遥感技术在地质灾害调查与监测中的应用

遥感技术在地质灾害调查与监测中的应用资工（基）11007班薛珂欧阳黎明雷正东前言遥感技术已成为区域地质灾害及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术之一，在地震（活动性断裂）、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害的调查、监测和研究工作中已发挥了重要的作用。1、地质灾害的多发性地质灾害是指在地球的发展演变过程中，由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。我国幅员辽阔，地质结构多样，是一个地质灾害多发的国家。常见的地质灾害有滑坡、泥石流、崩塌、地裂缝、地面塌陷等。不合理的人类经济工程活动使得地质灾害的发生日趋加剧，地质灾害严重地威胁着国家的财产和人民的生命安全，阻碍了社会经济可持续发展。现代航天技术和遥感技术的飞速发展不仅为地球资源与环境监测研究开辟了广阔的前景，而且为地质灾害的调查和研究提供了崭新的手段。长期以来，遥感技术已经成为对区域地质灾害及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术，在地震（活动性断裂）、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害的调查、监测和研究工作中发挥了重要的作用，为山区大型工程建设的环境灾害调查及防灾减灾工作做出了重要贡献。2、地质灾害监测的必要性就我国地质灾害发生的区域性和多发性特点以及我国国民经济总体水平不高的状况而言，我国不可能有足够的经济力量和技术力量对有潜在危险的地质灾害点进行全面的工程治理。因此，作为地质灾害综合防治的一条有效途径，就是开展地质灾害预测预报和风险区划，为国土规划、减灾救灾、灾害管理与决策提供可靠依据；对危害性严重的地质灾害点加强监测预报，避免重大地质灾害事件的发生。3、遥感技术特点3.1大范围高精度获取数据遥感技术可以从高空中对大范围地区进行探测，获取该地区宏观的遥感数据。根据采集手段的不同，采集的广度与精度也会不同。飞机的采集高度为10km左右，陆地卫星的采集高度为910km左右。目前，TM卫星影像空间分辨率最高可达15米(ETM+)；SPOT卫星全色波段的影像空间分辨率最高可达2.5米，多光谱波段达10米；IKONOS影像数据分辨率最高可达1米；分辨率最高的为Qiuckbird，可达0.61米。IKONOS卫星3.2数据更新周期短遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行数据采集，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新数据。根据数据的变化，可以对该地区的自然现象进行动态监测，动态反映地面事物的变化。不同高度的遥感平台其重复观测的周期不同，NOAA气象卫星每天能收到同一地区两次的遥感数据，而Meteosat每30分钟则可以获得同一地区的图像。3.3适合各种地形遥感技术不受地面条件的限制，在自然条件恶劣的地区，如沙漠、沼泽、高山等，可以使用遥感技术替代人类去进行数据的采集与探测。此外，通过选用不同的波段和遥感仪器，遥感技术还可以对地物内部进行探测。例如，地面深层、水的下层，冰层下的水体，沙漠下面的地物特性等，如微波遥感。4、地质灾害监测中遥感内容分析遥感技术具有宏观性强、时效性好、信息量丰富等特点，不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警、研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段，同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此，遥感技术在地质灾害调查中发挥着重要的作用。地质灾害的孕灾背景主要有如下八种因子：(1)时日降水量；(2)多年平均降水量；(3)地面坡度；(4)松散堆积物的厚度及分布；(5)构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）；(6)植被发育状况；(7)岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；(8)人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量，陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力，其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此，在上述八种因子的孕灾背景中，时日降水量和多年平均降水量的因子可通过气象卫星与地面水文观测站予以调查统计，其他因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景是地质灾害调查中最为基础且最重要的工作内容。不同时相的波谱的影像信息可提供准确及时的灾害预报参考，一般情况下，地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的，当突然增大时预示着灾害的即将到来。地质灾害遥感解译是根据地质灾害及其要素、后壁、滑体、前缘、物源区、流通区、堆积区等的形态特征，在航空像片或卫星图像上以目视方法进行识别，可更加准确和精细地分辨地物。遥感技术应用于大面积的地质灾害调查,可达到及时、详细、准确且经济的目的。在不同地质地貌背景下能监测出地质灾害隐患区段,还能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。在“5·12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，为政府做出正确决策提供了依据。在舟曲泥石流灾害中，利用高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PIX-ELGIRD，对无人飞机获取的数据进行镶嵌、拼接、纠正，获取了灾区高分辨率影像数据。运用软件将这些抽象的数据“变”为直观的地图，利用灾后航空影像并结合国家基础地理信息数据库资料，快速对舟曲县进行灾害遥感解译和评估，开展比对分析，获得了倒塌城镇房屋，受损公路、桥梁、农田、林地，堰塞湖、泥石流、滑坡等各种灾情的位置、类型、规模、分布特征等信息，为救援工作提供了有力的依据且赢得了宝贵的时间。地质灾害中的滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体以及它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹、结构等均与周围背景存在一定的区别。地质灾害解译分析主要步骤为：（1）根据解译标志确定地质灾害体，利用ERDAS、POTOSHOP等软件平台，在已处理好的数字影像上对地质、地表环境、灾害的全貌、局部及周围的观察和分析，根据地形线确定滑坡的滑动方向，获取最初解译结果；（2）在最初解译结果中选取有疑问的、重要的、交通可能到达的部分地质灾害体进行现场验证；（3）现场验证后再作进一步分析解译、修改，形成初步解译成果。在实践工作中，要结合遥感数据源特点，针对不同的数据源，建立高分辨率数据源的地质灾害遥感调查技术流程。五、结束语遥感技术已成为灾害分析不可缺少的重要手段，并在防灾减灾中取得了许多成功经验。但应该看到，我国的遥感技术现在主要集中应用在灾后评估和应急反应方面，在灾害预测方面应用较少，在许多应用中还没有很好地与GIS地理信息系统和GPS全球定位系统结合，大大限制了3S技术强大功能的发挥。在新的形势下，以遥感、GIS和全球定位系统（GPS）组合的3S对地观测系统发展迅速，正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统，更好地为自然灾害的监测预警和防灾减灾服务。随着卫星技术的发展，微机图像处理软件功能的完善，以及现代网络信息转输技术的飞速发展，为21世纪遥感工作的深化提供了良好的基础。21世纪是我国可持续发展的重要时期，需要丰富的资源与良好的生态环境来支持，同时社会需求也要求遥感技术向着更广阔的领域拓展，信息综合化分析将显得更为重要，遥感应用将具有更加广阔的前景。中国资源3号卫星谢谢观看