探討當前地質(zhì)災害調(diào)查中的遙感技術

付彩霞 徐小軍

(重慶地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊，重慶 400700)

近些年來，航空航天遙感技術迅猛發(fā)展，并廣泛應用于各種地質(zhì)災害的監(jiān)測中。在國外，日本利用遙感圖像編制了全國1：50 000地質(zhì)災害分布圖；歐盟各國在大量滑坡、泥石流遙感調(diào)查基礎上，對遙感技術方法進行了系統(tǒng)總結(jié)，指出了識別不同規(guī)模、不同亮度或?qū)Ρ榷鹊幕潞湍嗍魉璧倪b感圖像的空間分辨率，并利用GPS測量及雷達數(shù)據(jù)，監(jiān)測地質(zhì)災害可能達到的程度。目前，我國在利用遙感技術開展地質(zhì)災害調(diào)查方面，也摸索了一套較為合理有效的地質(zhì)災害遙感調(diào)查方法，即利用遙感信息源，以目視解譯為主，計算機圖像處理為輔，將重點區(qū)遙感解譯成果與現(xiàn)場驗證相結(jié)合，并利用其它非遙感資料，綜合分析，得出可靠的分析調(diào)查結(jié)果。充分利用航天航空、差分干涉雷達和全球定位系統(tǒng)等遙感技術進行地質(zhì)災害監(jiān)測并災后評估，是遙感技術在地質(zhì)災害監(jiān)測應用中的必然發(fā)展趨勢。

1 遙感技術的特點

1.1 宏觀性遙感影像是大范圍地面信息的載體，一景NOAA數(shù)據(jù)覆蓋512kin×512km的地面范圍；一景TM數(shù)據(jù)覆蓋180kin×180km的地面范圍；一景SPOT數(shù)據(jù)覆蓋60kin×60kin的地面范圍；加拿大RADAKSAT則有多種成像方式。幅寬從75kin到500kin。遙感為人們從宏觀上、總體上把握事物的全貌提供了快速、便捷的途徑。

1.2 客觀性遙感信息是從高空獲得的地面信息，這些信息雖然不是依靠人們的直接觀測獲得，卻是地物通過特有的光譜特性或反射特性對地面狀況的客觀反映。通過模式識別、計算機分類技術、波段運算等分析方法對這些信息進行研究，我們可以獲得特定區(qū)域現(xiàn)狀的相關信息。

1.3 綜合性衛(wèi)星遙感信息是對地面狀況的綜合反映。山峰、水庫、道路、植被、居民點、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和大地構(gòu)造等靜態(tài)地物地貌。流動物體的瞬時動態(tài)影像等都能在其中得到一定地反映，不同波段的遙感數(shù)據(jù)還蘊藏著溫度、濕度、亮度等環(huán)境要素。

1.4 動態(tài)性每一景遙感信息都是對地面狀況地瞬時反映。同一地區(qū)不同時期的遙感影像反映了研究區(qū)域的動態(tài)變化。NOVA衛(wèi)星每天可以重復獲得同一地區(qū)的兩景數(shù)據(jù)。TM影像的成像周期為7天，SPOT衛(wèi)星可以每天對同一地區(qū)成像，RADARSAT影像的成像周期最快可達3天-4天.而機載SAR。可以根據(jù)需要隨時升空獲取影像信息。

2 遙感調(diào)查地質(zhì)災害的必要性

據(jù)不完全統(tǒng)計，全球發(fā)展中國家每年由地質(zhì)災害造成的經(jīng)濟損失，達到了國民生產(chǎn)總值的5%以上。在我國災害及其所導致的環(huán)境問題中，據(jù)估計由地質(zhì)災害造成的損失約占整個災害損失的35%。可見，利用遙感技術加大對地質(zhì)災害調(diào)查、監(jiān)測和防治，已成為刻不容緩的任務。遙感對地觀測技術具有時效性好、宏觀性強、信息量豐富等特點。衛(wèi)星遙感中的“星載雷達技術”具有穿透云雨特點，不受天氣條件影響，可以實時而準確的開展突發(fā)性地質(zhì)災害狀況調(diào)查，為搶災與救災工作提供準確資料。

3 遙感調(diào)查地質(zhì)災害的可行性

3.1 遙感調(diào)查地質(zhì)災害的技術經(jīng)驗積累

國內(nèi)外遙感調(diào)查地質(zhì)災害的技術方法，已基本形成了規(guī)范化的技術流程，在地質(zhì)災害遙感判讀、分類及制作相應的圖像方面都取得了較成熟的經(jīng)驗。能夠?qū)Φ刭|(zhì)災害進行系統(tǒng)的遙感解譯，并進行滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災害分區(qū)與定量的災情等級評價，從宏觀上進行致災成因分析和發(fā)展趨勢預測。

3.2 遙感技術特點為有效地進行地質(zhì)災害調(diào)查提供了可能

一般情況下，巖性脆弱、構(gòu)造發(fā)育、植被稀疏、地形陡峻的地段，在強降水過程中容易發(fā)生地質(zhì)災害。遙感技術具有全天候、準確性，不僅能有效地監(jiān)測預報天氣狀況進行地質(zhì)災害預警，研究查明不同地質(zhì)地貌背景下地質(zhì)災害隱患區(qū)段，同時對突發(fā)性地質(zhì)災害也能進行實時或準實時的災情調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和損失評估。因此，遙感技術在地質(zhì)災害調(diào)查中必將發(fā)揮非常重要的作用。

3.3 遙感技術的快速發(fā)展為地質(zhì)災害調(diào)查提供了強有力技術支持

世界衛(wèi)星技術的發(fā)展，米級甚至分米級的衛(wèi)星圖像為直接監(jiān)測和區(qū)分地物提供了可能性。另外，GPS技術大大改進了滑坡、泥石流等地質(zhì)災害調(diào)查中的定位工作，美國和俄羅斯都有全球定位系統(tǒng)，其提供數(shù)據(jù)的差分精度可達毫米級。我國的基礎地理框架工作也取得了長足進步，1：1 000 000比例尺的全國數(shù)字地圖已進入Internet，1：250 000全國數(shù)字地圖也已完成，部份重點地區(qū)的1：50 000基礎1：10 000的數(shù)字地圖制作工作也初具規(guī)模。

4 遙感技術調(diào)查地質(zhì)災害的內(nèi)容

4.1 遙感技術能夠調(diào)查與研究的孕災背景

利用遙感技術有效地調(diào)查研究地質(zhì)災害孕災背景，是地質(zhì)災害調(diào)查中最基礎而又最重要的工作內(nèi)容：①時日降水量；②多年平均降水量；③地面坡度；④松散堆積物的厚度及分布；⑤構(gòu)造發(fā)育程度(控制巖石破碎程度和穩(wěn)定性)；⑥植被發(fā)育狀況；⑦巖土體結(jié)構(gòu)(反映巖土體抗侵蝕、破碎的能力)；⑧人類工程活動程度。由于氣象衛(wèi)星可以實時監(jiān)測降雨強度與降水量，陸地資源衛(wèi)星不僅具有全面系統(tǒng)的調(diào)查地表地物的能力，其紅外波段及微波波段還具有調(diào)查分析地下淺部地物特征的作用。因此，在上述8種孕災背景中，第①與第②種可通過氣象衛(wèi)星與地面水文觀測站調(diào)查統(tǒng)計，其它因子可通過陸地資源衛(wèi)星并結(jié)合適當?shù)膶嵉靥た辟Y料得以查明。

4.2 遙感技術在地質(zhì)災害現(xiàn)狀調(diào)查與區(qū)劃方面的作用

地質(zhì)災害作為一種特殊的不良地質(zhì)現(xiàn)象，無論是滑坡、崩塌、泥石流等災害個體，還是由它們組合形成的災害群體，在遙感圖像上呈現(xiàn)的形態(tài)、色調(diào)、影紋結(jié)構(gòu)等均與周圍背景存在一定的區(qū)別。因此，對崩、滑、泥等地質(zhì)災害的規(guī)模、形態(tài)特征及孕育特征，均能從遙感影像上直接判讀圈定。在此基礎上進行地質(zhì)災害區(qū)劃，劃分地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)域，評價易發(fā)程度，為防治地質(zhì)災害隱患，建立地質(zhì)災害監(jiān)測網(wǎng)絡提供基礎資料。

4.3 遙感技術對地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測與預警

地質(zhì)災害的發(fā)生是緩慢蠕動的地質(zhì)體 (如滑坡體等)從量變到質(zhì)變的過程。一般情況下，地質(zhì)災害體的蠕動速率是很小而且穩(wěn)定的，當突然增大時預示著災害的即將到來。由于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的差分精度達毫米級，可以滿足對蠕動災體測的精度要求。因此，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以全過程地進行地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測，在此基礎上有效地行地質(zhì)災害的預測、預報甚至臨報和警報。

4.4 遙感技術對災情實時調(diào)查與損失評估提供可靠的技術手段

地質(zhì)災害的破壞包括人員與牲畜傷亡。村莊、工礦、交通下線、橋梁、水工建筑等財產(chǎn)損失以及土地、森林、水域等自然資源的毀壞。利用遙感技術進行地質(zhì)災害調(diào)查，除人員與牲畜傷亡難以統(tǒng)計外，高分辨率的遙感影像對工程設施和自然資源的毀壞情況均可進行實時或準實時的調(diào)查與評估，為搶災救災工作提供準確依據(jù)。

結(jié)語

遙感技術是一門新興的高新技術手段，利用遙感技術開展地質(zhì)災害調(diào)查不僅是必要的，而且是可行的。遙感技術可以貫穿于地質(zhì)災害調(diào)查、監(jiān)測、預警、評估的全過程。隨著遙感技術理論的逐步完善和遙感圖像空間分辨率、時間分辨率與波譜分辨率的不斷提高，遙感技術必將成為地質(zhì)災害及其孕災環(huán)境宏觀調(diào)查以及災體動態(tài)監(jiān)測和災情損失評估中不可缺少的手段之一。但是，全面推廣地質(zhì)災害遙感調(diào)查，目前尚存在一定的困難和技術缺陷，有待于廣大遙感工作者和地質(zhì)災害工作者不斷完善。

[1]盧軼.遙感技術在地質(zhì)災害調(diào)查中的應用及前景[J].能源與節(jié)能.2011（10）.

[2]李年喜.遙感技術在地質(zhì)災害調(diào)查中的應用[J].西部資源.2011（05）.