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岩溶塌陷的发生具有隐蔽性、变动性和突发性的三大特征。而遥感作为一种先进的空间信息技术,具有快速、大范围、多光谱和重复获取地表地物信息的优势能力。针对前人研究存在的问题与不足,如何充分利用遥感的技术优势开展岩溶塌陷勘查和预测,是一个值得探索研究的问题。本文在国家自然科学基金课题“岩溶塌陷‘地下水条件’地表生态要素的遥感反演理论与方法”(项目编号D0215)支持下,以曾于2010年6月发生巨大岩溶塌陷灾害的广西区来宾市吉利村为实验研究区,开展了岩溶塌陷控制因素遥感信息时空变化研究。通过对塌陷发生前的2010年2月19日与发生后的2011年8月30日两个时间ETM+遥感影像的时空变化信息提取和定量分析,获得了该岩溶塌陷形成过程中的环境变化遥感特征信息,在此基础上,对这些信息的时空特征和规律开展了初步研究,取得一系列的初步研究成果。本文研究工作属于正在开展的该项目工作中的一部分。取得的初步研究成果主要包括:
(1)结合覆盖层物理力学性质、厚度、地层条件、历年水文动态资料、地下水开采量等因素综合论述了岩溶塌陷的形成条件和诱发岩溶塌陷的控制因素。
(2)在对已有研究资料详细分析的基础上,根据地物的电磁辐射遥感理论,岩溶塌陷机构与其电磁辐射遥感像场之间存在场源-场的因果关系。初步建立了地下→地面→空中的简单概念模型,来诠释岩溶塌陷机构实体与岩溶塌陷环境的反射电磁波所形成的遥感影像时空分布。对导致岩溶塌陷机构生成,并对其发展起控制和影响作用的相关外部环境,包括地质环境、水文地质环境、第四系地质环境、地形地貌环境、植被环境和人类活动环境进行详细描述。
(3)根据吉利地区岩溶塌陷发育和分布特征,对比分析了两时相遥感影像特征,圈定了塌陷预测点区,通过图像增强处理以及遥感信息特征分析,进行信息提取,定量的反演了塌坑形成前后的岩溶塌陷机构地质环境。
(4)在上述研究成果的基础上,以土壤水分和地下水位的变化为依据,再结合野外勘察资料,确定了经过图像预处理的目视解译效果圈定的3个塌陷点区中,1-4号点区为一级岩溶塌陷异常点区,7号点区作为二级岩溶塌陷异常点区,5、6号点区作为三级异常点区。