地質災害遙感區域
『壹』 怎樣看待遙感技術在地質災害監測中的應用
威海晶合了解到復,地質災制害是指在地球的發展演變過程中,由各種自然地質作用和人類活動所形成的災害性地質事件。現代航天技術和遙感技術的飛速發展不僅為地球資源與環境監測研究開辟了廣闊的前景,而且為地質災害的調查和研究提供了嶄新的手段。
長期以來,遙感技術已經成為對區域地質災害及其發育環境宏觀調查的不可缺少的先進技術,遙感技術的應用在滑坡、崩塌、泥石流和地面裂縫等地質災害的調查、監測和研究工作中發揮了重要的作用,為大型工程建設的環境災害調查及防災減災工作做出了重要貢獻。
『貳』 遙感地質調查
1∶10萬基礎地質和環復境地質遙感調查與制監測,完成15.2萬平方千米,發現松遼平原經濟區近10年間濕地面積減少5080.2平方千米,黑土面積減少3680.6平方千米。
首次應用遙感技術對晉陝蒙、川西南等8個礦產資源集中地區約40萬平方千米礦區進行了環境實時遙感監測,並對其中6個關鍵區的礦產開發狀況及其地質災害隱患開展了1∶1萬遙感監測。
『叄』 地質災害的遙感監測與研究
地質災害的種類很多,火山、地震、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失、沙漠化、鹽鹼化等。遙感資料尤其衛星圖像能大面積、周期性具體而微地把地面實況記錄下來,為地質災害的定時定位監測、預報研究提供極為寶貴的資料。對地質災害的實時監測更是地學遙感發展的一個新方向。
我國是地震較多的國家。地震災害主要是由斷裂的新構造活動引起,多波段多時相遙感資料對大斷裂的新構造活動研究很有效。從遙感資料可以獲得:①查明區域斷裂格架基礎上,把易誘發地震的活動斷裂交切點、端點、拐點,這些都是地殼應力最集中的地段,為孕震及發震構造研究提供非常有用的基礎資料。②對已經發生震災地區的遙感圖像(如唐山地區),為震災調查與評估、地震地質研究提供其他技術方法無可取代的資料。③利用遙感某些特殊影像特徵,進行地震預報與分析,如強祖基等(1991)用多時相NOAA衛星熱紅外圖像對1990年中國與獨聯體邊界齋桑泊兩次強震研究(參閱第十一章有關部分)。④為研究板塊活動及地震預報,美國在聖安德列斯斷裂兩盤各安裝一台紅寶石激光器,利用1972年發射的激光測地衛星反射回來的信號,長期、定位地監測斷裂兩盤精確位移。
滑坡泥石流是交通、水利建設重要自然災害,對我國西北地區交通及長江中上游航行和水利工程危害大、損失重。長江三峽工程的環境地質工作就包括庫區沿江地段滑坡的調查。R.Guillande等人(1991)對安第斯山滑坡災害研究時,把構造、地震、地表徑流以及用數字圖像編制出邊坡坡度大於30°的坡度圖,作為誘發滑坡的因子來研究滑坡。鐵道部遙感工作者通過具體調查,提出用遙感圖像來判定泥石流溝的八條直接解譯標志與統計判別的標准,並據此判定成昆線和普雄工務段的某溝為泥石流溝,採取措施,使1986年7月6日暴雨引發的泥石流的破壞損失減小到最低。
『肆』 地質災害危險區的劃定及應採取的防災措施
由專業人員在調查的基礎上劃定地質災害危險區,組織區內人員撤離。並在危險區周邊設置警示牌,拉好警戒線,組織專人監測。
地質災害危險區的劃定是確定地質災害災情和危害程度的基本依據。地質災害危險區的大小,主要取決於地質災害的規模和危害方式。不同種類地質災害危險區的劃定,應依據發育不同地質災害類型的地質環境條件、地質災害災種和規模以及危害作用方式來綜合分析判定。
崩塌危險區的確定主要根據危岩崩落的距離和危岩帶寬度確定,具體范圍可根據危岩體積和臨空高度進行估算,也應通過調查崩塌堆積體分布和影響的范圍進行驗證。其范圍一般不超過斜坡坡腳分布的范圍。對位能高的崩塌體,應充分估計跨過溝谷危害對岸的可能(圖5-2)。
圖5-2 崩塌危險區示意圖
滑坡危險區的確定主要取決於滑坡體大小以及滑坡體滑動後可能影響的范圍。其范圍包括滑坡體分布范圍、滑坡體運動區、滑坡體邊緣影響地帶,個別情況下,危害范圍還包括滑坡活動造成潰壩、堵江等引起的災害鏈的危害區(圖5-3)。
圖5-3 滑坡危險區示意圖
泥石流活動區分為形成區、流通區、堆積區。形成區和流通區地形高差大,山高坡陡,一般人煙稀少,耕地貧瘠,在這些地區雖然也造成一定破壞,但通常損失較低,而且這些地區的范圍一般通過地面調查就可以比較容易地劃定。泥石流主要危害區在堆積區,這里一般地勢開闊低平,常常是山區人口聚集的城鎮、企業以及交通設施所在地,泥石流發生時常造成比較嚴重的損失。其危險區范圍可依據堆積扇長度、寬度、最大幅角進行估算。對多次暴發過的泥石流,應開展對堆積扇分布、空間疊置組合關系的調查,了解歷史上泥石流發生和演化過程、發展趨勢,對確定泥石流的危險區十分有幫助。對堆積扇危險區的調查與判定,還應注意調查堆積扇溝道的寬度、深度、平面彎曲形態以判定溝道的自然排導能力和爬(壅)高的位置。在堆積扇建有住房的區域,更應作深入的調查,以確定是否處在危險區的范圍內(圖5-4)。
地面塌陷主要分為岩溶塌陷和采空塌陷。岩溶發育並且賦存有豐富岩溶地下水的碳酸鹽岩地區,劃為岩溶塌陷危險區;采空區塌陷危險區主要與地下礦山采空區分布面積及采空區深度、所處構造、上覆地層岩性組合等相關。已形成地下采空區並發生采空區塌陷而尚未穩定的地區劃為采空塌陷危險區。
圖5-4 泥石流溝危險區范圍示意圖
『伍』 中國地質災害區域分布特徵
地震多分布在中國兩個區域:(1)阿爾比斯-喜馬拉雅火山地震帶,主要在請那藏高原外圍地區(2)環太平洋火山地震帶,主要在中國沿海的海洋里
『陸』 全國地質災害防治區劃的原則
(1)區域環境地質條件的相似性原則
崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害的發生受地專形坡度、屬岩土體工程地質類型和活動斷裂等因素所組成的地質環境系統的控制,區域地質環境系統相同或類似的區域,其地質災害活動或易發性也相似。所以要把不同的地質環境劃分出來。
(2)區域性人類工程活動規律相似性原則
人類活動的強度與廣度總是在一定的地質環境區域內發展的。相似的區域自然地質地理條件,人類工程活動規律也相似。如東北和華北地區的地質災害是主要是由於過量開采地下水資源和煤炭資源引起的地面沉降、地面塌陷,主要發生在沿海城市和礦區;黃土高原地區的滑坡災害往往是人為開挖坡腳建房而引起的。
(3)區域地質災害防治方向與措施的相似性原則
考慮到中國不同地區地質環境條件和社會經濟條件有很大差異,地質災害類型和危害情況不同,區域的減災重點和防治對策不同。東部地區人多地少,經濟基礎好,可通過地質災害治理、限制不合理人類活動等途徑,逐漸減輕地質災害活動的頻率和強度。而西部經濟落後,宜採取搬遷、撤離措施,避讓地質災害,減少生命財產損失。
『柒』 地質災害的遙感技術在地質災害中的應用
(一 ) 地質災害分級
地質災害按照人員傷亡、經濟損失的大小,分為特大型、大型、中型和小型四個等級。具體標准如下 :
1. 特大型 :
因災死亡和失蹤30人以上或者直接經濟損失1000萬元以上的;
2. 大型 :
因災死亡和失蹤 10 人以上 30 人以下或者直接經濟損失500萬元以上 1000 萬元以下的;
3. 中型 :
因災死亡和失蹤3人以上10人以下或者直接經濟損失100萬元以上 500 萬元以下的 ;
4. 小型:
因災死亡和失蹤 3 人以下或者直接經濟損失100萬元以下的。
( 二)速報原則
情況准確,上報迅速,縣為基礎,續報完整。
( 三)速報程序
1. 發生特大型地質災害後,災害所在縣(市)國土資源主管部門應於6小時內速報市 (地)級國土資源主管部門,同時越級速報省級國土資源主管部門和國土資源部,並根據災情進展,隨時續報,直至調查結束;
特大型地質災害由國土資源部或委託省(區、市)國土資源主管部門及時組織調查和作出應急處理。委託省(區、市)國土資源主管部門進行調查處理的,最終形成的應急調查報告應盡快上報國土資源部。
2. 發生大型地質災害後,災害所在縣(市)國土資源主管部門應於 12 小時內速報市 ( 地〉級國土資源主管部門,同時越級速報省級國土資源主管部門和國土資源部,並根據災情進展,隨時續報,直至調查結束。大型地質災害由省級國土資源主管部門及時組織調查和作出應急處理,並將最終形成的應急調查報告上報國土資源部。
3. 發生中型地質災害後,災害所在縣(市)國土資源主管部門應於24小時內速報市(地)級國土資源主管部門,同時越級速報省級國土資源主管部門。中型地質災害由市(地)級國土資源主管部門及時組織調查和作出應急處理,並將應急調查報告上報省級國土資源主管部門。
4. 發生小型地質災害後,災害所在縣(市)國土資源主管部門應及時向市 ( 地〉級國土資源主管部門報告,並負責組織調查和作出應急處理;
(四)速報內容
1.速報報告:負責報告的部門應根據已掌握的災情信息,盡可能詳細說明地質災害發生的地點、時間、傷亡和失蹤的人數、地質災害類型、災害體的規模、可能的誘發因素、地質成因和發展趨勢等,同時提出主管部門採取的對策和措施。
2.應急調查報告:地質災害應急調查結束後,有關部門應及時提交地質災害應急調查報告。報告內容包括:
(1) 搶險救災工作;
(2)基本災情;
(3)地質災害類型和規模;
(4)地質災害成災原因,包括地質條件和誘發因素(人為因素和自然因素);
(5)發展趨勢;
(6) 已經採取的防範對策、措施;
(7)今後的防治工作建議。 對於發現的直接受地質災害威脅人數超過1000人或者潛在經濟損失超過1億元的特大型地質災害隱患點,地方各級國土資源主管部門接報後,要在2日內將險情和採取的應急防治措施上報國土資源部,並根據地質災害隱患變化情況,隨時做好續報工作。
『捌』 地質災害風險區劃
風險評估與自然災害易發地區土地利用和土地管理關系密切。土地管理部門和各級政府官員在土地利用決策時需要風險評估的結果;投資商在購買土地和土地開發時也要考慮災害風險的影響;建設項目場點的選擇、建築物的類型和材料以及購買保險時更要考慮災害風險的因素。
如果決策者在對災害風險一無所知的情況下對災害易發地區的土地利用規劃作出決策,那麼,這樣的決策肯定不可能使土地利用得到可持續發展。在對泥石流易發地區土地利用作出決策時,地方官員應該知道,有多少人可能受到泥石流的危害?有多少房屋可能遭到泥石流的沖毀?有多少基礎設施可能遭到泥石流的破壞?他們也應該懂得,土地利用方式的改變反過來也會影響泥石流的自然過程,這種影響是有利於泥石流的發生還是抑制了泥石流的發生?這些都需要進行風險評估。風險評估能夠提供可用於成本一效益分析的決策基礎。風險評估不僅可以應用於將來的土地利用規劃,而且可以為現存的土地利用再發展評估提供強有力的工具。
滑坡災害風險區劃就是根據以上計算得出的區域滑坡風險度劃分不同風險等級區域單元的方法,為滑坡地區的風險投資、區域開發和災害管理提供決策依據。像其他自然災害風險區劃一樣,滑坡災害風險區劃的一般原則為:相似性原則、區域完整性原則、綜合性原則、主導因子原則。
地質災害危險度(H)和易損度(V)是自變數,風險度(R)是因變數,因此,風險度數值及其分級是由危險度和易損度的數值和分級決定的。一旦危險度和易損度的分級確定下來,風險度分級也就相應地確定下來了。危險度和易損度均採用目前處理數值分級的簡單而常用的方法——布拉德福定律中的區域分析方法,即將一定范圍內的數值作等分劃分,在0~1范圍內等分為0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1這5個等分數值區域。根據式(1)生成風險度的5個等級:0.00<R<0.04,極低風險區;0.04<R<0.16,低風險;0.16<R<0.36,中等風險;0.36<R<0.64,高風險;0.64<R<1.00,極高風險(圖5-5)。地質災害風險等級的實際管理意義見表5-1和表5-2。
圖5-5 地質災害風險評估分級(分區)
表5-1 定性風險水平的管理含義
(據澳大利亞岩土工程協會,2000)
表5-2 地質災害風險等級的管理意義
『玖』 浙江省地質災害遙感調查(ZR)
浙江省地抄質災害在西南山區主襲要是突發性的滑坡、泥石流等,在浙北平原區主要表現為緩變性的地面沉降。為此,該課題的主要內容包括兩個方面:
(1)在對已知主要滑坡(泥石流)災害進行遙感分析解譯的基礎上,通過對滑坡災害時空分布特徵以及與其相關的地質、地貌、土壤類型、降雨分布、人口分布等資料的綜合研究,探索滑坡(泥石流)災害發生與降雨分布和降雨強度的關系,將GIS和ANN(人工神經網路)兩種新興技術互相融合,開發適合對浙江多點突發性滑坡(泥石流)災害進行臨災預警預報的GIS/ANN系統,根據實時的降雨預報和雨量遙測信息,初步實現對滑坡(泥石流)災害發生的空間范圍、強度及其分布概率的臨災預警預報,確定和預測可能導致重大損失的危險區段;編制1∶50萬浙江省滑坡災害趨勢遙感分析圖。
(2)利用衛星遙感多光譜影像、高精度DEM數據揭示與地面沉降有關的地形地貌和地質構造等信息,結合地面沉降、地下水開采、地表水位監測等資料研究地面沉降的范圍、沉降中心、沉降量、沉降速率及其發展趨勢,探索建立地面沉降易發程度和危險程度等級判別標准,為地面沉降災害的防治提供科學依據。
『拾』 遙感技術在地質災害調查與監測中的應用
熊盛青聶洪峰楊金中
(中國國土資源航空物探遙感中心,北京,100083)
【摘要】遙感技術已成為區域地質災害及其發育環境宏觀調查的不可缺少的先進技術之一,在地震(活動性斷裂)、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地質災害的調查、監測和研究工作中已發揮了重要的作用。本文簡要介紹近年來利用遙感技術進行地質災害調查與監測的成果,並展望其發展趨勢。
【關鍵詞】地質災害遙感影像解譯綜述
地質災害是指在地球的發展演變過程中,由各種自然地質作用和人類活動所形成的災害性地質事件(潘懋等,2002)。地質災害包括突發性的,如火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,也包括漸進性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等。現代航天技術和遙感技術的飛速發展不僅為地球資源與環境監測研究開辟了廣闊的前景,而且為地質災害的調查和研究提供了嶄新的手段。長期以來,遙感技術已經成為對區域地質災害及其發育環境宏觀調查的不可缺少的先進技術,在地震(活動性斷裂)、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地質災害的調查、監測和研究工作中發揮了重要的作用,為山區大型工程建設的環境災害調查及防災減災工作作出了重要貢獻。
1 在斜坡地質災害調查工作中的應用
1.1 斜坡地質災害發育環境遙感調查
崩塌、滑坡、泥石流等斜坡地質災害的分布發育主要受地形、地貌、地層岩性、地質構造、新構造活動、氣象以及人為活動等多種因素的制約。要了解崩塌、滑坡、泥石流等斜坡地質災害的區域分布規律,必須首先了解這些因素的空間分布特徵。因此地質災害發育環境的調查常常是斜坡地質災害(崩塌、滑坡、泥石流等)遙感調查的重要內容之一。
以滑坡為例。在遙感影像上,滑坡常常沿著地球應力形變的形跡——線性構造分布,並多產在不穩定物質覆蓋的地區。期望通過遙感預測每一次滑坡的發生相當困難,但通過對不同時相遙感資料的對比分析,就可以對地表線性構造和不穩定物質覆蓋區進行解譯和判斷,從而預測、圈定滑坡地質災害易發區,對已發生的滑坡地質災害進行調查。
在20世紀80年代初期,主要利用TM遙感影像,通過分析滑坡發育的地質環境、自然環境條件和社會經濟環境條件等因素的影響、作用,間接研究、推斷區域內滑坡發育的可能性;同時利用重點區域的1∶1萬~1∶5萬航空遙感影像,識別典型滑坡體,檢驗滑坡發育環境研究的正確性。
以三峽庫區為例,原地質礦產部地質遙感中心(現中國國土資源航空物探遙感中心,以下簡稱航遙中心)先後開展了「長江三峽工程庫區被淹城鎮選址方案的遙感地質穩定性評價」 地礦部地質遙感中心.「長江三峽工程庫區被淹城鎮選址方案的遙感地質穩定性評價」研究報告.1986 地礦部地質遙感中心.「長江三峽工程前期論證階段庫岸穩定性研究」研究報告.1986 地礦部地質遙感中心.「長江三峽地區遙感信息的斷裂構造解譯及對壩區穩定性初步評價」研究報告.1986
1.2斜坡地質災害的遙感判譯
在遙感影像上,通過人機交互解譯的方式,進行斜坡地質災害影像光譜、紋理、地形、地貌、覆蓋植被等的分析,確定災害體的分布位置、面積、產出的地質背景等屬性,是斜坡地質災害遙感調查的重要內容。長期以來,我國遙感工作者在崩塌、滑坡、泥石流的遙感解譯方面積累了豐富的經驗。航空立體像對(黑白、標准彩色、彩紅外)已經廣泛用於識別滑坡、崩塌、泥石流等災害體和易發災害的地帶;衛星、雷達和側向掃描測距系統更擴展了這些方面的能力。在目前的調查研究工作中,多採用航片、衛片相結合使用的方法,即採用不同時相的航片資料對滑坡、崩塌、泥石流個體進行室內解譯和野外驗證,採用衛片對其發生的地質背景進行解譯。
以滑坡災害的遙感解譯為例。我國的滑坡解譯技術是在近20年為山區大型工程服務中逐漸發展起來的,已經探索出一套較為合理的工作方法,即在充分收集和分析前人資料的基礎上,採用以彩紅外航片為主的遙感資料,通過室內解譯與野外實地驗證相結合的技術路線,進行滑坡災害的調查與綜合分析。以目視解譯為主、計算機圖像處理為輔,根據滑坡的形態特徵(滑坡體、後壁、側壁、滑坡台坎、滑舌等)在航空和衛星圖像上判譯、識別滑坡,製作滑坡等地質災害分布圖;根據滑坡發育的微地貌類型,判別滑坡的活動性。
1986年開展的「新灘滑坡遙感地質調查」 地礦部地質遙感中心.「新灘滑坡遙感地質調查」研究報告.1986
由於中國大型滑坡主要分布在強烈切割的中、高山區,例如岷江、大渡河、金沙江等高陡的深切河谷地帶,地形高差變化較大,利用一般的衛星遙感影像進行遙感解譯,必然存在因衛星投影性質形成的投影差。正射遙感影像地圖是對遙感數字圖像進行幾何校正和投影差改正,並與數字化的簡化地形圖復合的一種新型遙感影像資料。近年來,航遙中心先後在金沙江、進藏公路和鐵路沿線及長江三峽庫區,利用具有地形要素的正射遙感影像地圖,開展中等比例尺(1:5萬~1∶20萬)的地質災害(以滑坡、泥石流為主)遙感調查工作,不僅基本查明了上述區域的滑坡、泥石流分布現狀,而且提高了圖像的解譯精度和解譯結果的正確性。滑坡、泥石流的遙感解譯識別准確率在90%以上。
2003年3月,航遙中心在三峽庫區成功獲取了135m高程水位臨蓄水前的航攝資料,製作了三峽庫區(宜昌—江津)1∶5萬航空遙感圖像,目前正製作三峽庫區1:5萬及重點城鎮1:1萬正射遙感影像地圖。這項工作的開展,不僅為庫區災害遙感調查提供有準確地理坐標、反映庫區135m水位臨蓄水前狀況的圖像,而且通過對比以前獲得的和即將獲得的航空遙感影像,進行蓄水前後的庫區地質災害狀況遙感動態調查,將為三峽庫區災害評價與災害防治提供災害與地質環境基礎數據。
2在土地荒漠化調查與監測中的應用
土地是人類賴以生存的基礎。但由於人類對土地資源的過度開發利用,天然植被減少以及某些自然因素的作用,土地荒漠化現象不斷加劇。目前,我國荒漠化土地面積為262.2萬km2,每年因荒漠化而造成的經濟損失達541億元;與此同時,我國沙質荒漠化土地仍以2460km2/a的速度擴展(潘懋等,2002)。進行土地荒漠化的動態監測,及時採取防治措施,已經成為當前一項緊迫的任務。
遙感技術具有信息量大、觀測范圍廣、精度高和速度快的特點,其強實時性和動態性更是傳統的資源環境監測和預報方法難以比擬的。近20年來,在中國北方荒漠化的形成機制、發展過程、分布規律和演變趨勢和西南岩溶石山地區的石漠化調查與監測等研究工作中,遙感技術發揮了重要作用(潘懋等,2002);利用反映植被覆蓋度和生長狀況差異的比值植被指數(RVI)方法,通過石漠化面積占研究區總面積百分比、石漠化年均變化面積占研究區總面積百分比、地表植被覆蓋度等的調查,航遙中心在廣西、貴州的一些石漠化監測區進行了卓有成效的工作。以貴州普定縣蒙鋪河監測區為例 中國國土資源航空物探遙感中心.「西南岩溶石山重點地區遙感動態監測」研究報告.2004
表1不同坡度類型石漠化分布面積一覽表單位:km2
地質災害調查與監測技術方法論文集
3 在地震研究(活動性斷裂)中的應用
20世紀70年代以來,遙感技術在地震地質、區域構造穩定性及工程地震、現代構造應力場及地震形成機制和震害調查等方面得到了廣泛的應用。國家地震局先後主編的《中國衛星影像地震構造判讀圖》(1∶400萬)、《中國活動構造典型衛星影像集》、《遙感地震地質文集》、《中國主要活動斷裂帶衛星圖像集》等一系列資料即是明證。
以活動性斷裂的調查為例。地震是地殼內部應力積累和突然釋放,地殼破裂活動的一種表現形式。地質災害通常是地殼內部應力聚散時影響地殼表層的反映。而地表活動性構造則是地球應力形變的形跡,是深部的、隱伏的活動構造在淺表部位的顯示。查明區域活動性構造的分布,常常是區域地質災害調查工作中的首要內容。
一般而言,在遙感影像上,活動性線性構造常常具有如下解譯標志(王瑞雪,1997;楊金中等,2003):
(1)差異性影像色調、影像結構單元的界線、色帶異常。
(2)山脈、河谷、山間平原甚至海溝的錯位、扭曲和變形。
(3)現代河流水系直線狀、格狀展布,地下水的局部異常、泉水成串出現,地表土壤含水異常,河流的急轉彎、同步拐點,河流改道、斷流,河流陡緩、曲直劇變,湖泊的線狀排布延伸及其扭曲。
(4)現代沉積盆地線狀排布延伸及其扭曲,近代沉積中心的線狀展布、線狀邊界。
(5)新生代火山口成串展布。
(6)差異性地貌單元、水系類型的急劇變化異常帶、線狀延伸的陡崖、斷層三角面等構造地貌,洪積扇(裙)的線狀排布及其復合疊加,現代沉積物(層)的再破裂、位錯及褶皺。
(7)現代地震活動帶及地震地貌線狀展布帶。近年來,在公路和鐵路的勘測設計、核電站選址、水電工程建設等的前期工作中,利用遙感技術進行活動斷裂的解譯,已經成為工程近場區烈度復核、地震危險性判定、地震小區劃和現代構造應力場研究中必不可少的內容。
4在突發性地質災害監測與評估中的應用
地質災害作用過程屬於一種自然地質現象,它不僅給人類生命安全帶來威脅,而且對財產、環境、資源等具有破壞性。我國是世界上地質災害最嚴重的國家之一,災種類型多、發生頻率高、分布地域廣、災害損失大。以滑坡為例,在過去的20多年裡,我國相繼發生了一系列重大滑坡事件,如重慶市雲陽縣雞扒子滑坡、湖北鹽池河磷礦岩崩、甘肅灑勒山滑坡、湖北新灘滑坡、重慶溪口滑坡、西藏易貢滑坡、湖北秭歸千將坪滑坡等。這些滑坡災害事件均造成了重大的人員傷亡或經濟損失,並造成嚴重的環境影響。就我國地質災害發生的區域性和多發性特點以及我國國民經濟總體水平不高的狀況而言,我國不可能有足夠的經濟力量和技術力量對有潛在危險的地質災害點進行全面的工程治理。因此,作為地質災害綜合防治的一條有效途徑,就是開展地質災害預測預報和風險區劃,為國土規劃、減災救災、災害管理與決策提供可靠依據;對危害性嚴重的地質災害點加強監測預報,避免重大地質災害事件的發生。遙感技術無疑會在這一工作中發揮重要作用。
2000年4月9日,西藏自治區林芝地區波密縣易貢藏布下游左岸札木弄溝發生特大型山體滑坡,滑坡堆積體截斷了易貢藏布,使原先呈網狀的易貢湖面積迅速擴大。王治華等(2000, 2001)利用多時相、多平台的衛星遙感數據和數字高程模型,對易貢湖的變化情況進行了監測,快速獲取了各時相的湖水面積、水位和水量,並對洪水的潰絕時間進行了預測。研究結果與現場調查結果基本一致,顯示了利用遙感數據進行地質災害定量監測的可行性。
2003年2月24日上午10時03分,新疆維吾爾自治區巴楚、伽師地區發生6.8級強烈地震,人民的生命財產遭受嚴重損失。為落實國務院關於做好巴楚、伽師地震災區損失評估工作的要求,航遙中心於2003年2月28日至3月10日完成了巴楚、伽師地區彩色航空遙感攝影工作,製作了地震災區航空遙感正射影像圖,為地震災區損失評估工作提供了基礎資料。
5地質災害遙感技術的發展趨勢
(1)航空遙感技術的發展將為地質災害調查與監測提供有力的技術支撐。近年來,航空遙感技術得到了飛速發展,高精度航空定位定向系統(簡稱 POS系統)、機載激光掃描系統和數字航空攝影等技術將在地質災害調查與監測工作中發揮重要作用。POS系統集差分 GPS技術和慣導技術於一體,在航空遙感影像獲取的同時,同步記錄感測器的三維空間信息及三軸姿態信息,即影像數據的外方位元素,從而能夠大大地減少,乃至無需地面控制就能直接進行航空影像的空間地理定位,為航空影像的進一步應用提供了十分快速、便捷的技術手段。尤其是在崇山峻嶺、戈壁荒漠、沼澤、灘塗、災害頻發區等難以通行區和邊境等難以抵達的地區,採用 POS系統進行直接空間地理定位將是惟一行之有效的方法。機載激光掃描系統是一種採用激光測距技術直接從飛機平台上獲取地物空間位置信息的精密設備。系統主要由 GPS+IMU、激光掃描儀、電視攝像機組成。系統通過發射激光束,對目標地物進行掃描,並接收地物的回波信息。對掃描回波信息用專門的軟體處理後即可獲得地表的DEM、DTM及地表面模型。這些模型數據可廣泛應用於林業資源調查、礦業、災害、城市3D重建等領域。綜合利用POS系統和機載激光掃描系統,可以迅速獲取地質災害發生區的航空影像資料,製作正射影像圖和三維模擬影像,為地質災害的監測和災情評估工作提供基礎資料。
(2)隨著高解析度遙感技術的商業化,對滑坡體等地質災害的動態監測將成為國土資源大調查地質災害預測預警工程中的重要研究內容。在以前的研究中,關於滑坡體大比例尺(1:5000~1:2000)遙感解譯工作和不同時相下某一滑坡體的變化情況的研究幾乎處於空白狀態。高解析度遙感技術的商業化將地質災害遙感預測預警工作帶入一個新的時代。通過不同時相高解析度遙感影像資料的對比分析,我們將可以對一些重點地質災害體進行監測,通過變化信息的提取,及時進行地質災害的預測預警工作。
(3)隨著干涉雷達技術的日益成熟,滑坡體的地表細微變化將得到有效監測。干涉雷達是近幾年發展起來的用於探測地表細微變化的遙感新技術。該技術利用電磁波的相干原理,在一定時間間隔內對同一地物進行兩次平行觀測,獲取其復圖像對。如果目標物與天線的幾何關系發生變化,則會在復圖像對產生相位差,形成干涉圖像。通過理論計算,可以精確地測出圖像上每一點的三維位置,提取變化信息。該技術的測量精度達到厘米級,將在地質災害監測、地殼形變探測等方面發揮重要作用。
(4)地質災害的經濟危險性評估將成為滑坡發育環境遙感調查的重要內容。在以往的研究工作中,地質災害發育環境遙感調查多側重於地質災害與線性構造、岩性、水文地質條件等關系的研究,對場區人文條件變化與滑坡關系等方面研究偏少。隨著可持續發展戰略的實施,人與環境的協調發展成為當代中國經濟和社會建設的主旋律。對地質災害發育區進行地質災害經濟危險性評估,將成為地質災害發育環境遙感調查的重點。
(5)「數字滑坡」等地質災害研究新技術將得到迅速發展。利用「3S」(RS、GIS、GPS)技術,快速獲取基礎資料,並結合地質、地形、鑽探、物探等地面、地下調查資料,形成滑坡等地質災害的三維空間表達,並以此為基礎進行地質災害的相關分析,將成為今後一段時間內地質災害遙感技術的重要研究內容。
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