許 沖 徐錫偉

(中國地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029)

0 引言

地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)是地震滑坡后期科學(xué)研究的基礎(chǔ)(Harp et al.，2011a;Guzzetti et al.，2012)，如地震滑坡空間分布規(guī)律分析(Xu et al.，2012)與評(píng)價(jià)(Xu et al.，2012a，b)、地震區(qū)河流與地貌演化(Parker et al.，2011;許沖等，2013b)等。因此，地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的完整性與科學(xué)性也決定著后續(xù)的研究成果是否客觀。雖然有一些地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的成果出現(xiàn)(Keefer，1984;Rodr?'guez et al.，1999;Khazai et al.，2004;許沖等，2012)，但是這些成果因受歷史時(shí)期科研、遙感與GIS技術(shù)條件的限制，很少有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

本文在建立地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)詳細(xì)方法與準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，以21世紀(jì)初4次大地震事件，即2008年MW7.9汶川地震、2010年MW6.9玉樹地震、2010年MW7.0海地太子港地震、2007年MW6.2智利艾森峽灣地震為背景，分別建立了這4次大地震事件觸發(fā)滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。討論了詳細(xì)準(zhǔn)確的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與科學(xué)研究意義，提出了建立一個(gè)統(tǒng)一的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

1 地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)方法

1.1 地震滑坡編錄原則

地震滑坡編錄應(yīng)遵循如下幾個(gè)原則:滑坡尺度選擇應(yīng)可解譯;單體滑坡多邊形標(biāo)識(shí);滑坡編錄空間分布應(yīng)具有連續(xù)性;應(yīng)區(qū)分出單體滑坡;誤差控制;人工目視解譯。分述如下:

(1)地震滑坡尺度選擇應(yīng)遵循可解譯原則。Harp等(2011a)提到在進(jìn)行滑坡編錄中滑坡解譯的最小滑坡長度為1～5m。該原則與當(dāng)前商業(yè)遙感影像空間最高分辨率是一致的，如Quick Bird是當(dāng)前商業(yè)遙感數(shù)據(jù)中分辨率最精確的影像之一，其空間分辨率約為0.46m。理想情況下，當(dāng)滑坡的長度覆蓋2個(gè)柵格或者超過2個(gè)柵格時(shí)，便可將滑坡大概解譯出來。而在實(shí)際的滑坡解譯工作中，應(yīng)當(dāng)考慮所獲得遙感影像的分辨率，不必拘泥于一個(gè)固定的滑坡最小解譯尺度。如果使用的遙感數(shù)據(jù)分辨率較低，如ALOS(多光譜分辨率為10m)與ASTER(多光譜影像分辨率為15m)，利用這些影像得到的滑坡編錄結(jié)果精度自然達(dá)不到滑坡長度1～5m這么精確。而對(duì)于分辨率比Quick Bird更精確的影像，如在玉樹地震中，部分航片(許沖等，2012)的分辨率達(dá)到了0.2m，利用如此精確分辨率的遙感數(shù)據(jù)可能解譯出更小規(guī)模的滑坡。在實(shí)際的滑坡編錄工作中，能解譯得到規(guī)模小的滑坡所占比例并不大。如汶川地震滑坡編錄成果，雖然在地震滑坡目視解譯過程中使用了多種分辨率的遙感影像(分辨率較差的遙感影像如5m或者10m分辨率的數(shù)據(jù))，但是單體滑坡面積＜400m2(4個(gè)10m分辨率柵格的面積)的滑坡非常少，這也就充分說明了汶川地震滑坡編錄圖對(duì)于使用的不同分辨率的遙感影像并不敏感，最終得到的編錄圖具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。因此，除去解譯人員經(jīng)驗(yàn)差異，一些滑坡編錄成果受不同分辨率(分辨率高于5m或10m)遙感影像的影響較小。在后續(xù)的滑坡空間分布樣式分析與滑坡評(píng)價(jià)研究中，可以根據(jù)分布面積較廣且分辨率較低的遙感影像的單個(gè)柵格的面積的2～4倍來作為最小滑坡的面積閾值。這是因?yàn)樵诮庾g過程中發(fā)現(xiàn)，滑坡的面積是柵格的2～4倍時(shí)，滑坡往往可以被客觀地解譯出來。將小于這一面積閾值的滑坡去除便可以進(jìn)行客觀的滑坡空間分布規(guī)律與評(píng)價(jià)、地震區(qū)河流與地貌演化等研究。即使保留全部的滑坡，由于地震滑坡數(shù)量多，分布面積廣，這些面積低于閾值的滑坡數(shù)量少且面積小，其對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生的誤差也極小。

(2)滑坡的多邊形標(biāo)識(shí)原則。在20世紀(jì)90年代前后，GIS技術(shù)出現(xiàn)之前或出現(xiàn)之初，在GIS廣泛應(yīng)用于地震滑坡編錄與分析之前的滑坡編錄工作多將滑坡用點(diǎn)要素或者其他標(biāo)志表示，這樣做的目的是為了制圖需要，可以讓閱讀者對(duì)滑坡空間分布有直觀的認(rèn)識(shí)。然而后續(xù)的考慮滑坡規(guī)模的滑坡分布規(guī)律統(tǒng)計(jì)與體積求取，包括后續(xù)的地震區(qū)河流與地貌演化研究等，均需要標(biāo)識(shí)出滑坡的邊界，因此需要將滑坡標(biāo)識(shí)為面要素。也有的成果將滑坡標(biāo)識(shí)為不同的符號(hào)或形狀，有的給出了滑坡后壁陡坎延續(xù)的位置，這樣做的目的是為了更好地表現(xiàn)出滑坡的滑動(dòng)方向與后壁陡坎的位置，然而這種方法并不利于后續(xù)的基于GIS工具進(jìn)行的滑坡空間分析、評(píng)價(jià)等研究。因此，基于滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)更廣泛的應(yīng)用方面的考慮，需要將滑坡用面要素表示。此外，為了更好地標(biāo)定出滑坡源區(qū)的位置，還應(yīng)將滑坡源區(qū)用點(diǎn)來表示，制作2套滑坡編錄圖。也可以將滑坡源區(qū)用多邊形來表示。但是基于遙感影像解譯的工作還不太成熟，因?yàn)樵谶b感影像上要將滑坡源區(qū)劃分出來對(duì)于很多滑坡來說比較困難，滑坡源區(qū)的下邊界往往被滑坡物質(zhì)所覆蓋。

(3)滑坡空間分布的連續(xù)性原則。這一原則包含兩層意思:一是不應(yīng)當(dāng)存在地震滑坡調(diào)查空區(qū)，這一點(diǎn)被廣大的地震滑坡學(xué)者所接受;二是應(yīng)當(dāng)排除一些遠(yuǎn)離震源的異?；?，這些滑坡在空間分布上構(gòu)成了異常點(diǎn)，而且往往發(fā)生在震前就處于臨界滑動(dòng)狀態(tài)的高敏感斜坡上且規(guī)模很小或零星分布。由于斜坡物質(zhì)在震前就處于臨界滑動(dòng)狀態(tài)，所以這樣的滑坡對(duì)于反映地震參數(shù)意義較小，甚至對(duì)震情具有一定的誤導(dǎo)，因此這樣的滑坡應(yīng)當(dāng)排除出地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。多數(shù)地震滑坡空間分布實(shí)例表明，地震震源向外呈現(xiàn)衰減的趨勢(shì)，滑坡發(fā)生會(huì)呈現(xiàn)出與地震動(dòng)強(qiáng)度大體一致的趨勢(shì)。有的研究表明滑坡在空間分布上有連續(xù)性，這是由于地震事件是一個(gè)點(diǎn)源或者線源破裂事件，往往根據(jù)震動(dòng)強(qiáng)度與地震滑坡之間的分布，建立一種較為松散的地震滑坡與地震動(dòng)的關(guān)系，得到最小能夠觸發(fā)地震滑坡的最小地震動(dòng)峰值加速度。不同的研究地區(qū)甚至不同的研究人員在同一地區(qū)得到的結(jié)果也存在差異，這是因?yàn)橐恍┏晒诉h(yuǎn)離震中的一些處于滑動(dòng)臨界狀態(tài)的滑坡或淺層崩塌，這是一個(gè)較重要的但往往被忽略的問題。如Jibson等(2012)沒有考慮地震滑坡的連續(xù)性問題，將一些震前幾乎處于失穩(wěn)臨界狀態(tài)的，在地震時(shí)滾落的單獨(dú)石塊與一些地震時(shí)失穩(wěn)的規(guī)模極小的巖石碎片視為滑坡，導(dǎo)致了滑坡限制區(qū)域過大，結(jié)果有些不妥。因此，在制作滑坡分布圖時(shí)，滑坡的空間分布連續(xù)性原則是不能忽視的一個(gè)方面?？紤]地震滑坡大多聚集分布的特征導(dǎo)致的滑坡分布連續(xù)性，進(jìn)而可以較客觀地框出地震滑坡編錄圖的滑坡限制區(qū)域。

(4)應(yīng)區(qū)分出單體滑坡原則。由于地震滑坡數(shù)量多，密度大，一個(gè)斜坡上往往發(fā)育多個(gè)滑坡，且2個(gè)甚至多個(gè)滑坡連接在一起的情況較為普遍。一些研究人員將這種類型的滑坡統(tǒng)一框定為復(fù)合型滑坡(Parise et al.，2000)。這樣的滑坡編錄圖存在的問題不容忽視。雖然滑坡的面積不會(huì)發(fā)生變化，但其數(shù)量卻會(huì)發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致后續(xù)滑坡統(tǒng)計(jì)分析與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中出現(xiàn)一定的誤差。若后續(xù)進(jìn)行地震滑坡體積的空間分布研究，那么將多個(gè)小滑坡框定為一個(gè)大滑坡會(huì)大大增加滑坡的體積(Parker et al.，2011;許沖等，2012c)，導(dǎo)致滑坡體積結(jié)果比實(shí)際滑坡體積大很多。以往的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)多沒有考慮到后續(xù)體積計(jì)算，考慮到該因素對(duì)滑坡點(diǎn)統(tǒng)計(jì)與體積計(jì)算有一定的影響，在地震滑坡解譯中要嚴(yán)格執(zhí)行區(qū)分出單體滑坡的原則。在具體操作中，要區(qū)分單體滑坡最好結(jié)合滑坡的影像特征與場(chǎng)地地形因素綜合考慮，對(duì)于在遙感影像上整體性表現(xiàn)一致、源區(qū)整體性好、且在地形上表現(xiàn)為同一個(gè)坡面的滑坡，判斷為單體滑坡。有的滑坡源區(qū)在一起，滑動(dòng)方向一致，即使滑坡運(yùn)動(dòng)路徑有些分開，也將其視為單體滑坡;如果2個(gè)或者多個(gè)滑坡的滑坡源區(qū)不相連，但是堆積物連在了一起，那么就根據(jù)滑坡的遙感影像特征、地形信息、野外調(diào)查成果，將滑坡分為多個(gè)單體滑坡;若2個(gè)或者多個(gè)滑坡的滑坡源區(qū)在一起，只是由于地形的影響，滑坡物質(zhì)朝不同的方向運(yùn)動(dòng)，那么就依據(jù)地形信息與滑坡遙感影像信息將滑坡區(qū)分為多個(gè)單體滑坡?？偠灾?，區(qū)分單體滑坡的基礎(chǔ)與重要的出發(fā)點(diǎn)是考慮滑坡滑動(dòng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方式一致性與整體性，在利用滑坡的“面積-體積”冪律公式計(jì)算滑坡的體積時(shí)，盡量使產(chǎn)生的誤差降低到最小。受基礎(chǔ)影像分辨率的影響就很容易將其區(qū)分為多個(gè)單體滑坡。在低分辨率影像上解譯滑坡時(shí)，地震滑坡之間平面距離較小的2個(gè)滑坡可能會(huì)被錯(cuò)判成一個(gè)單體滑坡，而在分辨率高的影像上則可分出多個(gè)單體滑坡。如汶川地震中，很多滑坡相距很近，它們?cè)诘头直媛视跋裆铣善@示，無法區(qū)分開單體滑坡，然而在高分辨率影像上可以較容易地將其區(qū)分開來。

(5)地震滑坡數(shù)據(jù)建設(shè)誤差控制原則?；戮仁腔戮庝泩D質(zhì)量的重要影響因素，滑坡精度主要包括滑坡地理位置精度與邊界精度、漏判、誤判3個(gè)方面的信息。

滑坡地理位置精度與邊界位置精度受基礎(chǔ)影像精度的影響。在使用遙感影像之前，需要對(duì)遙感影像進(jìn)行正射校正、幾何精確校正等操作，處理后的影像要與其他的專題圖層相匹配，原則上誤差不能超過一個(gè)柵格大小?；碌倪吔缥恢镁戎饕苋藶橐蛩嘏c遙感影像分辨率的影響，許沖等(2013a)曾分析了忽略人為因素影響的情況下，由遙感數(shù)據(jù)分辨率造成的地震滑坡編錄誤差范圍。

在多個(gè)研究中，存在滑坡的漏判(少判)情況，滑坡漏判的主要原因包括:遙感影像未能覆蓋整個(gè)地震區(qū);由于人為因素而漏掉了較多的小規(guī)模滑坡，在滑坡密集分布區(qū)，很容易將這些滑坡漏掉;由于受自身解譯經(jīng)驗(yàn)所限，一些滑坡未能識(shí)別出來，比如深層推移式滑坡，這類滑坡的坡面植被較好，容易漏判。要避免滑坡漏判，需要在滑坡解譯時(shí)注意上面的幾個(gè)事項(xiàng)。

滑坡錯(cuò)判(或多判)也是造成滑坡誤差的一個(gè)重要因素。滑坡的誤判包括將一些震前的滑坡或者震后降雨產(chǎn)生的滑坡識(shí)別為同震滑坡;將人工開挖、裸露的山地、梯田等識(shí)別成滑坡，這些誤判會(huì)對(duì)結(jié)果形成較大的誤差。為降低這類誤差，需要選擇距地震發(fā)生時(shí)刻較近的震前與震后的遙感影像進(jìn)行滑坡解譯，這樣可以較好地避免將震前滑坡或震后降雨滑坡識(shí)別為同震滑坡。針對(duì)震前的影像可以較順利地排除掉將人工開挖與裸露的山地、梯田、裸露的巖石等識(shí)別為滑坡。

對(duì)于如何將地震前滑坡與地震后降雨或者其他因素觸發(fā)的滑坡區(qū)分開來，還需要更進(jìn)一步地說明。若滑坡在震前的影像上不存在，在震后的影像上存在，則認(rèn)為是同震滑坡，但是如果在地震后距離地震時(shí)間較近的影像上沒有，在距離較遠(yuǎn)時(shí)間上的影像上存在，那么認(rèn)為該滑坡不是同震滑坡，而是由地震后降雨或者其他因素觸發(fā)的。若滑坡在地震前與地震后都存在，且形態(tài)一致，則該滑坡不是由該地震觸發(fā)，而是地震前就存在的滑坡。若形態(tài)一致，但是在地震前后影像的色調(diào)上表現(xiàn)出較大的差異(主要是在地震后影像上更明顯)，則為地震滑坡;如果滑坡在地震前的影像上的光譜特征與周圍環(huán)境的差異更明顯，則不是地震滑坡，因?yàn)檫@一般表明了滑坡上植被隨時(shí)間恢復(fù)的過程。若滑坡在地震前與地震后的影像上形態(tài)不一致，則分為2種情況:一是震后的滑坡面積大于震前的滑坡面積，這表明了斜坡在地震時(shí)發(fā)生了滑動(dòng)，該滑坡是由地震觸發(fā)的;如果震后影像上滑坡的面積小于震前的滑坡的面積，則從震后影像上滑坡的色調(diào)去判斷是否為此次地震觸發(fā)滑坡。若滑坡的色調(diào)從邊界到中央呈現(xiàn)漸進(jìn)的變化，那么該滑坡不是由地震觸發(fā)，而是滑坡上的植被在逐漸恢復(fù);若震后面積小的滑坡呈現(xiàn)明顯的不同，則該面積相對(duì)小的滑坡是在震前大面積的滑坡面上再次發(fā)生的滑坡，可將該滑坡視為本次地震觸發(fā)的滑坡。這樣，就較客觀地將震前的滑坡與同震滑坡區(qū)分開來。

(6)人工目視解譯原則。地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)要采用人工目視解譯的方法，而不是滑坡信息自動(dòng)提取方法。以目前的地震滑坡自動(dòng)提取成果來看(Parker et al.，2011)，其結(jié)果精度尚不能滿足后續(xù)的地震滑坡空間分布規(guī)律與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、地震區(qū)河流與地貌演化研究等。這是因?yàn)槭艿卣鸹碌挠跋窆庾V特征與周圍環(huán)境(如裸露的山地、公路、人類居住區(qū)等具有相似特征)的限制，比起人工目視解譯方法，地震滑坡信息自動(dòng)提取方法得到的結(jié)果始終存在較大的差異。因此，在今后的較長一段時(shí)間內(nèi)，基于人工目視解譯方法的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)都將是比地震滑坡信息自動(dòng)提取方法更可取的方法，基于人工目視解譯方法得到的滑坡編錄結(jié)果更適合應(yīng)用于后續(xù)的地震滑坡空間分布樣式研究與地震區(qū)河流與地貌演化研究等。

1.2 遙感影像選擇原則

遙感影像的選擇原則對(duì)地震滑坡編錄的質(zhì)量至關(guān)重要。Harp等(2011a)曾給出地震滑坡影像選取的原則，這里就不再贅述，但是其中有2點(diǎn)需要補(bǔ)充:1)需要盡量搜集震前的影像，這樣可以便于排除震前滑坡與解譯錯(cuò)誤的區(qū)域;2)Harp等(2011a)認(rèn)為三維高程模型是必需的，事實(shí)上對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的解譯者，數(shù)字高程模型并不是必需的，影像上的水系、山脊以及滑坡的光學(xué)影像特征可以作為判斷滑坡與其滑動(dòng)方向的證據(jù)，從而可以不需要這一區(qū)域的數(shù)字高程模型。當(dāng)然，如果基于數(shù)字高程模型將影像做成三維視圖，將會(huì)使地震滑坡解譯更便利。數(shù)字高程模型對(duì)解譯具有顯著地形標(biāo)志的古滑坡是必不可少的，而對(duì)于在影像上表現(xiàn)出與環(huán)境差異很大的近期發(fā)生的新鮮同震滑坡，從影像紋理、色調(diào)差異方面判識(shí)更為有效。因此對(duì)遙感影像的選擇進(jìn)行了更進(jìn)一步的總結(jié)與概括:1)影像必須連續(xù)而且覆蓋全部的滑坡分布區(qū)域;2)影像分辨率要足夠高，可以滿足規(guī)模小的滑坡解譯要求;3)盡量搜集震前的遙感影像;4)地震前后影像的時(shí)相均應(yīng)距離地震發(fā)生時(shí)刻較近，震后影像盡量在地震后較快的時(shí)間獲取(盡可能無云覆蓋)，這樣可以獲得地震滑坡對(duì)地形與基礎(chǔ)設(shè)施影響的初始狀態(tài);震前影像的時(shí)相距離地震時(shí)間近可便于地震前后影像的有效對(duì)比。

1.3 地震滑坡屬性庫建立原則

地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的一個(gè)重要方面是地震滑坡屬性數(shù)據(jù)庫建設(shè)。地震滑坡的屬性字段應(yīng)該包括地震滑坡的長、寬、高等幾何屬性與滑坡的坡度、滑動(dòng)方向、地層巖性等環(huán)境因素，在有的研究中，還包括地震滑坡的類型。地震滑坡分類在不同的成果中存在一定的差異，一些較詳細(xì)的滑坡分類方法(Keefer，1984，1999)，多是根據(jù)Varnes(1984)的滑坡分類方法演變而來。在近年來的突發(fā)地震事件中，地震滑坡的分類對(duì)以往復(fù)雜的分類方案進(jìn)行了大大的簡化。總之，當(dāng)前地震滑坡分類并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且很多地震滑坡表現(xiàn)為2種甚至多種類型滑坡的特點(diǎn)，難以區(qū)分其更傾向于哪一種。因此，當(dāng)前的條件下，難以對(duì)地震滑坡分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一。

2 近期幾次大地震事件觸發(fā)的滑坡

2.1 2008年MW7.9汶川地震滑坡

2008年5月12日四川汶川MW7.9(MS8.0)大地震發(fā)生在青藏高原東部與四川盆地交界的山盆交界地帶。地震產(chǎn)生了長達(dá)240km的主地震地表破裂帶(徐錫偉等，2008)。斷裂穿越的強(qiáng)震動(dòng)區(qū)域多為地形陡峭的高山峽谷區(qū)，這就導(dǎo)致了汶川地震觸發(fā)大量的山體滑坡?；诟叻直媛蔬b感影像目視解譯與野外調(diào)查的方法，開展了汶川地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)，結(jié)果表明，汶川地震觸發(fā)了至少197481處滑坡，滑坡總面積約1160km2，滑坡分布面積約為110000km2。大多數(shù)滑坡集中分布在面積為44000km2的區(qū)域內(nèi)(許沖等，2010，2013a;許沖，2012;Xu et al.，2012，2013a)。此外，針對(duì)每個(gè)滑坡，還提取了滑坡中心點(diǎn)的位置，標(biāo)定了滑坡后壁點(diǎn)的位置，分別標(biāo)定為滑坡中心與源區(qū)的位置。圖1展示了滑坡分布圖與用于解譯滑坡的地震前、后各種遙感影像的信息。圖1a中紅色斑塊代表地震滑坡，滑坡多分布在斷層的上盤，以逆沖性質(zhì)為主的發(fā)震斷裂SW段周圍的滑坡明顯高于以右旋走滑為主的NE段。圖1a中給出了使用的震前影像的分布范圍;圖1b給出了使用的震后遙感影像的簡單分布。圖中的背景影像為處理過的震前的分辨率為15m的ETM+數(shù)據(jù)(http:∥datamirror.csdb.cn/，圖2～4中的背景影像來源與此相同)。

圖1 2008年汶川地震滑坡分布與地震前后遙感影像分布圖Fig.1 Spatial distribution of landslides triggered by the 2008 Wenchuan earthquake，China and remote-sensing images used for landslide visual interpretation pre-and post-earthquake.

2.2 2010年MW6.9玉樹地震滑坡

2010年4月14日，青海省玉樹縣發(fā)生了MW6.9地震，發(fā)震構(gòu)造為左旋走滑性質(zhì)的鮮水河斷裂帶西段的甘孜-玉樹斷裂帶(陳立春等，2010;孫鑫喆等，2012)?；陆庾g與野外調(diào)查結(jié)果表明，玉樹地震至少觸發(fā)了2036處滑坡，面積為1.194km2，滑坡密集分布區(qū)域面積約為1500km2(圖2，許沖等，2012;Xu et al.，2013b)。因?yàn)橛駱涞卣鹩|發(fā)的大多數(shù)滑坡規(guī)模較小，所以在圖2中用點(diǎn)要素去標(biāo)識(shí)滑坡的位置。由于受到遙感影像覆蓋范圍的限制，在研究區(qū)之外可能也會(huì)發(fā)生一些滑坡，由于缺乏遙感影像并沒有對(duì)這些區(qū)域開展滑坡調(diào)查解譯工作。但是，分析地震滑坡沿?cái)嗔衙芗鸵?guī)律與表現(xiàn)出來的衰減規(guī)律，研究區(qū)外的滑坡數(shù)量應(yīng)是較少的。

2.3 2010年MW7.0海地太子港地震滑坡

2010年1月12日海地MW7.0地震發(fā)生在北美板塊向加勒比板塊俯沖碰撞的俯沖帶地區(qū)，該區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，多為壓扭型受力類型。初始研究認(rèn)為海地地震的發(fā)震構(gòu)造是恩里基約-芭蕉園斷裂(圖3)，而后續(xù)的研究表明，海地地震并沒有造成沿著該斷裂的地表破裂，在地震的其他區(qū)域也未發(fā)現(xiàn)地表破裂。經(jīng)過InSAR、GPS等綜合分析最終認(rèn)為，2010年海地地震的發(fā)震構(gòu)造是一條與恩里基約-芭蕉園斷裂相關(guān)的萊奧甘盲斷層(Calais et al.，2010;Hayes et al.，2010;Hough et al.，2010;Prentice et al.，2010)?；诟叻直媛蔬b感影像的海地地震滑坡目視解譯結(jié)果(許沖等，2012a;Xu et al.，2012c)表明，海地地震觸發(fā)了30828處滑坡，覆蓋面積約為15.736km2。我們構(gòu)建了3類地震滑坡編錄圖，包括滑坡面分布圖、滑坡中心點(diǎn)分布圖、滑坡源區(qū)點(diǎn)分布圖，圖3顯示本次海地地震滑坡大體分布在一個(gè)面積約為3200km2的區(qū)域內(nèi)。

圖2 2010年玉樹地震滑坡編錄圖與震后遙感數(shù)據(jù)覆蓋范圍Fig.2 Spatial distribution of landslides triggered by the 2010 Yushu earthquake of China and coverage of remote sensing images post-earthquake.

圖3 2010年海地MW7.0地震觸發(fā)滑坡空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of landslides triggered by the 2010 Haiti MW7.0 earthquake.

2.4 2007年MW6.2智利艾森峽灣地震滑坡

2007年4月21日，智利巴塔哥尼亞的艾森峽灣發(fā)生了一次MW6.2地震，其震源機(jī)制為NS向幾乎垂直的震源面，發(fā)震構(gòu)造為Liqui?e-Ofqui斷裂(Sepúlveda et al.，2010)。前人的研究(Sepúlveda et al.，2010)表明，本次地震至少觸發(fā)了500處滑坡，我們開展的更詳細(xì)的滑坡解譯結(jié)果表明，本次地震觸發(fā)了至少1000處滑坡(圖4)。從圖4可以看出，本次地震觸發(fā)的滑坡多叢集分布。

圖4 2007年智利艾森峽灣地震滑坡編錄成果Fig.4 Inventory of landslides triggered by the 2007 Aysén Fjord earthquake，Chile.

3 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與科學(xué)研究意義

地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)對(duì)地震滑坡后續(xù)的多方面研究都具有重要意義，既包括地震區(qū)震后滑坡與泥石流防災(zāi)減災(zāi)等實(shí)際應(yīng)用，又包括地震滑坡空間分布規(guī)律分析與滑坡評(píng)價(jià)、震區(qū)地震滑坡控制下的河流與地貌演化等科學(xué)研究。

3.1 對(duì)地震滑坡空間分布規(guī)律與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的意義

地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)是地震滑坡空間分布規(guī)律分析與滑坡評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。通過地震滑坡空間分布規(guī)律分析，可以找到影響地震滑坡易發(fā)因子區(qū)間，從而可以開展進(jìn)一步的滑坡評(píng)價(jià)工作?；聰?shù)據(jù)庫編錄的完整性與連續(xù)性決定著這項(xiàng)工作的科學(xué)性。雖然由于實(shí)際的地震滑坡數(shù)量多、分布面積廣，一些地震滑坡編錄圖體現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，但是對(duì)于一些滑坡編錄與實(shí)際相差較大的結(jié)果難免會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。因此，詳細(xì)完整的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)對(duì)于地震滑坡空間分布規(guī)律與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)具有重要的意義。

3.2 對(duì)地震區(qū)滑坡泥石流防災(zāi)減災(zāi)的意義

地震滑坡編錄數(shù)據(jù)是求取區(qū)域地震滑坡體積的重要基礎(chǔ)，而流域內(nèi)地震滑坡松散堆積物的體積又是求取泥石流溝內(nèi)泥石流物源體積的必不可少的因素。因此，地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)對(duì)地震區(qū)震后滑坡與泥石流防災(zāi)減災(zāi)具有重要的意義。以2008年汶川地震為例，雖然前期有一些關(guān)于汶川震區(qū)泥石流評(píng)價(jià)的研究成果，對(duì)震區(qū)泥石流防災(zāi)減災(zāi)提供了參考，但是由于缺乏較全面詳細(xì)的泥石流編錄圖，因而導(dǎo)致對(duì)物源估計(jì)不足，得到的泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果與地震后幾年內(nèi)泥石流實(shí)際發(fā)生的規(guī)律與危險(xiǎn)性存在一定的差異，造成了對(duì)一些泥石流的危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不夠。因此，符合前述原則的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)對(duì)于震區(qū)滑坡與泥石流防災(zāi)減災(zāi)具有重要的實(shí)際意義。

3.3 對(duì)震級(jí)、活動(dòng)斷層運(yùn)動(dòng)習(xí)性等的反饋

Keefer在1984年就開展了地震震級(jí)與滑坡關(guān)系的研究，滑坡的衡量指標(biāo)包括滑坡的分布面積、滑坡的數(shù)量、面積、至斷裂的距離、至震源的距離等。Keefer(1984)試圖建立地震震級(jí)與滑坡的映射關(guān)系，雖然這些對(duì)應(yīng)關(guān)系并不嚴(yán)密，但是可以反過來應(yīng)用詳細(xì)的滑坡編錄圖進(jìn)行地震震級(jí)大概信息的反饋與反推。一些研究(Gorum et al.，2011，2013;許沖等，2012b;Xu et al.，2012)也表明，活動(dòng)斷裂的運(yùn)動(dòng)習(xí)性對(duì)地震滑坡的空間分布起著重要的作用，如逆沖斷層型地震、走滑斷層型地震與隱伏斷裂型地震觸發(fā)的滑坡空間分布樣式各不相同。地震滑坡空間分布信息還能反映地震烈度信息(Xu et al.，2013c)。因此，在地震信息不明確的區(qū)域，也可以將地震滑坡空間分布信息作為地震信息、活動(dòng)構(gòu)造信息與地震烈度信息的一個(gè)科學(xué)的參考。

3.4 對(duì)于河流與地貌演化研究的基礎(chǔ)意義

越來越多的研究表明，地震滑坡與地殼抬升這一對(duì)對(duì)立的因素，對(duì)地震區(qū)河流與地貌演化研究起著重要的作用。詳細(xì)的地震滑坡編錄圖對(duì)于地震區(qū)地震滑坡控制下的河流與地貌的演化研究亦起著重要的基礎(chǔ)作用。因?yàn)榕c流域內(nèi)泥石流物源體積求取方法一致，其對(duì)地震滑坡剝蝕量的求取影響很大。Parker等(2011)研究了汶川地震滑坡侵蝕率與地殼抬升量的關(guān)系，認(rèn)為地震滑坡剝蝕量遠(yuǎn)高于地殼抬升量。但是值得討論是，汶川地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是基于自動(dòng)提取方法得到的，雖然經(jīng)過了人工檢查，但是仍有可能將多個(gè)滑坡圈定成一個(gè)滑坡的情況，這樣得到的滑坡體積會(huì)比實(shí)際體積多出不少。Parker(2011)據(jù)此得到的滑坡剝蝕量約為9km3，而筆者利用地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)方法得到的結(jié)果僅為6km3左右(許沖等，2012c)，雖然這一體積仍大于同震抬升量(約2.6km3)，但是比Parker等的結(jié)果降低甚多，這對(duì)于河流與地貌演化的后續(xù)分析具有重要的意義。

3.5 對(duì)全球地震震級(jí)與觸發(fā)滑坡關(guān)系研究的意義

將地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一是研究全球范圍內(nèi)地震震級(jí)與滑坡空間分布關(guān)系的必要因素，目前有一些這方面研究。Keefer(1984)研究了早在1811年發(fā)生的地震事件，Jibson等(2012)研究了2011年發(fā)生的弗吉尼亞州Mineral地震事件，他們的研究成果都包含了地震震級(jí)與滑坡的關(guān)系。但是由于不同時(shí)期的地震滑坡調(diào)查與編錄技術(shù)的差異，不同的人員得到的結(jié)果頗不相同。如2011年8月23日弗吉尼亞州Mineral地震，由于沒有考慮到地震滑坡空間分布的連續(xù)性，Jibson等(2012)將震前處于滑動(dòng)臨界狀態(tài)的斜坡上發(fā)生的塊石滾動(dòng)與巖石碎片也作為地震滑坡編錄。其結(jié)果是，雖然本次地震震級(jí)很小，但是卻在遠(yuǎn)離震中的地方出現(xiàn)了滑坡，造成了滑坡出現(xiàn)的部位至震中的最遠(yuǎn)距遠(yuǎn)大于相似震級(jí)的情況。要避免這種特殊性對(duì)結(jié)果造成的誤差，需要將這些異常的滑坡排除在地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)之外。

4 分析與討論

4.1 與他人成果對(duì)比

對(duì)于這4次地震，其他科研人員也進(jìn)行過基礎(chǔ)地震滑坡數(shù)據(jù)建設(shè)，但是由于建設(shè)方法的不同、對(duì)地震滑坡認(rèn)識(shí)上的差異以及數(shù)據(jù)編錄的目的差異，導(dǎo)致了結(jié)果相差較大。通過將本成果與其他研究結(jié)果的簡單對(duì)比，分析其中差異存在的原因，探討不同地震滑坡解譯人員在以后的地震滑坡數(shù)據(jù)庫建設(shè)中應(yīng)該注意的問題，論述制定統(tǒng)一地震滑坡解譯標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

2008年汶川地震后，相繼出現(xiàn)地震滑坡數(shù)據(jù)編錄成果(殷躍平，2008;黃潤秋等，2009;Qi et al.，2010;Gorum et al.，2011)，震后應(yīng)急考察得到的地震觸發(fā)滑坡有10000多處，基于遙感影像目視解譯等方法得到的有60000處左右;Parker等(2011)基于地震滑坡自動(dòng)提取方法，得到了滑坡面超過60000處;筆者前期基于人工目視解譯得到的滑坡有50000～60000處(許沖等，2009a，b;Dai et al.，2011)。這樣看來，似乎60000處是汶川地震觸發(fā)滑坡較真實(shí)的數(shù)量。然而在分析這3組不同的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，筆者的前期成果中在震中附近存在較多的空區(qū)，而這些空區(qū)恰好是汶川地震滑坡發(fā)生最密集的區(qū)域之一，還存在一些將一個(gè)斜坡上發(fā)生的多個(gè)滑坡圈定成1個(gè)滑坡的情況;而Parker等(2011)的研究結(jié)果中，也在解譯北川崩塌現(xiàn)象時(shí)明顯地將多個(gè)單體滑坡解譯成一個(gè)整體滑坡，這樣就大大減少了滑坡的數(shù)量;而其他點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果(Gorum et al.，2011)，由于缺少源數(shù)據(jù)暫時(shí)無法考證。由于汶川地震觸發(fā)滑坡往往連片分布，使用點(diǎn)數(shù)據(jù)難免會(huì)顧此失彼，漏掉較多的小規(guī)?；拢挥惺褂妹鏀?shù)據(jù)才能將解譯過的區(qū)域真實(shí)地表達(dá)出來，這樣可以客觀地看到哪些滑坡未被解譯，這是用點(diǎn)數(shù)據(jù)所無法做到的。因此，分析以往的這些成果發(fā)現(xiàn)，汶川地震滑坡存在較多的漏判情況，其實(shí)際數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過60000處。筆者基于地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)方法得到的最新結(jié)果印證了這一結(jié)論。我們的結(jié)論是，汶川地震觸發(fā)的滑坡至少197481處(許沖，2012;Xu et al.，2012，2013a;許沖等，2013a)。

2010年4月14日中國玉樹MW6.9地震的震后應(yīng)急考察發(fā)現(xiàn)，玉樹地震觸發(fā)了282處滑坡(殷躍平等，2010;Zhang et al.，2010)。然而筆者根據(jù)地震前后航片與遙感影像開展了地震滑坡目視解譯并進(jìn)行一定的野外驗(yàn)證，結(jié)果表明，玉樹地震觸發(fā)滑坡至少為2036處。這說明，要建立詳細(xì)的地震滑坡編錄圖，遙感與GIS工具是必不可少的工具。由于地震滑坡分布的區(qū)域面積大、密度大，加之往往位于交通不便的山區(qū)，野外工作經(jīng)常無法開展，而高分辨的遙感影像目視解譯可以替代大部分的野外工作。

2010年1月12日MW7.0海地太子港地震后，也有一些人員陸續(xù)開展過這方面的研究，所獲成果也存在較大的差異，Harp等(2011b)認(rèn)為海地地震至少觸發(fā)了7000處滑坡;Gorum等(2013)得到的結(jié)果是4490處;筆者基于上述地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)方法得到的結(jié)果是至少有30828處;我們的滑坡數(shù)量多于其他成果的原因如下:1)我們對(duì)所有能解譯到的小滑坡均進(jìn)行了解譯;2)將同一個(gè)斜坡面上的多個(gè)滑坡區(qū)分開來，海地地震中有不少不同源區(qū)的滑坡發(fā)育在同一個(gè)坡面上，有許多運(yùn)動(dòng)區(qū)與堆積區(qū)是相連的，有些這樣的滑坡或許被處理成單體滑坡，考慮到后續(xù)區(qū)域地震滑坡體積求取的精確度，這樣的滑坡在我們編錄時(shí)盡量排除;3)對(duì)于地震前后影像上表現(xiàn)一致的滑坡，當(dāng)做非地震滑坡處理，而對(duì)于地震前后遙感影像上形態(tài)不一致的滑坡，不論地震前后哪個(gè)滑坡面積大，只要地震后的滑面足夠新鮮就當(dāng)作同震滑坡處理。Harp(2011b)的解譯方法是采集了海地地震滑坡的點(diǎn)數(shù)據(jù)，這樣做勢(shì)必會(huì)漏掉較多的小滑坡，因此海地地震觸發(fā)實(shí)際滑坡的數(shù)量應(yīng)多于他的7000處的結(jié)果。

關(guān)于2007年4月21日MW6.2智利艾森峽灣地震，Sepúlveda等(2010)得到了538處滑坡面數(shù)據(jù)，實(shí)際上這次智利地震至少觸發(fā)了1000處滑坡，產(chǎn)生這種差異的原因同樣是基于解譯小規(guī)?；碌脑瓌t與區(qū)分單體滑坡的原則。

4.2 建立一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的必要性

通過21世紀(jì)初4次大地震觸發(fā)滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)成果的對(duì)比可知，由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這些成果差別較大。筆者在綜合了國內(nèi)外地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，制定了一個(gè)地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的更詳細(xì)的新標(biāo)準(zhǔn)。在此標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，今后的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)成果有望朝著更一致的方向發(fā)展。雖然不同的解譯標(biāo)準(zhǔn)得到的滑坡面積相差不大，但是在滑坡數(shù)量與滑坡體積上會(huì)出現(xiàn)較大的差異，這對(duì)于滑坡數(shù)量的空間分布與統(tǒng)計(jì)，后續(xù)的地震區(qū)地震滑坡控制下的河流與地貌演化研究具有重要的影響。因此，建立一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并被廣大地震滑坡科研人員所認(rèn)可是當(dāng)前地震滑坡數(shù)據(jù)庫建設(shè)最基礎(chǔ)與最重要的工作。

5 結(jié)論

(1)建立了地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。包括地震滑坡編錄原則:滑坡尺度選擇應(yīng)遵循可解譯原則，滑坡的多邊形標(biāo)識(shí)原則，滑坡空間分布的連續(xù)性原則，滑坡數(shù)據(jù)建設(shè)誤差控制原則(包括地理位置精度與邊界精度、漏判、誤判3個(gè)方面)，人工目視解譯原則;遙感影像的選擇原則;地震滑坡屬性庫建立原則:建立滑坡的長、寬、高等幾何屬性與地震、地質(zhì)、地形、地貌等環(huán)境變量信息，地震滑坡類型信息等。

(2)簡要介紹了我們進(jìn)行的21世紀(jì)初4次大地震事件的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)。包括2008年MW7.9汶川地震、2010年MW6.9玉樹地震、2010年MW7.0海地太子港地震、2007年MW6.2智利艾森峽灣地震。分析了這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與科學(xué)意義:包括對(duì)地震滑坡空間分布規(guī)律與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的意義;對(duì)地震區(qū)滑坡與泥石流防災(zāi)減災(zāi)的意義;對(duì)震級(jí)、活動(dòng)斷層運(yùn)動(dòng)習(xí)性與地震烈度信息的反饋;對(duì)河流與地貌演化研究的基礎(chǔ)意義;對(duì)全球地震震級(jí)與觸發(fā)滑坡關(guān)系研究的意義。

(3)分析了本文成果與其他成果存在的差距的原因，論述了建立統(tǒng)一的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的必要性。在這樣標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，今后的地震滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)受人為主觀因素影響將越來越少，成果有望朝著更客觀與更一致的方向發(fā)展。

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