遥感在地震中的应用

遥感在地震中的应用地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五十多万次。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾。房屋倒塌、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906年G.R.劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。20世纪60年代以来，航空遥感在日本、美国、加拿大、印度、新西兰、泰国等国均被广泛地应用于地震灾害调查。由于早期航天遥感影像分辨率较低，其在地震中的应用局限性较大。近年来，随着高分辨率影像的日益普及和空天地一体化对地观测网络的形成，极大地促进了遥感技术在地震各阶段中的应用，本文将从地震发生不同阶段中，对遥感技术的应用进行分析。震前监测预报地震预报是当今世界科学届的一大难题，由于地震的成因非常复杂且多样化，目前的技术手段还难以高效、准确地开展地震预报监测。目前,利用卫星遥感技术进行地震预报研究还仅处于初级阶段，主要集中在震区热异常探测研究。地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，历史上亦不乏记载，我国史料中就记载了许多强震前出现的热异常现象。我国1978年的唐山大地震，其震前就出现了地表热异常，表现在气压高、多雨，地表下0.8m处地温与常年相比差异较大，震前3天突然增温，其增温中心即为后来的震中区。研究表明，强震前在震中区较大范围内出现增温异常是一种普遍现象，这种增温异常不仅表现在气温上，还表现在地表温度和地表下浅层地温上。传统的震前热异常研究主要是利用全国台网实测的气温、浅层地温以及（中、深）层水温等数据对震中附近局部地区的地表及地下一定深度的热状况进行时空演变的分析。这种方法虽然也能较真实地反映局部地区热异常状况，但难以获取地震范围内大面积的温度动态演变资料。热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息丰富等特点，因而基于热红外遥感手段可快速获取震区大面积热异常影像，连续不间断监测则可得到震区热异常影像序列。震后紧急救援、灾情监测及评估地震往往具有极强的破坏性，从过去的地震实践来看，震后几小时到24小时内是人员抢救的关键时段，这就要求我们有能力在震后几个小时内，即使在灾区通信及交通中断的情况下，也可快速获得极震区和高烈度区的震害信息，为震害快速评估及抢险救灾提供快速、准确的决策依据。现有的航天及航空遥感，包括CCD摄像、航空目测、航空遥感、微波遥感等技术手段则恰恰可满足灾后救援需求，高时间分辨率卫星及众多静止卫星的日益普及使得遥感手段对于灾情过程的监测十分有效。灾情监测主要包括气象监测、山体滑坡监测及次生灾害监测，次生灾害监测则包括次生火灾、次生水体污染、次生地质灾害、次生堰塞湖监测，其对灾后救援及灾区的影响最大。在灾害应急阶段，灾害评估主要包括房屋倒损、房屋受损、交通受损、受灾人口等方面，其中又以交通受损评估最为关键。地震灾害通常导致通往灾区的道路严重受损，致使救援物资、设备和救援人员不能够及时赶往一线进行抗震救灾，同时也延缓了受灾民众的安全转移和撒离。目前，国产高分卫星系列高分一号、高分二号以及资源卫星系列资源三号、资源一号02C已经在地震灾害监测中有着广泛的应用，公众可以在遥感集市上查询相关影像数据并共同参与救援与监测。在2014年8月3日云南鲁甸县6.5级地震事件中，资源卫星应用中心紧急调动资源三号和高分一号等多颗高分辨率卫星对受灾区域进行连续观测。同时，相关部门开通了卫星数据应急共享通道，向社会各界共享受灾区域高分一号等多颗国产遥感卫星历史影像数据、最新影像以及最新判读解译成果图。判读解译成果图能客观、真实呈现受灾现状，精确定位地震造成的直接灾害与次生地质灾害，精确定位山体滑坡中断道路位置与山体滑坡阻断河流形成堰塞湖的位置，为国家搜救中心了解灾区灾情现状、疏通灾区中断道路以及消除堰塞湖等易造成次生灾害隐患区域提供参考信息。图1滑坡体中断道路三维影像图2滑坡体导致堰塞湖三维影像图3红石岩村堰塞湖形成前影像图（2014年6月25日)图4红石岩村堰塞湖形成后卫星影像（2014年8月5日)灾后重建遥感技术手段可作为灾后重建科学规划的重要技术保障，对于强震区，其灾后重建进展情况监测及评估工作可借助遥感手段开展。同时遥感手段还可对灾后的生产生活情况监测评估，为决策者及管理者提供不可或缺的技术依据。基于遥感手段，还可获取震区基础地理数据，为灾后重建提供及时、可靠、适用的科技保障。我国是一个地震多发的国家，因而准确、高效地开展地震预报、监测、救灾工作具有十分重要的应用价值及现实意义。遥感技术具有获取信息快、信息量大、手段多、更新周期短，能多方位、全天候地动态监测等优势，为地震预测、地震灾害调查及损失评估提供了一种新的高科技手段。随着高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率、多传感器遥感影像的普及与深入应用，遥感技术在地震领域的应用将会越来越广泛，其综合应用不仅可从单一信息源分析向复合分析方向发展，还可从定性判断向定量分析方向发展。