基于RS和DEM数据的活动断裂提取 ——以四川西昌—米易地区为例

论文摘要

川滇地区位于青藏高原东南缘,新生代以来受青藏高原地壳物质向东侧运移和阿萨姆顶点楔入的共同作用,构造变形结构复杂,断裂活动强烈,随时发生强震的可能性很大。详细探查该地区的断裂特别是活动断裂的分布情况及断裂性质具有重要意义。传统的野外地质工作方法比较费时、费力,同时遥感图像具有概括作用,采用遥感和GIS技术来提取断裂为准确、快速解译断裂构造提供指导,提高传统地质构造解译的精度与速度。本文选取四川西南部西昌—米易地区为研究区,探讨研究活动断裂分布及性质的方法。本文总结了构造地貌的研究进展以及运用遥感与GIS手段来提取断裂和研究其性质的方法。通过DEM分析地形地貌来提取断裂的研究还比较少,是本文的主要创新点。通过分析断裂及其所控制、改造和影响的地质体、地貌、水体、植被等相关地物在遥感影像上构成的不同色调和形态特征的影像特征,总结断裂的标志。通过比较分析在众多图像增强方法中选取ETM743波段进行彩色合成,地物的形态特征和内部结构细节得以充分展示,断裂的影像信息得到突出。利用ArcGIS对研究区的DEM数据提取山体阴影图,突出了图像的线性影纹;地表坡度分析,突出呈线状分布的坡度突变带及坡度较大地区;利用Arc Hydro Tools自动提取水系,反映了受构造运动控制的研究区的水系展布特征和地形信息。结合断裂解译标志将多种方法结合起来相互验证综合分析提取断裂,并将ETM影像与DEM数据、提取的断裂进行叠加,进行三维显示和分析验证,并有助于更精确地判断断裂的延伸方向。本次研究共提取162条断裂,主要有南北向、北西向、北西西向、北东向、北东向和东西向五组。根据分析断裂性质的判读标志在之前数据处理的基础上研究断裂的活动性、水平运动特征和垂直运动特征研究,对主要断裂分组进行总结。结合该地区的1:20万地质报告和地质图对解译断裂进行查证,多数断裂得到证实,证明运用遥感技术提取断裂的可行性,同时发现新的断裂,需要进一步野外验证,是对传统野外地质工作的补充。运用遥感与GIS手段来提取断裂对自然、构造环境相似的川滇其他地区的断裂情况研究有重要借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 构造地貌研究进展
• 1.2.2 基于RS 和DEM 的断裂带提取方法研究
• 1.2.3 断裂性质分析及评价方法
• 1.3 研究内容及方法
• 1.3.1 断裂提取
• 1.3.2 断裂性质及综合分析
• 1.4 技术路线
• 1.5 工作量
• 第2章 区域地质环境概况
• 2.1 自然地理环境
• 2.2 区域地质环境
• 2.2.1 地层系统
• 2.2.2 区域构造
• 2.2.3 新构造运动特征
• 2.2.4 研究区主要断裂体系
• 第3章 数据预处理
• 3.1 数据介绍
• 3.2 图像拼接
• 3.3 图像裁剪
• 3.4 ETM 影像融合
• 第4章 西昌—米易地区断裂提取
• 4.1 断裂提取原理
• 4.1.1 断裂与线性构造
• 4.1.2 断裂解译标志
• 4.2 基于彩色合成的断裂提取
• 4.3 基于DEM 山体阴影的断裂提取
• 4.4 基于DEM 地表坡度分析的断裂提取
• 4.5 基于DEM 水系特征提取的断裂提取
• 4.5.1 水系类型
• 4.5.2 水系提取方法
• 4.5.3 水系特征提取流程
• 4.6 基于RS 与DEM 三维显示的断裂提取
• 4.7 查证
• 4.8 断裂提取结果
• 第5章 断裂性质和区域构造运动研究
• 5.1 断裂性质分析原理
• 5.1.1 活动性质
• 5.1.2 垂直运动性质
• 5.1.3 水平运动性质
• 5.2 断裂性质
• 5.3 区域构造运动特征分析
• 第6章 结论
• 6.1 分析
• 6.2 存在的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录