扰动岩土体恢复遥感解译

本研究采用的数据如下：1景汶川地震前的航拍影像［图4-15（a）］；2景2.5m分辨率的SPOT5卫星影像，分别拍摄于2008年7月22日［图4-15（b）］和2008年10月13日［图4-15（c）］；2景5m分辨率的Rapid Eye卫星影像，分别拍摄于2011年6月7日［图4-15（d）］和2013年1月24日［图4-15（e）］。为避免雪、云、雾和影像低质量区域的影响，研究范围除去2000m以上的高山地区，即下文地震扰动岩土体均指的是高程低于2000m的区域，有效面积为194.8km2。

图4-15 绵远河流域植被恢复动态遥感解译图

为方便分析，定义地震扰动岩土体裸露地表投影面积（ESPA）和每年的地表裸露面积恢复率（ESRR）两个参数，计算式如下：

正射校正是用来消除或限制山区影像拍摄时投影误差的一个有效方法。为了更精确地解译ESPA，作者将SPOT5影像和Rapid Eye影像均在PCI Geomatic遥感处理软件上进行正射较正，辅助25m分辨率的数字高程模型（DEM）和1∶50000的数字地形图。基于多时相高分辨率的光学遥感影像，地震扰动岩土体的ESPA采用自动提取和人工解译相结合的方法，以确保数据的准确性。通常，采用植被归一化指数（NDVI）对于SPOT5影像的灾害提取有很好的效果，由于本次选取的数据为SPOT5和Rapid Eye不同卫星的影像，成像系统不同，因此NDVI不再适用于本研究的提取。通过反复试验，我们选取了土壤调节植被指数（SAVI）进行ESPA的粗提取。SAVI为基于NDVI和大量观测数据提出的用以减少土壤背景影响的指数，其计算方程如下：

式中：NIR——近红外波长（μm）；

R——红外波长（μm）；(https://www.daowen.com)

L——土壤调节因子。对于高植被密度区，L=0，此时SAVI=NDVI。通常L取0.5。

通过ENVI软件平台，以提取的ESPA图斑与遥感影像最优匹配为原则，最后确认采取的阈值如下：2景SPOT5影像ESPA提取采用SAVI＜0.3，2011年拍摄的Rapid Eye影像采用SAVI＜0.1，2013年拍摄的影像采用SAVI＜0.4。地震引发的绵远河流域的地质灾害发育密集，提取的ESPA图斑大范围的相连接，不能有效区分个体，因此进行进一步的分割处理：①利用河网进行切割；②一般居民区、耕地、湖泊坡度较小，因此去除坡度小于15°的区域；③删除提取出的微小面积区；④以震前航片为基准，在ArcGIS平台上人工进行补充解译，将前面处理误删除的和之前未自动提取出的裸露面积补充完整。