Estudio de caso: Karst de la ciudad de Qingzhen Desertificación rocosa Interpretación de imágenes de teledetección y análisis de datos
Figura 3-3 Mapa de ubicación geográfica de la ciudad de Qingzhen
Qingzhen tiene una altitud promedio de 1.350 metros y está ubicada en el norte de las montañas Yuanqiu y Miaoling en el centro de Guizhou. El terreno es alto en el noreste y suroeste y bajo en el centro y sur. La ciudad de Qingzhen tiene un clima monzónico subtropical, que es fresco y cálido, con una temperatura promedio anual de aproximadamente 14°C. Es ligeramente más alta en el área del valle, con una precipitación anual de 1200 mm. La topografía de la ciudad de Qingzhen es compleja, dominada por colinas y montañas, con un fuerte desarrollo kárstico y vastos lagos artificiales. El lago artificial más grande de la provincia se encuentra al sur de la ciudad de Qingzhen. Hay 10 ciudades en Qingzhen, con una población total de 434.125. Hay Miao, Buyi, Dong, Yi, Shui, Hui, Gelao, Bai y otras minorías étnicas en el condado.
La ciudad de Qingzhen, al igual que otras zonas kársticas de la provincia, es una zona con un entorno ecológico frágil. En el desarrollo pasado, los alimentos y la ropa básicos se obtenían destruyendo la ecología, lo que conducía a problemas comunes en las zonas kársticas: degradación del entorno ecológico agrícola, mala base agrícola, bajo nivel de producción agrícola irrazonable desarrollo interregional Desequilibrio, etc. . Los estratos y rocas expuestos en la superficie de la ciudad de Qingzhen incluyen arenisca residual presiniana, toba y pizarra residuales, piedra caliza del Siniano, Cámbrico, Carbonífero, Pérmico, Triásico, Jurásico y dolomita y lutitas, conglomerados terciarios, sedimentos cuaternarios y hercinianos. basaltos. Entre los estratos expuestos en esta ciudad, la roca carbonatada es la más ampliamente distribuida, con un área máxima de 1014 km2, lo que representa el 67,94% del área total de la ciudad. Por lo tanto, la forma de relieve kárstica se ha convertido en la característica principal del tipo de relieve de esta ciudad. En particular, los accidentes geográficos kársticos en Liuchang, Machang, Hualong, Wangzhuang, Xindian, Yachi, Hanjiaba, Undercurrent y Woodcut en el noroeste, y Xueyi, Dagu y otros lugares en el oeste son los más típicos. Hay relativamente pocas áreas no kársticas, distribuidas principalmente en unas pocas áreas en el este, suroeste y sur de la ciudad de Qingzhen, concretamente a lo largo de Xiaoba-Wenshui-Tiechang-Yungui, Maiquan-Xiaodian Mountain-Luohan-Zhongzhai-Po Yan, Worli- Hexidong-Xiguan-Zhoujiaqiao, Yinchang, Yangba y algunas áreas en el oeste de la ciudad de Qingzhen y el este del lago Hongfeng, y las áreas restantes son áreas kársticas. Al mismo tiempo, debido a la deforestación repetida y la recuperación de pendientes pronunciadas, se pierde la cobertura vegetal, la erosión del suelo es grave y, finalmente, se produce la desertificación rocosa.
1. Interpretación de imágenes de teledetección de niveles de intensidad de desertificación de rocas kársticas
La interpretación de imágenes de teledetección de desertificación de rocas kársticas en la ciudad de Qingzhen es la misma que la de toda la provincia. siguiendo la interpretación de la desertificación rocosa en zonas kársticas. El flujo de trabajo y la ruta técnica tienen un cierto grado de independencia y representatividad en el establecimiento de indicadores de interpretación de la teledetección.
1. Características de interpretación de la litología y la estructura geológica
La litología de zonas kársticas y no kársticas está estrechamente relacionada con la desertificación rocosa. Las zonas con litología de rocas carbonatadas son zonas kársticas con un alto grado de desertificación rocosa, que varía en función del afloramiento rocoso.
Los estratos y rocas expuestos en la superficie de la ciudad de Qingzhen incluyen rocas metamórficas presinianas, tobas metamórficas y pizarras. Sedimentos de calizas, dolomías y lutitas del Sinio, del Cámbrico, del Pérmico, del Triásico y del Jurásico; El fuerte movimiento de Yanshan provocó sucesivamente que las formaciones rocosas del este formaran pliegues casi de norte a sur y las formaciones rocosas del oeste formaran pliegues hacia el noreste. Las fallas de tendencia se desarrollan en el cinturón plegado y se entrelazan lateral y oblicuamente en una red. Las rocas solubles y las rocas insolubles intercaladas están escalonadas en franjas. Bajo la interacción de fuerzas internas y externas, se formaron gradualmente varios accidentes geográficos kársticos y normales. El movimiento del Himalaya activó aún más la zona, y las gravas paleógenas se fracturaron, controlando hoy varias cuencas sedimentarias rojas continentales.
Desde el Período Cuaternario, la corteza terrestre ha aumentado significativamente. Después de dos orogenias importantes y una serie de disolución, erosión y denudación, las rocas quedaron expuestas en una gran área, formando un relieve kárstico típico, mientras que el terreno suave es una zona no kárstica. La estructura geológica es el factor dominante en la formación del esqueleto básico de los accidentes geográficos y también es la base principal para clasificar los tipos y regiones de accidentes geográficos. El paisaje geomorfológico también refleja las características geológicas de diferentes sistemas tectónicos.
A juzgar por la distribución de montañas, ríos y ríos, los principales sistemas montañosos y ríos de la ciudad de Qingzhen están casi en la misma dirección que la línea estructural de varias cadenas montañosas importantes en el noreste, como la montaña Yungui, la montaña Baota y Jiulong. Montaña, todos corren de norte a sur. Es completamente consistente con la dirección axial y la tendencia estratigráfica del anticlinal del pliegue de Laoheishan y del anticlinal de Daweiling. Lo mismo ocurre con los dos ríos principales. El río subterráneo, el río principal y el río Longtan corren todos de norte a sur, mientras que el río Maotiao corre hacia el noreste, casi en consonancia con la tendencia de las formaciones rocosas y fallas.
2. Características de interpretación de la pendiente del relieve del grado de desertificación rocosa
El grado de desertificación rocosa también está estrechamente relacionado con la pendiente. Generalmente, cuanto mayor es la pendiente, más grave es la erosión, más grave es la pérdida de agua y suelo, más rápido es el proceso de desertificación rocosa y mayor es el grado de desertificación rocosa. Por el contrario, la pendiente es suave, la erosión lenta, la conservación del suelo y del agua es buena y el grado de desertificación rocosa es bajo.
Cuando se fijan otros indicadores como la textura de la superficie local y las condiciones de la vegetación, el grado de desertificación rocosa depende principalmente de la pendiente del terreno. La interpretación geomorfológica utiliza principalmente figuras, tonos y sombreados. Los gráficos de imágenes de accidentes geográficos incluyen contornos planos y características de relieve de la superficie, mientras que los tonos y el sombreado ayudan a observar y analizar diversas formas de relieve y obtener información sobre los accidentes geográficos y sus componentes. En las zonas montañosas, bajo la luz solar, las laderas soleadas reciben intensidad de luz, tienen valores de brillo altos y son de color claro; las laderas sombreadas tienen valores de brillo bajos y colores oscuros;
Como resultado, las imágenes de montaña tienen tonos muy desiguales, con zonas de sombra más pequeñas en montañas altas y diferencias tonales más lentas en imágenes de montañas y colinas bajas. La forma de las cimas de las montañas y la inclinación de las laderas se interpretan principalmente en términos de cambios de color. Por ejemplo, la cima de una montaña generalmente tiene la forma de un triángulo, que sobresale de la sombra hacia el sur, y el vértice del triángulo es la cima de la montaña. Si el tono de color de la cima de la montaña cambia lenta o significativamente, significa que la superficie receptora de luz es redonda o plana. La línea divisoria entre las sombras de las dos vertientes es la cresta, y las sombras de las laderas sombreadas de la cresta también se dividen en sombras. El sombreado claro y la distribución uniforme indican pendientes suaves, el sombreado oscuro o sombreado indica pendientes pronunciadas y las depresiones entre las dos crestas son valles. En la imagen se distinguen claramente cañones y amplios valles. Las pendientes a ambos lados del cañón son empinadas y el fondo del cañón suele estar cubierto de sombras. El color de la imagen es mayoritariamente oscuro y el fondo del amplio valle es plano, a menudo con tierras de cultivo y residentes. La imagen característica de la cuenca kárstica es que está rodeada de montañas por todos lados, con un terreno bajo y plano similar a una cuenca en el medio, y la tierra plana tiene un tono de color relativamente uniforme.
Las formas de relieve kársticas se caracterizan por alternar formas de relieve positivas y negativas, lo que hace que las formas de relieve parezcan caóticas. En el área de accidentes geográficos kársticos, hay muchos accidentes geográficos únicos, como picos aislados y bosques de picos, embudos de corrosión, sumideros, depresiones de corrosión, cuencas de corrosión, corrientes subterráneas, valles ciegos, etc. Hay muchos embudos distribuidos sobre la capa de piedra caliza de suave pendiente, algunos se distribuyen solos o en grupos, y la mayoría son de forma redonda u ovalada. Algunos están llenos de sedimentos sueltos y son de color más claro. Los picos solitarios y los bosques de picos son accidentes geográficos kársticos normales con imágenes más oscuras. Disolución en un terreno ligero y negativo; creando una mezcla alterna de atlas. Con base en las características de la imagen anterior, se puede juzgar de manera aproximada la forma básica del terreno. Para la interpretación y adquisición de la pendiente, además de hacer referencia a la profundidad de la sombra de la imagen, es más importante obtenerla de la superposición del mapa vectorial de pendiente de la ciudad de Qingzhen de 1/200.000 y el mapa topográfico de 1/50.000.
3. Características de interpretación de la capa de suelo y la vegetación.
Las zonas kársticas varían en espesor de suelo y cobertura de vegetación. En términos generales, las áreas con suelo espeso y alta cobertura vegetal tienen poca o ninguna desertificación rocosa. Las áreas con capas de suelo delgadas y baja cobertura vegetal tienen mayores grados de desertificación rocosa.
En las bandas TM4, 3 y 2 de imágenes de teledetección, son sensibles al reflejo de la vegetación. Cuando se determinan la textura, litología, pendiente y otros indicadores, los indicadores para dibujar puntos poligonales y juzgar el nivel de intensidad de la desertificación rocosa son la vegetación, la cobertura vegetal y la información de la estructura de la vegetación determinada por la profundidad y el tono de la imagen (Tabla 3-5). .
4. Verificación de las operaciones de campo
En los estudios de imágenes por teledetección, la verificación de campo es un vínculo indispensable e importante. A través de una investigación complementaria del trabajo en el área de trabajo, se establecieron señales de interpretación de sensores remotos para la clasificación de la intensidad de la desertificación rocosa y se tomaron las fotografías de campo correspondientes para la interpretación y el análisis de la intensidad de la desertificación rocosa. Para interpretar correctamente las imágenes satelitales y garantizar la precisión del estudio, la ubicación del cruce de la ruta se marcó como una marca en el mapa de imágenes de detección remota de Qingzhen, y los resultados de predicción de las imágenes a lo largo de la ruta se verificaron con mapas topográficos y mapas geológicos. La ubicación real se determina mediante GPS y luego se combina con las coordenadas de la imagen. Una vez finalizada la investigación, se inició la interpretación de las imágenes de satélite.
Punto de observación 1: Boluo Village, ciudad de Qingzhen, posicionamiento por satélite: N26 38.005′, e 106 25.65′. Este punto es una depresión cerrada de un grupo de picos con accidentes geográficos kársticos típicos. La imagen del lado oeste es de color rojo con blanco, lo que indica una desertificación rocosa leve o moderada. El tipo de vegetación son arbustos bajos y la tasa de cobertura vegetal es inferior al 45%.
Es una zona montañosa rocosa de difícil aprovechamiento, quebradas y yemas de piedra no están desarrolladas y el nivel de aprovechamiento es bajo (Foto 3-2). En el lado sureste, las características de la imagen son rojas, la tasa de cobertura vegetal alcanza el 90% y la pendiente es pronunciada, lo que indica una posible desertificación rocosa. Una vez destruida la vegetación, fácilmente se producirá la desertificación rocosa (Foto 3-3).
Punto de observación 2: Planta de mineral de aluminio de Guizhou, posicionamiento satelital: N26 38.005′, e 106 25.65′. Esta formación rocosa está expuesta en el Cámbrico Inferior y es una zona no kárstica. La imagen presenta una estructura de bloques blancos, que no es una desertificación rocosa, sino que se debe principalmente a la minería artificial, lo que resulta en una gran cantidad de rocas expuestas. La capa de roca expuesta en el lado este es piedra caliza. Las características de la imagen son verdes y rojas, con manchas blancas dispersas expuestas. La tasa de cobertura de vegetación es de aproximadamente el 80%. El tipo de vegetación es arbustiva baja, con desertificación rocosa leve o potencial (Foto 3-4).
Punto de observación 3: Cañón del río Yachi, posicionamiento satelital: N26 51.345', E106 10.454'. Las características de la imagen de este punto cambian de amarillo a rojo con color blanco. La capa de suelo de la plataforma es gruesa y las pendientes pronunciadas están muy recuperadas. Es una zona kárstica, una etapa del proceso de desertificación rocosa y un lugar donde la potencial desertificación rocosa es difícil de aprovechar (Foto 3-5).
Tabla 3-5 Tabla de características de imágenes estándar en pseudocolor
2. Análisis de datos espaciales de la desertificación rocosa kárstica
1. Intensidad de la desertificación rocosa de la ciudad de Qingzhen. de niveles.
A través de la interpretación de imágenes de teledetección satelital, finalmente se generó un mapa de distribución espacial de los niveles de intensidad de la desertificación rocosa en el área kárstica de la ciudad de Qingzhen (Figura 3-6), y el área de cada nivel se calculó utilizando la función de análisis de datos de GIS, puntos y porcentajes (Tabla 3-6) para su posterior análisis.
Tabla 3-6 Tabla de grados de intensidad de desertificación rocosa de la ciudad de Qingzhen
A través del análisis y cálculo estadístico, las áreas no kársticas en la ciudad de Qingzhen se distribuyen principalmente en el este y suroeste de la ciudad de Qingzhen , La ciudad de Qingzhen representa el 14,38% del área total, mientras que las áreas kársticas representan el 85,62%. Entre ellas, las áreas de desertificación no rocosas se distribuyen principalmente alrededor del lago Hongfeng en la parte central y sur de la ciudad de Qingzhen, las áreas de desertificación rocosas potenciales se distribuyen principalmente en el noreste y el norte de la ciudad de Qingzhen, y las áreas de desertificación rocosas suaves se distribuyen principalmente en Distribuido en el oeste y norte de la ciudad de Qingzhen. La desertificación rocosa moderada se distribuye principalmente en el noroeste de la ciudad de Qingzhen y el oeste del lago Hongfeng, con una pequeña cantidad en el área central. La desertificación rocosa fuerte se distribuye principalmente en el área central de la ciudad de Qingzhen, con una pequeña cantidad en el. al este del lago Hongfeng y al noroeste de la ciudad de Qingzhen. El área de desertificación rocosa en la ciudad de Qingzhen representa el 24,67% del área total, de la cual la desertificación rocosa leve representa el 17,31%, la desertificación rocosa moderada representa el 6,46% y la desertificación rocosa severa representa el 0,90% (Figura 3-4).
2. Análisis de la relación entre el grado de intensidad de la desertificación rocosa y la litología.
Geológicamente, la zona de Yachi en Qingzhen pertenece al Pérmico Superior y está intercalada con pedernal, caliza y esquisto. Debido a que las rocas de sílex son densas y duras, la desertificación rocosa moderada es más típica. Al este de Jiutou Dapo, pertenece a la Formación Yelang del Sistema Triásico. La parte superior es esquisto, la parte media es piedra caliza y la parte inferior es esquisto, que es blando y tiene una débil resistencia a la intemperie. Sin embargo, la roca arcillosa sigue siendo una roca fuertemente consolidada y se desarrolla incluso una ligera desertificación rocosa. El área circundante y su extensión al este de la Acrópolis pertenecen al Pérmico Inferior, en el que predominan las calizas y calizas, con esquisto en el fondo, y luego hacia el este hasta el río Maotiao y el noreste de la Acrópolis.
Desde el este de la ciudad de Weicheng hasta Xinfa y otros lugares del sur se encuentra la Formación Maocaopu del Triásico Inferior. La parte superior es dolomita, la parte media es piedra caliza y la parte inferior es piedra caliza. Debido a que la posición de esta dolomita es inestable y a menudo pasa lateralmente a piedra caliza dolomítica o caliza, la mayor parte de esta área es un área sin desertificación rocosa. Al este de Machang y cerca se encuentra la Formación Songzikan del Triásico Superior, que está compuesta de dolomita de piedra caliza, dolomita arcillosa intercalada con esquisto y una desertificación rocosa moderada es relativamente típica. Liuchang está rodeado por la Formación Maocaopu y la Formación Yelang del Triásico Inferior, así como por el Pérmico Superior e Inferior, con una mezcla de desertificación rocosa potencial y desertificación rocosa leve. El lago Hongfeng está rodeado por el subgrupo Hongfeng de la Formación Ansikian Huaxi del Triásico Medio. Es principalmente dolomita intercalada con esquisto, con ocasionales brechas solubles y capas intermedias de yeso. A excepción de la parte occidental, las zonas principales son la desertificación rocosa potencial y la desertificación rocosa leve. Diferentes litologías conducirán a diferentes intensidades, grados, áreas y grados de desertificación rocosa (Tabla 3-7).
Figura 3-4 Mapa a escala de los niveles de intensidad de la desertificación rocosa en la ciudad de Qingzhen
Tabla 3-7 Tabla de áreas de distribución de los niveles de intensidad de la desertificación rocosa en el área kárstica de la ciudad de Qingzhen ( unidad: m2)
A partir del análisis comparativo se puede obtener la relación de distribución (Figura 3-5) y la gravedad específica (Figura 3-6) de cada litología.
Se puede ver que la distribución de la litología en la ciudad de Qingzhen juega un papel principal en la distribución de la desertificación rocosa. La desertificación rocosa se distribuye principalmente en el área de dolomita de piedra caliza, que representa el 42% del área kárstica total en la ciudad de Qingzhen, seguida por la piedra caliza. El área de esquisto representa el 19% del área kárstica total, el área de distribución de dolomita con el área de desertificación rocosa más pequeña representa el 10% del área kárstica total en la ciudad de Qingzhen. En el área de dolomita caliza, la desertificación rocosa potencial es la más ampliamente distribuida, representando aproximadamente el 62% del área, seguida por las áreas sin desertificación rocosa, que representan el 16%, y la desertificación rocosa de intensidad es la menor, representando el 1% (Figura 3-7).
La desertificación rocosa potencial se distribuye más ampliamente en las zonas de esquisto calcáreo, seguida por la desertificación rocosa leve y la desertificación rocosa no intensa (Figura 3-8). Hay muchas desertificaciones no rocosas, desertificaciones rocosas potenciales y desertificaciones rocosas leves en el área de dolomías, mientras que la desertificación rocosa fuerte solo representa el 1% (Figura 3-9). En las zonas de piedra caliza, la desertificación rocosa potencial representa el 58%, seguida de la desertificación rocosa leve que representa el 26%, la desertificación rocosa potencial que representa el 12%, la desertificación rocosa moderada que representa el 1% y la desertificación rocosa severa que representa el 3% (Figura 3- 10). En áreas donde la dolomita y la piedra caliza se distribuyen alternativamente, domina la desertificación rocosa potencial. Las proporciones de desertificación no rocosa y desertificación rocosa leve son similares, mientras que la desertificación rocosa moderada y la desertificación rocosa severa son más comunes (Figura 3-11). Con base en la comparación anterior, la desertificación no rocosa se distribuye principalmente en el área de dolomita, seguida por el área mixta de esquisto calizo, dolomita y caliza, siendo el área de caliza la que menos potencial de desertificación rocosa se distribuye principalmente en la zona de caliza; zona dolomítica, siendo la zona dolomítica la menor la desertificación rocosa más leve en las zonas dolomíticas y calizas, y la menor en las zonas dolomíticas calcáreas. La desertificación rocosa moderada se distribuye principalmente en el área mixta de dolomita y piedra caliza, donde el área de piedra caliza representa solo el 1% del área total del área. La desertificación rocosa intensa se distribuye más ampliamente en las áreas de piedra caliza y es casi nula; -Existente en zonas de esquistos calcáreos.
Figura 3-5 La proporción de distribución de la desertificación rocosa de diferentes litologías
Figura 3-6 La proporción de los niveles de intensidad de la desertificación rocosa de cada litología
Figura 3 -7 Gráfico de escala de intensidad de desertificación de la dolomita calcárea
Figura 3-8 Gráfico de escala de intensidad de desertificación de la lutita caliza
Figura 3-9 Gráfico de escala de grado de intensidad de desertificación de la dolomita p>
Figura 3-10 La relación de los niveles de intensidad de desertificación rocosa en piedra caliza
Figura 3-La relación de niveles de intensidad de desertificación rocosa en dolomita y piedra caliza +01