遙感影像在地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)安全與環(huán)境恢復(fù)中的作用

李雯 黎恒明 陳翼飛

（1長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院 陜西西安 710054 2解放軍61363部隊 陜西西安 710054）

遙感影像在地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)安全與環(huán)境恢復(fù)中的作用

李雯1黎恒明2陳翼飛2

（1長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院 陜西西安 710054 2解放軍61363部隊 陜西西安 710054）

簡要分析了遙感影像判讀技術(shù)在地震災(zāi)區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估、土地資源監(jiān)測、及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建中的作用，并對地貌植被、建筑、交通、河道水系以及水資源污染等影響的震情判讀特征進行了較為詳細的闡述。為今后利用高分辨率遙感影像進行震區(qū)土地資源規(guī)劃與生態(tài)環(huán)境重建、防震減災(zāi)和空間信息 技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)指明了發(fā)展方向。

土地資源監(jiān)測；遙感影像；生態(tài)環(huán)境；震情評估；災(zāi)后重建；識別特征

1 概述

地震一般發(fā)生在地殼之中，地殼內(nèi)部由于板塊的活動，使地殼的巖層變形、斷裂、錯位。地震造成的損失主要有：人員傷亡，財產(chǎn)損失，自然地貌的破壞。1960年的智利大地震、1976年的我國唐山地震、2008年汶川和2010年玉樹地震，對建筑物均造成了很大的破壞，倒塌率都在80%以上。最嚴(yán)重的是2010年海地太子港地震，幾乎100%的建筑物倒塌，連總統(tǒng)府也不能幸免。

土地資源是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。地震災(zāi)害對土地資源以及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響顯著，發(fā)生滑坡、泥石流、水土流失等次生災(zāi)害，以及大量投放消毒、殺毒劑等可能帶來的環(huán)境污染風(fēng)險使得震區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化。生態(tài)環(huán)境恢復(fù)既是有效防止次生災(zāi)害飛的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與災(zāi)后重建的基礎(chǔ)。遙感影像具有宏觀、動態(tài)、準(zhǔn)確、快速的優(yōu)點。利用遙感影像可實時地震災(zāi)區(qū)土地資源以及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供技術(shù)支撐。

2 震區(qū)土地資源遙感影像特征識別

中國地處環(huán)太平洋地震帶和地中海喜馬拉雅地震帶上，有60%以上的國土、半數(shù)以上的大中城市位于地震烈度6度以上的地區(qū).城市一旦遭遇強震，其損失遠大于農(nóng)村。由于地震預(yù)報是世界性科學(xué)難題，利用以遙感影像判讀的空間信息技術(shù)可為地震災(zāi)區(qū)土地資源的監(jiān)測提供最新信息支持。根據(jù)典型的地震區(qū)域遙感圖像識別，地震對土地資源的影響可分為以下4各方面：（1）地貌與植被破壞，包括山區(qū)山頭和斷面崩塌、山體滑坡、地裂縫、地陷坑等；（2）建筑方面，各類工廠、礦山、住宅、車站和學(xué)校等建筑傾斜、倒塌，山邊建筑被掩埋，通信系統(tǒng)中斷，供電、供水和供氣等保障系統(tǒng)癱瘓，個別地方形成火災(zāi)和毒氣泄漏等；（3）交通方面，路面開裂、錯位、塌陷，橋梁傾斜、斷裂、倒塌，隧道洞口堵塞等；（4）水資源方面，水庫大壩開裂或倒塌，水電站不能正常運轉(zhuǎn)，自來水不能正常供應(yīng),山區(qū)的河道由于山體垮塌形成阻塞和堰塞湖，岸邊水工建筑垮塌或被淹沒等。

3 基于遙感影像技術(shù)的震區(qū)生態(tài)恢復(fù)與災(zāi)后土地資源規(guī)劃

3.1 震區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響評估

基于震區(qū)遙感影像對土地資源與生態(tài)環(huán)境變化分析，可從以下幾方面進行生態(tài)環(huán)境影響評估。

3.1.1 地貌與制杯破壞

大地震的地表斷層能反映出震源深處的構(gòu)造變動特征（見濃尾大地震，舊金山大地震）。大地震還能使局部微地貌發(fā)生改變、植被破壞，在平地地貌的改變能引起通行道路中斷、鐵軌扭曲、橋梁折斷；在山區(qū)還能引起山崩和滑坡，常造成河道堵塞和村鎮(zhèn)掩埋的慘劇。

3.1.2 建筑開裂和倒塌

人員被困或被掩埋，電力和燃氣線路破壞會引起火災(zāi)，醫(yī)院不能繼續(xù)進行手術(shù)，化工、醫(yī)藥等工廠的毒氣及放射性物質(zhì)泄漏可加劇人畜的死傷，大量投放消毒、殺毒劑等可能帶來的環(huán)境污染。

3.1.3 交通破壞產(chǎn)生的影響

如路面、橋梁、機場及碼頭遭受堵塞和破壞，車輛、飛機、船只和施救人員隊伍不能或難以到達現(xiàn)場，相應(yīng)地救生設(shè)備和救援物資就不能進入震區(qū)。震亡生命的尸體由于得不到及時掩埋會導(dǎo)致疾病流行，受傷的人員得不到及時救治，幸存者缺少衣被、藥品和食品等，特別在冬季沒有臨時居住和保暖措施，將更難抵御嚴(yán)寒和饑餓。

3.1.4 水工建筑遭受破壞

城市供水被污染或停止，航運碼頭設(shè)施無法使用，堤防垮塌失去保護功能。

3.2 基于遙感影像技術(shù)的震區(qū)災(zāi)后環(huán)境恢復(fù)與重建

利用基于遙感影像判讀為基礎(chǔ)的“3S”技術(shù)，可在地震災(zāi)區(qū)進行應(yīng)急衛(wèi)星、航空或無人機的遙感觀測。對比地震前后土地資源（建筑物和地貌）遭受破壞情況數(shù)據(jù)為科學(xué)的監(jiān)測地震災(zāi)區(qū)土地資源提供了技術(shù)支撐?；谶b感影像對于地震災(zāi)區(qū)情況的反應(yīng)，在確定救援方案時，需要根據(jù)道路交通的堵塞及破壞情況，確定最佳的救援路線和合適的施工機械；根據(jù)建筑破壞情況和范圍，預(yù)估大致的傷亡概率和人數(shù)，確定救援所需帳篷、藥品和食品等的數(shù)量。根據(jù)水電氣及通信基礎(chǔ)設(shè)施受損情況，確定必需的臨時應(yīng)急保障措施；根據(jù)水工建筑及河道破壞堵塞情況，確定緊急的搶修和疏導(dǎo)方案等。

震區(qū)災(zāi)后重建與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)過程中，通過遙感影響技術(shù)判讀地震前后土地資源地質(zhì)特性，生態(tài)環(huán)境承載力等因素，進行科學(xué)土地資源規(guī)劃。

4 結(jié)論

地震具有突發(fā)、頻發(fā)和難以預(yù)報的特點，因此減輕地震災(zāi)害是保持社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一項重要任務(wù)。加強遙感影像技術(shù)在震區(qū)地質(zhì)環(huán)境安全與重建中的應(yīng)用，加快建立各地的地震災(zāi)害應(yīng)急空間信息技術(shù)系統(tǒng)，更好地為查災(zāi)、核災(zāi)、計災(zāi)、報災(zāi)及救災(zāi)決策服務(wù)，最大程度地減輕地震帶來危害，科學(xué)合理規(guī)劃與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)。

近年來，成功發(fā)射的高分辨率衛(wèi)星（如Ikonos衛(wèi)星其全色影像分辨率為1m，QuickBird衛(wèi)星0.6m，GeoEye衛(wèi)星更是高達0.41m）加上航空及無人機獲取的影像（分辨率可達到0.02m），判讀這些高分辨率遙感影像提取土地資源的形狀、位置和屬性等信息，能夠輕易分辨出震前、震后的地貌與植被、建筑物、水電氣供應(yīng)、交通設(shè)施等土地資源與生態(tài)環(huán)境變化，從而節(jié)省大量的人力和財力。高分辨率衛(wèi)星遙感影像在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與更新、震區(qū)的震災(zāi)調(diào)查、災(zāi)后生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與土地資源規(guī)劃方面有廣闊的應(yīng)用前景。

李雯（1989-），女，山東煙臺人，碩士研究生，主要從事土地資源管理方面研究。