探討當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的遙感技術(shù)

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(shù)迅猛發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害分布圖；歐盟各國在大量滑坡、泥石流遙感調(diào)查基礎(chǔ)上，對遙感技術(shù)方法進(jìn)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(dá)數(shù)據(jù)，監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害可能達(dá)到的程度。目前，我國在利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方面，也摸索了一套較為合理有效的地質(zhì)災(zāi)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(jī)圖像處理為輔，將重點(diǎn)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(dá)和全球定位系統(tǒng)等遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測并災(zāi)后評估，是遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用中的必然發(fā)展趨勢。

1 遙感技術(shù)的特點(diǎn)

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(jī)分類技術(shù)、波段運(yùn)算等分析方法對這些信息進(jìn)行研究，我們可以獲得特定區(qū)域現(xiàn)狀的相關(guān)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(diǎn)、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(yùn)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(fù)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(dá)3天-4天.而機(jī)載SAR?？梢愿鶕?jù)需要隨時升空獲取影像信息。

2 遙感調(diào)查地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失，達(dá)到了國民生產(chǎn)總值的5%以上。在我國災(zāi)害及其所導(dǎo)致的環(huán)境問題中，據(jù)估計由地質(zhì)災(zāi)害造成的損失約占整個災(zāi)害損失的35%。可見，利用遙感技術(shù)加大對地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測和防治，已成為刻不容緩的任務(wù)。遙感對地觀測技術(shù)具有時效性好、宏觀性強(qiáng)、信息量豐富等特點(diǎn)。衛(wèi)星遙感中的“星載雷達(dá)技術(shù)”具有穿透云雨特點(diǎn)，不受天氣條件影響，可以實(shí)時而準(zhǔn)確的開展突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害狀況調(diào)查，為搶災(zāi)與救災(zāi)工作提供準(zhǔn)確資料。

3 遙感調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害的可行性

3.1 遙感調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)經(jīng)驗積累

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

3.2 遙感技術(shù)特點(diǎn)為有效地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)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(qiáng)降水過程中容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。遙感技術(shù)具有全天候、準(zhǔn)確性，不僅能有效地監(jiān)測預(yù)報天氣狀況進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警，研究查明不同地質(zhì)地貌背景下地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)段，同時對突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害也能進(jìn)行實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時的災(zāi)情調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和損失評估。因此，遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中必將發(fā)揮非常重要的作用。

3.3 遙感技術(shù)的快速發(fā)展為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供了強(qiáng)有力技術(shù)支持

世界衛(wèi)星技術(shù)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(shù)大大改進(jìn)了滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)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(dá)毫米級。我國的基礎(chǔ)地理框架工作也取得了長足進(jìn)步，1：1 000 000比例尺的全國數(shù)字地圖已進(jìn)入Internet，1：250 000全國數(shù)字地圖也已完成，部份重點(diǎn)地區(qū)的1：50 000基礎(chǔ)1：10 000的數(shù)字地圖制作工作也初具規(guī)模。

4 遙感技術(shù)調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)容

4.1 遙感技術(shù)能夠調(diào)查與研究的孕災(zāi)背景

利用遙感技術(shù)有效地調(diào)查研究地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)背景，是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中最基礎(chǔ)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(shí)時監(jiān)測降雨強(qiáng)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(zāi)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(dāng)?shù)膶?shí)地踏勘資料得以查明。

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

地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害個體，還是由它們組合形成的災(zāi)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(zāi)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(chǔ)上進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃，劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域，評價易發(fā)程度，為防治地質(zhì)災(zāi)害隱患，建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供基礎(chǔ)資料。

4.3 遙感技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警

地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害體的蠕動速率是很小而且穩(wěn)定的，當(dāng)突然增大時預(yù)示著災(zāi)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(dá)毫米級，可以滿足對蠕動災(zāi)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(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上有效地行地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)報甚至臨報和警報。

4.4 遙感技術(shù)對災(zāi)情實(shí)時調(diào)查與損失評估提供可靠的技術(shù)手段

地質(zhì)災(zāi)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(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)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(shè)施和自然資源的毀壞情況均可進(jìn)行實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時的調(diào)查與評估，為搶災(zāi)救災(zāi)工作提供準(zhǔn)確依據(jù)。

結(jié)語

遙感技術(shù)是一門新興的高新技術(shù)手段，利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查不僅是必要的，而且是可行的。遙感技術(shù)可以貫穿于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警、評估的全過程。隨著遙感技術(shù)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(shù)必將成為地質(zhì)災(zāi)害及其孕災(zāi)環(huán)境宏觀調(diào)查以及災(zāi)體動態(tài)監(jiān)測和災(zāi)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(zāi)害遙感調(diào)查，目前尚存在一定的困難和技術(shù)缺陷，有待于廣大遙感工作者和地質(zhì)災(zāi)害工作者不斷完善。

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

[2]李年喜.遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].西部資源.2011（05）.