遙感技術在地質災害調查監測中的應用探討

柯建武

（潮州市地質環境監測站，廣州 潮州 521000）

地質災害是指全球地殼自然地質演化過程中，由于地球內動力、外動力或者人為地質動力作用下導致的自然地質和人類的自然災害突發事件。在地質地震災害中，衛星和遙感技術具有觀測及時性高、非接觸性強、宏觀觀測性強等特點，可以對地震災害進行有效調查和數據分析，在我國地質地震頻發地區占有重要的主導地位。

1 遙感技術在地質災害中的應用

1.1 應用現狀

遙感技術在地質災害中的應用可以追溯到20世紀70年代末，最初是由美國、日本以及俄羅斯將其應用在地質災害調查監測中，并取得了一定成就。例如：日本應用遙感技術編制全國地質災害分布圖，歐洲將遙感技術應用于山體滑坡與泥石流等災害調查監測，并提出系統性的遙感技術應用方法，例如：根據不同分辨率識別山體滑坡與泥石流等地質災害，同時提出遙感技術與其他技術相結合的方法。我國遙感技術在地質災害中的應用起步較晚，但進展較快，已有相關研究者將遙感技術與GPS技術相結合，形成一種綜合性的地理信息監測技術，能夠對地質災害進行調查監測[1]。

1.2 應用價值

地質災害一般被認為是地質體在原始量變下緩慢趨向蠕動的質變過程結果。地質災害具有較小的土壤蠕動蠕變速率，同時也具有一定的蠕動穩定性，因此在地質災害監測過程中，相關工作人員需要利用遙感技術對地質災害體的蠕動情況進行實時監測，從而保證數據信息的及時性和準確性，為地質災害的管理和監測工作提供準確的數據信息。在災害發生前，生成預報預警、疏散人群，最大限度地避免和減少地質災害造成的人員傷亡和經濟損失。

一旦有重大地質災害事件發生，必須及時組織開展應急救援工作，而遙感災害監測數據對于地質災害的應急救援起到關鍵作用。此時，通過地質勘測遙感技術對受災地區進行整體勘察，及時有效地深入了解地質災害情況，為應急救援工作的順利開展提供重要參考依據。利用自然災害事件發生前的高中低精度的海量遙感氣象影像地理信息，與自然災害事件發生后的高中低精度遙感影像地理信息特征進行分析比較，通過遙感影像信息特征分析自然災害事件。同時，遙感技術具有范圍大、周期短、精度高的特點，可提供受災地區建筑和道路交通損壞程度、氣候變化影響等信息，為應急救援人員提供及時、高效的幫助。

2 遙感技術在地質災害中的強化方向

遙感技術的發展為地質災害調查與監測提供強有力的技術支持，因此，在地質災害監測與管理工作中，可以利用地理信息系統的地位功能與遙感技術相結合，調查地質災害區域的綜合信息，構建地質災害空間信息管理系統，管理地質災害調查數據，顯示和查詢地質災害空間分布特征信息，預測評價地質災害的危害程度，得出具體地質災害與因素的關系，以此提出預防地質災害的措施，用于預測未來可能發生的地質災害。此外，充分利用已有的數據成果，以遙感影像作為底圖，以此反映地貌類型、水系、構造、巖土體類型、植被、水文地質現象等，分析調查區地質環境背景和重要致災因素，利用遙感技術提取致災因素信息，以已有地質災害及隱患為樣本，根據不同地質災害孕災背景和形成條件，分析地質災害類型、邊界條件、變形特征、分布發育規律等，對孕災地質條件進行補充解釋，獲取致災因素綜合信息，初步圈定地表形變區和地質災害隱患，確立地質災害隱患位置、類型、活動性等，編制地質災害隱患分布圖，通過選擇合適的評價預測指標，對調查區進行地質災害分級，為地質災害的管理、防治和預警決策提供依據。

3 遙感技術在地質災害中的監測反應

3.1 滑坡災害的監測反應

遙感技術監測滑坡災害時，根據圖像的灰度、形狀和地表特征進行識別。在航拍圖像中，特征較為明顯，多為灰白色、白色或與斑點相間的顏色。滑坡災害在平面上發生時，呈半圓形、簸箕狀、漏斗狀、馬蹄形等。具有一定滑動條件的邊坡上，滑坡內部特征為：滑坡周界為箕狀；滑坡后壁為陡切，裂縫發育，色調較暗。由于滑體下方產生土壓力，有時會出現不平整的地形，低洼封閉洼地顏色較暗；滑體前緣多為舌形、梯形或浪涌狀，有裂縫、洼地和水湖，顏色較淺。

3.2 地震災害的監測反應

地震災害的形成原因為：地殼應力積累和土壤釋放。鑒于地震前活動斷裂帶附近地下水活動強烈，造成地表寒冷或異常現象，國外將紅外遙感技術應用于地震預報取得了較好的效果。地表活動構造是地應力和變形的痕跡，往往是深部隱伏活動構造在淺部的表現。活動構造可分為線狀構造和環狀塊體構造。遙感圖像的線性結構具有不同的圖像色調，圖像結構單元的邊界和色帶存在異常，沉積物存在破裂、錯位和褶皺，環結構的色調通常表現為色環、斑點或袖環，與背景色調比較，有的稍暗，有的稍亮。

4 遙感技術在不同地質中的應用

4.1 在南方地質條件中的應用

由于我國南部地區的地質條件過于復雜，各類地質自然災害事件種類較多且地質災害發生頻率高、覆蓋范圍地域廣、災害發生強度大、破壞力強等。為了盡可能地減少地質災害帶來的損失，根據科學綜合應急救援、災害預防管理策略，提前做好預報預警和應急救災救援工作。這里應用遙感技術所需要承擔的社會責任是非常重大的，例如：由于滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷等自然災害在全球分布范圍較廣，同時影響災害因素也相當復雜，并且不同地區呈現出巨大差異性。

在遙感技術的安全使用下，植被覆蓋整個山體植物和動物時，各種類型巖石的松散分布、人類活動和其他自然災害的數量可以通過多種方式獲取，根據實時圖像數據進行分析。但利用遙感技術無法實時獲取局地降水形成和局地風量的觀測結果。因此，需要結合當地自然地質地貌形態特征、自然氣候以及衛星云圖，共同分析獲取觀測數據，及時識別可能發生和已經發生過的滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷等自然災害的危險區域。將安全隱患區和危險區域作為地理數據分析參考基礎，再結合地理分析、衛星圖和云圖影像分析等科學技術手段對數據進行綜合分析判斷，運用復雜的數據思維學和運算方法及時確定災害可能發生的情況。例如：潮州市潮安區地質災害詳細調查工作中，收集并采用了潮州市潮安區1：2000數字正射影像圖（DOM），數據采集方式及儀器為PixelGrid高分辨率衛星影像數據處理系統，數據采集時間為2016年9月～12月，空間分辨率為1：2000。此次地質災害詳細調查項目充分利用以遙感為主的“3S”技術和野外調查相結合的方法，在熟悉調查區地質資料、野外實地踏勘、建立遙感解譯標志的基礎上，開展了全區1：5萬地質災害和重點地段1：1萬遙感綜合調查工作。以初步解譯、野外驗證、詳細災害解譯為技術方法，準確而迅速地查明區內地質災害的類型、形態特征、分布范圍、規模大小及危害程度等，為地質災害詳細調查工作提供基礎資料。

圖1 潮州市潮安區地質災害詳細調查遙感解譯成果圖（局部）

4.2 在北方地質條件中的應用

我國北方地區的荒漠化狀況較為嚴峻，荒漠化治理時可以采用遙感技術開展基礎指標收集工作，對荒漠化區域進行科學劃分，劃分等級為：低級、中級和高級。將遙感技術與新型雷達、多光譜儀等技術進行結合，可以提高地質條件定量分析和監測的準確性，同時還可以確定地質分布情況與荒漠化覆蓋面積。相關部門只需要根據三種等級的分布狀況，采取針對性的治理措施即可有效緩解地區荒漠化。經過一段時間的治理工作，輕度一級石漠化地區面積已經明顯縮小，一般重度石漠化地區已經實現向輕度一級石漠化的方向轉變，重度二級石漠化地區面積沒有明顯增加，由此表明治理工作取得了有效成果。通過影像雷達、多光譜影像遙感器和影像分析技術，可以及時準確獲取我國地質災害高發地區的救災基礎治理數據，有助于提高地質災害高發區域調查監測能力，為地質災害防治工作提供基礎理論依據，可以快速、準確地組織實施工作。

5 結語

地質災害防治工作中的調查監測工作仍然是一個復雜的系統工程，利用現代遙感技術對各類地質災害情況進行實時監測，已經成為我國現代監測技術發展的必然趨勢。遙感技術可以有效識別和監測各類地質災害情況，減小地質災害威脅影響。因此，相關人員需要充分利用遙感技術積極做好調查監測，利用技術優勢維護廣大人民群眾的生命和財產安全。