机场工程勘察中遥感技术的应用

4.4.3　机场工程勘察中遥感技术的应用

机场工程地质勘察中，遥感技术在前期图像处理后，制作相关图件和三维可视化的基础上，主要将其用于三个方面。

（1）对机场所在地区宏观地质背景（包括机场地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等）的分析和评价

地貌单元、地层组合和构造特征是控制土体工程地质宏观特性的三大要素。其中，地貌单元是基本的因素，和其他密切相关，相关理由如下（张鑫景，2000；欧孝夺，2002；范士凯，2006）：

首先，地貌单元代表着它所包含的土体的外部形态和单元内部的分带或分阶特点。而它与相邻的不同单元的分界则是土体单元的宏观周界，这种周界应该与土体工程地质单元相吻合。不同的地貌单元代表着不同的成因类型。而成因不同则决定着沉积物的物质组成和成层、分布特点。如洪积扇与冲积平原或河流阶地的沉积物必然存在明显的区别。

其次，不同地貌单元或同一单元的不同部分呈现不同的地层组合特点。如洪积扇的山前部分（锥顶相）则以粗粒沉积为主，而冲积平原则普遍具有上细下粗的二元结构特征。

再者，不同的地貌单元或同一单元的不同部分的地层一般都属于不同地质时代。如河流的I级阶地通常属于第四纪全新世（Q4），II级阶地则属于第四纪晚更新世（Q3），而III级阶地则属于第四纪中更新世（Q2或中上更新世叠加（Q3+Q2））。需知，不同时代的土层，其固结程度（密实度）、强度有显著差别。

最后，不同地貌单元的地下水埋藏、分布和补给、迁流、排泄条件各不相同。如洪积扇的山前锥顶相富含潜水，中间相及边缘相则往往存在层间承压水或有自流泉水出露。河流阶地或冲积平原则因地层的二元结构特点埋藏有弱承压水。

因此，在对工程地区进行勘察时，地貌是首要的。地貌特征（Michael P et al，2003；W. Andrew Marcus et al，2003）可以指导工程地质人员对岩性组合和构造特征等的宏观认识，地貌调查的准确度决定其他地质因素的正确与否。

地层岩性的勘察主要包括不同岩层分布、岩相变化、夹层情况、岩土性质、风化特征及软弱易溶岩层等。地层岩性因素涉及如何确定岩体强度、建筑物基础允许承载强度、基础开挖深度和可利用层位置等（陈国臣，2006）。

地质构造的勘察则主要包括区域地质构造和场地地质构造特点、岩层产状、褶皱特征、主要断裂破碎带状况和节理裂隙发育规律等。地质构造涉及岩体类别的划分、抗滑条件的论证、不良地基处理、基础加固方案选择、建筑物类型选择和建筑物布置等方面（陈国臣，2006）。

水文地质条件研究内容主要包括地下水活动类型特征、补排关系、地下水位及其变化规律、岩土渗透性等。而水文地质条件涉及场地渗透性和渗透稳定性的评价（陈国臣，2006）。

可以看出，区域地质背景的内容多而复杂，用常规手段任务繁重，因此，这里我们将遥感图像及其三维可视化引入到了区域地质背景的勘察中，能够对拟建工程场区及周边环境的区域地质条件、工程地质和水文地质条件等有宏观认识和把握，对指导工程建设和施工具有良好效果。

（2）机场工程地质分区及勘察方案区工程地质条件评价

不同的岩土性具有不同的力学性质和物理性质，其稳定性不同，承载力不同，对机场工程建设的影响也不同。因此，在机场的勘察过程中，一个很重要的任务就是根据岩层、岩性、构造、不良地质等划定几个试验区，以便查明整个机场地区的岩土力学性质，提出相应的施工措施。试验区一般设置在岩性变化大、构造比较发育、岩土力学性质较差、具有代表性的地方，也就是说，试验区的设置要求空间位置合理。涉及空间位置与宏观性，“3S”技术无疑是最好的解决途径之一。我们可以综合运用遥感与GIS对遥感图像、机场数字DEM、三维可视化以及前期工作中提取的地貌、地层、构造等信息分析，将待建机场地区试验方案进行划分，以便通过合理划分的试验区，能够对待建机场地区其他非试验区地质条件有个准确的评估。

（3）不良地质灾害（包括泥石流、滑坡、崩塌、岩堆、岩溶、多年冻土等）的判译

不良地质灾害指的是地球的外营力和内营力所产生的对人类及其工程造成危害的地质作用和现象。不良地质灾害对工程，尤其是机场工程危害很大。传统的地面调查方法，由于视野所限或交通不便等给区域地质调查带来许多困难。而利用高分辨率遥感图像判译调查（Javier Hervás et al，2003；Beven K J，2006），可以直接按影像勾绘出范围，并确定其类别和性质，同时还可查明其产生原因、规模大小、危害程度、分布规律和发展趋势。不良地质灾害的判译是机场工程地质判译的一个重点，也是各种地质现象中判译效果最好的一种，可收到事半功倍的效果。在康定机场勘察过程中，利用高分辨率的卫星遥感图像（SPOT图像、QUICKBIRD图像等），对场区的不良地质现象进行判译，并结合实地验证和考察，准确率达80％左右，从而为机场工程勘察节约了时间和经费，得到了行内专家的好评。