出。3）坚硬岩石的移动包括：①顺已有结构面（层面、片理、节理或断裂面）的滑坡；斜坡长期变形；
　　③岩崩。4）特殊的斜坡移动包括：①融冻泥石流；灵敏黏土滑坡；③水底滑坡。
　　（4）D.J.伐纳斯
　　据DavidM.Cruden和DavidJ.Varnes（1978）撰写的Landslide Typesand Processes一书中所述：早在1958年，美国公路研究部门滑坡研究委员会编写的第29号专题报告《滑坡与工程实践》中，美国地质学家D.J.伐纳斯（D.J.Varnes）将广义滑坡归纳为不同的斜坡物质和不同的斜坡移动方式两项基本内容组合的各种斜坡移动。该广义滑坡概念及其分类方案在国内外流传较广。
　　2.国内对广义滑坡的认识
　　“广义滑坡”的概念在国内早已实际应用于地质灾害调查工作中。大多数滑坡工作者认可的广义滑坡定义为：构成斜坡的物质——岩石、土、人工填土或这些物质的结合体向下和向外移动的现象，均称为滑坡（landslide）。
　　1.1.2 狭义滑坡定义
　　部分斜坡沿着斜坡内的一个或数个面在重力的作用下做剪切运动的现象，称为滑坡，这正是所谓严格意义上的滑坡。狭义滑坡定义包含了滑坡的5个基本特征：①滑坡发生在斜坡上（无论是基岩、土石堆积还是土构成的斜坡）；滑坡是一种整体运动；
　　③重力是滑坡活动的主要驱动力；④滑体与滑床之间存在着一个或数个不连续面——滑
　　动面（带）；⑤滑体沿滑床做剪切运动。国内外还有其他一些论述狭义滑坡的说法。
　　（1）晏同珍等
　　晏同珍等（2000）提出：“凡岩土体依附于其自生软弱结构面（带）作水平位移分量较大的斜坡移动现象，包括其过程和结果，可视其为滑坡。”并约定还应具有“相当规模”，即指运用现代施工机具与方法难以将其滑体全部剥离，或剥离时影响其周围斜坡向不稳定方向发展。
　　（2）王恭先等
　　铁道部科学研究院西北研究所的王恭先等（2010）提出：“斜坡岩（土）体在重力和其他因素作用下，由于应力状态的改变，或因水和其他物理化学作用降低了坡体内软弱带的强度，使部分岩体失去稳定而沿该带作整体、缓慢（有时快速）和长期向下移动的现象。”
　　（3）陈自生
　　陈自生（1997）指出，滑坡是指构成斜坡的岩土体在重力作用下伴随着其下部软弱面（带）上的剪切作用过程而产生整体性运动的现象。并总结了滑坡分布的全球性、参与滑动的物质特性、特定环境的产物、重力的主导作用、滑坡体的整体性、滑动面（带）上的剪切运动、滑坡过程的多重性、独特的宏观形态、堆积物特征、与人类关系密切等滑坡独具的基本特征。
　　（4）M.E.克诺烈等
　　据王恭先（2010）介绍，原苏联M.E.克诺烈将“滑坡”定义为“一种斜坡土体受重力作用而大块移动的现象”。И.B.波波夫和A.M.德兰尼科夫强调滑动时土体没有“倒塌”和“翻转”，以与崩塌相区别。E.П.叶米里扬诺娃强调滑动时滑面不消失。
　　（5）Q.扎留巴和V.门茨尔
　　捷克Q.扎留巴和V.门茨尔（1974）认为：“由一个明显的分界面与斜坡下伏的固定部分分隔开的滑动岩层，其迅速移动，在较严密的意义上称为滑坡”。并认为滑坡现象也包括缓慢的、长期的斜坡变形，这种变形往往并非沿着一个明显的滑动面发生，而是发生在一个密集带，由一组局部的滑动面组成，这种变形有具有黏滞性移动的特征，称之蠕动。
　　他们同时又提出“滑动现象”的概念，包括斜坡的长期蠕动、岩崩和土石流。这实际上已是广义滑坡概念了。
　　1.1.3 崩塌定义
　　崩塌是部分斜坡沿软弱结构面［层理、节理、片理及断层面（带）等］与坡体分离并突然倾倒的现象。
　　王兰生等（2004）认为：“当斜坡的主要变形模式为滑移弯曲及塑流拉裂时，其可能的破坏方式为坠石崩落或崩塌。”
　　山田刚二等（1980）则称崩塌为崩坍型滑坡，为急速的、骤然发生的崩坍型滑动，与岩石崩坍、山崩、崖崩等没有明显差别。
　　1.1.4 碎屑流定义
　　碎屑流是指土石碎屑在重力作用下呈流态在坡面或沟谷流动并堆积的现象。这些碎屑物质可能是崩塌、滑坡或斜坡岩石风化或强烈震动产生的碎屑，它们分别被称为崩塌碎屑流、滑坡碎屑流、坡积物碎屑流等。
　　王兰生等（2004）对碎屑流有更加详细的描述：碎屑流系指由滑坡或崩塌体自身转化而成的流体。碎屑流是一种流体，总是作高速运动，碎屑流的形成包括了滑体或崩塌体的碎屑化和流态化两个过程。
　　Q.扎留巴和V.门茨尔（1974）则认为“碎屑流”一词用于表示坡积层的快速移动，有时指火山灰经突然洪水引起的快速移动，碎屑流起源于水容易渗入的松散岩层..暴雨期的碎石及较大石块以碎石流的形式被携带到前方河床下。固体颗粒与水之比常为1∶1。碎屑流移动速度快，以至行驶中的火车不止一次被它赶上，并被其掩埋。
　　笔者认为，该认识与泥石流混淆。碎屑流与泥石流的主要区别在于：碎屑流是滑坡、崩塌等块体在高速运动过程中碎屑化，而后形成的高速运动的松散固体物质流，可以有水的参与，也可以没有水的参与，可能堆积在沟口，也可能堆积在坡面或沟道；泥石流是主要由水动力的作用使流域内的松散固体物质汇聚形成的，由土石、水和气体组成一定结构的、快速输移并堆积在沟口的山区混合流。
　　1.1.5 泥石流定义
　　泥石流是山区泥砂石块和水、气构成的流体。
　　1.国外代表性泥石流定义
　　中国科学院成都山地灾害与环境研究所（1989）在《泥石流研究与防治》及吴积善等（1993）在《泥石流及其综合治理》两本专著书中，曾对世界主要泥石流研究国家的泥石流定义作过总结分析，认为国外有代表性的泥石流定义大约有5个，其中较合理的定义有3个：①英国地质学会工程组提出的：泥石流是介于水流与滑坡之间的一系列过程，因而包括有重力作用下的松散物质、水体和空气构成的块体运动。，原苏联维诺格拉多夫的定义：泥石流乃是水体和松散碎屑岩石混合物构成的山地洪流，它包括有众多的自然现象，包括雨水洪流至土滑和滑坡。③日本砂防学会定义：泥石流是泥石含量多于水量，水流不是泥石流物质的搬运介质，而是含水的粥状泥沙在其自重作用下产生运动的现象。泥石流会与降雨同时发生，由于它有很大的动量，所以具有直线流动性，流路的沟谷两岸及沟床都会遭受侵蚀，并可造成显著危害。
　　2.国内代表性泥石流定义
　　（1）钱宁的定义
　　泥石流是发生在沟谷或坡地上的饱含小至黏土、大至巨砾的固液两相流。液相是水和细颗粒泥沙掺混而成的均质浆液，固相是较粗的颗粒。
　　（2）吴积善的定义
　　吴积善等（1993）认为泥石流是山区介于挟沙水流和滑坡之间的土（泛指固体松散物质）、水、气混合流。该定义包含三层涵义：①泥石流发生在山区；泥石流介于挟沙水流和滑坡之间，不包括挟沙水流和滑坡；③泥石流是土、水、气混合流，不一定都是洪流或块体运动。
　　泥石流的3个基本性质：①泥石流具有土体的性质——结构性；泥石流具有水体的性质——流动性；③泥石流发生在具较大流动坡降或沟道比降的山区。稀性泥石流不属于块体运动，而流速很慢的塑性泥石流（高黏性泥石流）不属于洪流。
　　3.沟谷泥石流
　　沟谷泥石流指活动在发育成型沟谷的泥石流，流域面积大多介于0.3 ～50km2，由形成区、流通区和堆积区构成。
　　4.坡面泥石流
　　王兰生等（2000c）对坡面泥石流的论述为：坡面型泥石流的主要特点是沟长短、沟坡与山坡基本一致，无明显流通区和形成区，松散固体物质主要来自面蚀、沟蚀作用，沟床纵坡降一般小于280‰，岸坡一般在25°～33°。形成的泥石流一般规模较小、危害性相对较弱，但暴发频率高。
　　笔者根据多年的观测研究及对国内外相关文献分析，认为坡面泥石流包含下列内容：①发育在尚未形成明显沟谷的山坡上；流域面积大多≤0.3 km2；③沟槽坡度接近山坡坡度，往往在20°以上；④形成区与堆积区相连，流通区不明显；⑤沟谷两岸常分布小型滑坡及崩塌，它们具有较强的活动性；⑥运动快速，其发展将成为新的沟谷系统。
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