遙感地質調查讓南海更美麗

廣西壯族自治區遙感中心 廣西 南寧 530023

中國地處亞洲東部,陸地邊界線總長2.2萬余千米,海岸線總長1.8萬余千米,陸地與15個國家接壤,海域與8個國家的大陸架或20海里專屬經濟區相連接。我國邊境地區的構成也較為復雜,包括高寒高山地區、干旱沙漠地區、界河與跨境河流區、植被覆蓋區及島礁海域等,而我想研究的對象是中國南海的珊瑚島礁。長期以來,由于我國南海海域遼闊,海島眾多,這些海島遠離大陸,人口稀少,且部分海域存在領海海權爭議,船只難以到達,那么怎么在我們無法抵達這些島嶼實際考察的時候,如何解決這些難題呢?

西游記里,有位能目視千里之外的神仙,他叫做千里眼。曾在孫悟空出世時俯瞰人間,查看天庭振動的原因。在科技發達的今天,是否也有一種技術,能夠一眼看到千里之外的景象呢?答案是肯定的,這種技術叫遙感。遙感故名思義就是從遠處感知事物,不用到達現場,不用接觸事物本身,卻可以通過儀器,從遠處探測和接受來自目標物體的信息。照相機我們都有用過,我們可以想象成遙感就是在幾萬英尺的衛星上放置一個巨型照相機,它叫做傳感器,通過照相機可以對地球表面的物體拍照。由于衛星位置高、觀測范圍廣,還能搭載各具特色的傳感器對地球表面進行長期不間斷的探測,所以把航天遙感叫做“千里眼大神”實至名歸。

我國的南海包括西沙群島、中沙群島、南沙群島的島礁及其海域。我們都知道我們國家的最南的島嶼是曾母暗沙,也是中國南海的最南端。中國南海南起曾母暗沙海域,北至北衛灘海域,西起萬安灘海域,東至黃巖島海域。北接我國臺灣、廣東、海南和廣西等省區,東面和南面分別隔著菲律賓群島和加里曼丹群島與太平洋、印度洋為鄰,西南和越南、馬來半島等地相連,面積約為350萬平方公里。共分布著200多個島嶼、沙洲、暗礁、暗沙和暗灘,它們散布在海南島以南和以東。其中,已命名的島嶼、沙洲、暗礁、暗沙和暗灘有248個,其中露出海面的島洲47座。南海東西相距約900公里,南北相距約1800公里,整個海域的形狀大體上是自東北向西南伸展的。

遙感技術為地質研究和勘察提供了先進的手段,也為南海這種大范圍地質研究創造了有利得條件,利用遙感手段,我們就可以很方便的對南海眾多島礁進行實時、全方位的觀測。由于目前高分遙感衛星的分辨率能達到亞米級,由于遙感影像具有廣闊的視野和逼真的影像,通過分析比對傳感器傳回的數據,可以全方位的對南海島礁基礎地質、工程地質、水文地質、地形地貌、土地覆被、近海水深、淺海海底地形、地層穩定性等信息進行監測。

1 基礎地質

通過對遙感影像進行地質構造分析,可以直接看到島礁表面的地質單元,尤其對一些第四紀松散沉積物覆蓋下的隱伏構造反映的相當清晰,譬如西沙石島上的一塊石頭明顯與其他風化形成的珊瑚礁松散堆積物特征不同,屬于年代更為久遠的底層。

2 工程地質

利用遙感技術可以分析島礁表面巖土的承載力,對島礁上的建筑工程選址和道路選線,通俗點說就是幫我們找到更穩定的區域建造碼頭、機場、發電站等基礎設施。因為穩定地層可以抵抗地震海嘯、臺風暴雨等災害侵襲,在工程質量與安全方面起到了重要作用。

3 水文地質

通過對遙感影像解譯分析,可以直接看到島礁上的地表水分布情況,例如河流、湖泊、池塘以及人工水庫等儲水設施,以及海岸線的變化。同時通過對地下含水層的分析,也可以推斷出是否地下有淡水透鏡體,淡水對于偏遠海島建設和島上人類生存起到至關重要的作用。

4 地形地貌

南海珊瑚島礁基本都發育有灰沙島,通過遙感影像,可以直接判讀島礁上礁凸起帶、珊瑚生長帶、沙灘、沙平臺、潟湖等地貌單元,對全島的地勢進行分析,獲取洼地和向海坡所在位置。

5 土地覆被

通過高分遙感影像,也可對已開發的島礁土地覆被類型進行判讀如林地、居民地、道路、機場、水利設施用地、港口碼頭、未利用土地、堤岸、燈塔等。

6 近海水深

利用衛星遙感技術,根據多光譜遙感的物理特性可以反演島礁周邊近海海水水深度,可以應用于獲取存在危險或爭議的淺水海區的水深,是一種新穎的水深測量手段,對于航運安全,海洋開發,軍事部署等具有重要意義。

7 海底地形

利用多光譜影像反演得到的成像時刻水深數據,結合遙感影像成像時刻和觀測站的潮位大數據信息獲取標準水深,經過基準面差值補償獲取海底高程信息,從而制作淺海海底地形圖。

8 地層穩定性

通過遙感技術手段對上述各專題因子分析成果,結合地形數據和已有資料判讀地質災害點和不穩定區域,并將地質構造、地形、地震強度、臺風強度、潮汐、洋流、海底地質災害等評價因子和不穩定區域輸入神經網絡建立模型,確定潛在的不穩定區域,實現地質穩定性評價,并對評價精度進行評估。

9 島礁軍事需求應用

結合軍事需求分析和遙感技術分析,就島礁的軍事化效能進行評估,對軍事地質需求及要素進行分析,包括遠程戰略環境研究,戰場環境選址,軍用工程選址,作戰路線規劃,特殊區域給水保障以及前沿陣地偵查等。為部隊提供島礁建設:海底地形、海洋地質、工程地質選址、水文給水保障、島礁下沉變形監測等;守衛島礁:對環境要素的需求,包括守衛士兵的人身安全(蛙人擄走)、雷達監測、水下防護等;登島作戰:結合氣象、潮汐、風浪、噪聲環境要素,對海上航母艦艇編隊、兩棲作戰、武器平臺運輸(承載力)等進行分析,在高溫、高濕、高壓及臺風天氣如何保障作戰。最終將地質信息轉化為作戰所用軍事要素信息,幫助部隊在宏觀上進行遠程戰略指揮和路線規劃,正確掌握戰場地理環境等諸多要素的規律,便于軍事行動的開展,