遙感測量在地質災害治理方面應用與創新

盧 俊

（貴州省第一測繪院，貴州 貴陽 550025）

遙感技術在預防和控制地質災害中具有重要意義。通過遙感技術的應用，保證了獲取地質災害具體情況的及時性和真實性，有助于提前預防地質災害。它還可以監測災害的具體情況，并為地質災害發生后進行科學評估提供數據支撐[1]。利用高科技手段對遙感衛星數據進行分析，為地質災害的預防，監測和災后重建提供了科學的數據，提高了應對地質災害的能力。

1 遙感技術概述

遙感技術（RS）基于電磁波理論，充分利用各種遙感儀器對遠距離目標反射或輻射的電磁信號進行收集、分類和成像，從而對地面各種景物進行探測和識別，在各類資源監測中發揮了巨大作用。遙感技術具有信息獲取范圍廣，信息獲取速度快，條件對信息獲取渠道的影響小，信息獲取方法多樣，信息量大的特點。由于遙感技術利用衛星、飛機或其他收集電磁波輻射或反射信號，因此在各種飛機的快速運行過程中，相應的遙感監測設備可以獲得經過該區域的實時自然資源信息，因此數據信息的更新速度非?？欤⑶疫b感器的高度通常超過10公里，因此遙感設備覆蓋的信息面非常寬[2]。

2 遙感技術的實際應用

2.1 地質災害監測

2.1.1 用于分析災害原因

地質災害的預測與管理，是保護人民生命財產安全的基本的任務。在具體的實施過程中，使用遙感監測技術可以及時發現災害的根本原因。通常，氣象衛星可以及時監測這些數據的變化，土地資源衛星可以及時監測地質災害隱患點變化狀況，并可以監測地表以下的淺層部分。在實施過程中，可以利用遙感技術及時掌握災害發生的根本原因，并根據具體情況進行有效的監督管理。地質災害通常發生在惡劣的天氣條件下[3]。我們可以使用氣象衛星動態監測每日和每年的降水，也可以使用土地資源衛星構建和開發用于實時監測地表的監測系統，并通過電磁波反饋信息分析地表特征和淺層地下特征，對即將發生的地質災害提出預測和警告。

2.1.2 合理規劃災區

合理劃分災區和進行重點調查分析是監測災情的重要方法。大多數地質災害是由不良地質條件引起的。因此，在某些地質條件較差的地區，發生地質災害的可能性更大，并且可能同時發生多種災害，從而增加了災害的危害。我們可以利用遙感技術對易發地區進行劃分，開展有針對性的研究，根據具體情況進行治理和分析。將可能發生的災害特征和方法應及時反映在相應的圖像上，分析地質變化，了解地質災害的規模，破壞程度和發展趨勢，為監測地質災害提供重要數據。地質災害的風險極高，滑坡和泥石流都將在短時間內對人類造成巨大破壞，危險范圍很廣，破壞力很強。使用地質災害遙感技術進行分析，可以對劃分的區域或即將發生的災害進行統計和分析，記錄發生的原因和條件，劃分即將發生的災害類型，并匯總數據信息[4]。預防更加嚴重的地質災害，進一步形成地質災害監測網的數據和信息，以提高工作效率。

2.1.3 地質災害監測

通常，發生地質災害是因為地質運動的緩慢發展即將從量變變為質變。因此，使用遙感技術，可以隨時監視和監測地質災害隱患點，然后獲取及時和準確的地質情況變化數據，然后將這些數據整合到實際工作中，預測災害的發生，及時發出警告和警報，并及時將人員轉移到安全區域，并為管理人員提供相應的數據，監測和預警次生災害的發生，避免重大生命和財產損失。

2.1.4 災后損失評估

發生地質災害時，影響范圍非常大，后果非常嚴重。這將導致大量人員傷亡，基礎設施和房屋的大量損失，這將對人們的正常生活環境產生巨大影響。我們使用遙感技術實時監測和控制災難的后果，無法準確計算人員傷亡，但是通過使用高清圖像處理，我們可以及時了解基礎設施和資源的狀況以及由此產生的損失情況，為將來的重建工作提供最可靠的依據。例如，在某地區發生滑坡后，我們可以使用高分辨率遙感技術監測滑坡體和侵蝕建筑物所覆蓋的區域，預估地質災害對建筑物、公路、礦山等的破壞程度，評估損失并制定相應的重建計劃。

2.2 地質災害管理

2.2.1 滑坡災害管理

滑坡對人類非常有害，其影響不如地震大，但會造成巨大的生命和經濟損失。因此，地質災害管理部門必須對滑坡災害進行預測。特別是在21世紀之后，中國開始更加重視滑坡治理技術。使用先進測量技術手段獲得滑坡隱患點數字模型，實時監測地表形變情況，然后使用GIS技術存儲和管理相關信息。在治理過程中，利用滑坡原理對數字空模型進行詳細的分析和研究是災害評估，監測和處理的最佳方法。遙感技術可以及時監測和分析滑坡災害，并在即將發生事故時提供預警。

2.2.2 泥石流災害管理

由于山區里面水和天然氣構成了非常嚴重的地質災害，特別是在發生大雨時，它們的發生速度非?？欤⑶移茐牧Ψ浅４?。

因此，在沙流和滑坡之間存在沉積流。經常會使人們無法應付。產生泥石流必須遵循三個條件：首先，該地區地貌豐富且地質松散；第二，溝床的陡坡；第三，強風暴的發生。當前，沒有非常有效的方法來處理碎片流。因此，在治理中，必須選擇遙感技術，確定發生地點和強度，并選擇最佳治理方法，以提高治理效果。

2.2.3 水土保持

水土保持是防止泥石流的主要途徑。水土流失通常僅在水力、風力和重力共同作用下發生，水土流失已經是地質災害的主要原因。通過使用遙感技術，可以合理地估計可能發生的土壤邊坡侵蝕程度，然后采取具體的補救措施，以避免其他更嚴重的地質災害，并保護人們的生命和財產安全，改善人們的生活環境，因此使用遙感技術為水土保持提供數據支撐具有十分重要的現實意義。

3 差分干涉雷達遙感應用

從20世紀90年代以來，歐洲一些發達國家對機載或星載合成孔徑雷達理論，同時要進行深入研究，在獲得大量的商用SAR圖像，D-InSAR技術在大地測量方面的研究和應用得到極大發展，一方面D-InSAR技術可以在大面積范圍內（100kmX100km）監測地面的微小形變，具有不需要人員進入災害地區測量的特點，相對于GNSS全球定位系統和經典的大地測量手段（高精度水準測量）而言，有著巨大的優勢和廣闊的應用潛力。另一方面，高精度水準和GNSS技術只能監測有限的、離散的控制點，而D-InSAR一幅圖像就可以控制1萬平方公里的地表形變監測，其空間分辨率可達到5m～20m。

3.1 SAR數據處理的一般流程

要獲取地表形變信息，則必須消除區域的地形信息。目前常采用的方法主要是以Massonnet為代表的DEME法（又稱“二軌法”）和以Zebker為代表的三軌法。二軌法是利用實驗區地表變化前后二幅影像生成干涉紋圖，再利用事先獲取的DEM數據模擬紋圖，從干涉紋圖中去除地形信息以得到地表變化信息。

這種方法的優點是無須進行相位解纏（MassOnnet，l993B），減少處理工作量。缺點是對于無DEM數據的地區無法采用上述方法。三軌法是利用三景影像生成二幅干涉紋圖，一幅反映地形信息（對于ERS-l/2SAR數據來說，一般采用相隔一天的重復軌道數據），一幅反映地表形變信息，進行平地效應消除后，分別進行相位解纏，最后利用差分干涉原理計算得到地表形變信息。三軌法的主要優點是無需地面信息，數據間的配準較易實現,缺點是相位解纏的好壞將影響最終結果。

3.2 三軌法的一般處理流程

三次過境法差分InSAR處理流程見圖l。

圖1 三次過境法差分InSAR處理流程

4 結語

遙感技術是一種新興技術，在地質災害的預測和管理中發揮著重要作用。遙感技術可以實現地質災害的調查、監測、預警和評估等一系列過程。它可以實現所有地質條件區域的地質監測，并且可以反映發生地質災害的地區的圖像。隨時讓救援人員能夠了解災區的災后情況，并確保救援人員自身的安全。遙感技術已經成為地質災害中災害監測和災害管理的重要手段，并在確保人民生命財產安全方面發揮著重要作用。