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地质灾害遥感区域

发布时间: 2021-03-01 07:33:06

『壹』 怎样看待遥感技术在地质灾害监测中的应用

威海晶合了解到复,地质灾制害是指在地球的发展演变过程中,由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。现代航天技术和遥感技术的飞速发展不仅为地球资源与环境监测研究开辟了广阔的前景,而且为地质灾害的调查和研究提供了崭新的手段。
长期以来,遥感技术已经成为对区域地质灾害及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术,遥感技术的应用在滑坡、崩塌、泥石流和地面裂缝等地质灾害的调查、监测和研究工作中发挥了重要的作用,为大型工程建设的环境灾害调查及防灾减灾工作做出了重要贡献。

『贰』 遥感地质调查

1∶10万基础地质和环复境地质遥感调查与制监测,完成15.2万平方千米,发现松辽平原经济区近10年间湿地面积减少5080.2平方千米,黑土面积减少3680.6平方千米。

首次应用遥感技术对晋陕蒙、川西南等8个矿产资源集中地区约40万平方千米矿区进行了环境实时遥感监测,并对其中6个关键区的矿产开发状况及其地质灾害隐患开展了1∶1万遥感监测。

『叁』 地质灾害的遥感监测与研究

地质灾害的种类很多,火山、地震、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失、沙漠化、盐碱化等。遥感资料尤其卫星图像能大面积、周期性具体而微地把地面实况记录下来,为地质灾害的定时定位监测、预报研究提供极为宝贵的资料。对地质灾害的实时监测更是地学遥感发展的一个新方向。

我国是地震较多的国家。地震灾害主要是由断裂的新构造活动引起,多波段多时相遥感资料对大断裂的新构造活动研究很有效。从遥感资料可以获得:①查明区域断裂格架基础上,把易诱发地震的活动断裂交切点、端点、拐点,这些都是地壳应力最集中的地段,为孕震及发震构造研究提供非常有用的基础资料。②对已经发生震灾地区的遥感图像(如唐山地区),为震灾调查与评估、地震地质研究提供其他技术方法无可取代的资料。③利用遥感某些特殊影像特征,进行地震预报与分析,如强祖基等(1991)用多时相NOAA卫星热红外图像对1990年中国与独联体边界斋桑泊两次强震研究(参阅第十一章有关部分)。④为研究板块活动及地震预报,美国在圣安德列斯断裂两盘各安装一台红宝石激光器,利用1972年发射的激光测地卫星反射回来的信号,长期、定位地监测断裂两盘精确位移。

滑坡泥石流是交通、水利建设重要自然灾害,对我国西北地区交通及长江中上游航行和水利工程危害大、损失重。长江三峡工程的环境地质工作就包括库区沿江地段滑坡的调查。R.Guillande等人(1991)对安第斯山滑坡灾害研究时,把构造、地震、地表径流以及用数字图像编制出边坡坡度大于30°的坡度图,作为诱发滑坡的因子来研究滑坡。铁道部遥感工作者通过具体调查,提出用遥感图像来判定泥石流沟的八条直接解译标志与统计判别的标准,并据此判定成昆线和普雄工务段的某沟为泥石流沟,采取措施,使1986年7月6日暴雨引发的泥石流的破坏损失减小到最低。

『肆』 地质灾害危险区的划定及应采取的防灾措施

由专业人员在调查的基础上划定地质灾害危险区,组织区内人员撤离。并在危险区周边设置警示牌,拉好警戒线,组织专人监测。

地质灾害危险区的划定是确定地质灾害灾情和危害程度的基本依据。地质灾害危险区的大小,主要取决于地质灾害的规模和危害方式。不同种类地质灾害危险区的划定,应依据发育不同地质灾害类型的地质环境条件、地质灾害灾种和规模以及危害作用方式来综合分析判定。

崩塌危险区的确定主要根据危岩崩落的距离和危岩带宽度确定,具体范围可根据危岩体积和临空高度进行估算,也应通过调查崩塌堆积体分布和影响的范围进行验证。其范围一般不超过斜坡坡脚分布的范围。对位能高的崩塌体,应充分估计跨过沟谷危害对岸的可能(图5-2)。

图5-2 崩塌危险区示意图

滑坡危险区的确定主要取决于滑坡体大小以及滑坡体滑动后可能影响的范围。其范围包括滑坡体分布范围、滑坡体运动区、滑坡体边缘影响地带,个别情况下,危害范围还包括滑坡活动造成溃坝、堵江等引起的灾害链的危害区(图5-3)。

图5-3 滑坡危险区示意图

泥石流活动区分为形成区、流通区、堆积区。形成区和流通区地形高差大,山高坡陡,一般人烟稀少,耕地贫瘠,在这些地区虽然也造成一定破坏,但通常损失较低,而且这些地区的范围一般通过地面调查就可以比较容易地划定。泥石流主要危害区在堆积区,这里一般地势开阔低平,常常是山区人口聚集的城镇、企业以及交通设施所在地,泥石流发生时常造成比较严重的损失。其危险区范围可依据堆积扇长度、宽度、最大幅角进行估算。对多次暴发过的泥石流,应开展对堆积扇分布、空间叠置组合关系的调查,了解历史上泥石流发生和演化过程、发展趋势,对确定泥石流的危险区十分有帮助。对堆积扇危险区的调查与判定,还应注意调查堆积扇沟道的宽度、深度、平面弯曲形态以判定沟道的自然排导能力和爬(壅)高的位置。在堆积扇建有住房的区域,更应作深入的调查,以确定是否处在危险区的范围内(图5-4)。

地面塌陷主要分为岩溶塌陷和采空塌陷。岩溶发育并且赋存有丰富岩溶地下水的碳酸盐岩地区,划为岩溶塌陷危险区;采空区塌陷危险区主要与地下矿山采空区分布面积及采空区深度、所处构造、上覆地层岩性组合等相关。已形成地下采空区并发生采空区塌陷而尚未稳定的地区划为采空塌陷危险区。

图5-4 泥石流沟危险区范围示意图

『伍』 中国地质灾害区域分布特征

地震多分布在中国两个区域:(1)阿尔比斯-喜马拉雅火山地震带,主要在请那藏高原外围地区(2)环太平洋火山地震带,主要在中国沿海的海洋里

『陆』 全国地质灾害防治区划的原则

(1)区域环境地质条件的相似性原则

崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的发生受地专形坡度、属岩土体工程地质类型和活动断裂等因素所组成的地质环境系统的控制,区域地质环境系统相同或类似的区域,其地质灾害活动或易发性也相似。所以要把不同的地质环境划分出来。

(2)区域性人类工程活动规律相似性原则

人类活动的强度与广度总是在一定的地质环境区域内发展的。相似的区域自然地质地理条件,人类工程活动规律也相似。如东北和华北地区的地质灾害是主要是由于过量开采地下水资源和煤炭资源引起的地面沉降、地面塌陷,主要发生在沿海城市和矿区;黄土高原地区的滑坡灾害往往是人为开挖坡脚建房而引起的。

(3)区域地质灾害防治方向与措施的相似性原则

考虑到中国不同地区地质环境条件和社会经济条件有很大差异,地质灾害类型和危害情况不同,区域的减灾重点和防治对策不同。东部地区人多地少,经济基础好,可通过地质灾害治理、限制不合理人类活动等途径,逐渐减轻地质灾害活动的频率和强度。而西部经济落后,宜采取搬迁、撤离措施,避让地质灾害,减少生命财产损失。

『柒』 地质灾害的遥感技术在地质灾害中的应用

(一 ) 地质灾害分级
地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小,分为特大型、大型、中型和小型四个等级。具体标准如下 :
1. 特大型 :
因灾死亡和失踪30人以上或者直接经济损失1000万元以上的;
2. 大型 :
因灾死亡和失踪 10 人以上 30 人以下或者直接经济损失500万元以上 1000 万元以下的;
3. 中型 :
因灾死亡和失踪3人以上10人以下或者直接经济损失100万元以上 500 万元以下的 ;
4. 小型:
因灾死亡和失踪 3 人以下或者直接经济损失100万元以下的。
( 二)速报原则
情况准确,上报迅速,县为基础,续报完整。
( 三)速报程序
1. 发生特大型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于6小时内速报市 (地)级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门和国土资源部,并根据灾情进展,随时续报,直至调查结束;
特大型地质灾害由国土资源部或委托省(区、市)国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理。委托省(区、市)国土资源主管部门进行调查处理的,最终形成的应急调查报告应尽快上报国土资源部。
2. 发生大型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于 12 小时内速报市 ( 地〉级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门和国土资源部,并根据灾情进展,随时续报,直至调查结束。大型地质灾害由省级国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理,并将最终形成的应急调查报告上报国土资源部。
3. 发生中型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于24小时内速报市(地)级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门。中型地质灾害由市(地)级国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理,并将应急调查报告上报省级国土资源主管部门。
4. 发生小型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应及时向市 ( 地〉级国土资源主管部门报告,并负责组织调查和作出应急处理;
(四)速报内容
1.速报报告:负责报告的部门应根据已掌握的灾情信息,尽可能详细说明地质灾害发生的地点、时间、伤亡和失踪的人数、地质灾害类型、灾害体的规模、可能的诱发因素、地质成因和发展趋势等,同时提出主管部门采取的对策和措施。
2.应急调查报告:地质灾害应急调查结束后,有关部门应及时提交地质灾害应急调查报告。报告内容包括:
(1) 抢险救灾工作;
(2)基本灾情;
(3)地质灾害类型和规模;
(4)地质灾害成灾原因,包括地质条件和诱发因素(人为因素和自然因素);
(5)发展趋势;
(6) 已经采取的防范对策、措施;
(7)今后的防治工作建议。 对于发现的直接受地质灾害威胁人数超过1000人或者潜在经济损失超过1亿元的特大型地质灾害隐患点,地方各级国土资源主管部门接报后,要在2日内将险情和采取的应急防治措施上报国土资源部,并根据地质灾害隐患变化情况,随时做好续报工作。

『捌』 地质灾害风险区划

风险评估与自然灾害易发地区土地利用和土地管理关系密切。土地管理部门和各级政府官员在土地利用决策时需要风险评估的结果;投资商在购买土地和土地开发时也要考虑灾害风险的影响;建设项目场点的选择、建筑物的类型和材料以及购买保险时更要考虑灾害风险的因素。

如果决策者在对灾害风险一无所知的情况下对灾害易发地区的土地利用规划作出决策,那么,这样的决策肯定不可能使土地利用得到可持续发展。在对泥石流易发地区土地利用作出决策时,地方官员应该知道,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冲毁?有多少基础设施可能遭到泥石流的破坏?他们也应该懂得,土地利用方式的改变反过来也会影响泥石流的自然过程,这种影响是有利于泥石流的发生还是抑制了泥石流的发生?这些都需要进行风险评估。风险评估能够提供可用于成本一效益分析的决策基础。风险评估不仅可以应用于将来的土地利用规划,而且可以为现存的土地利用再发展评估提供强有力的工具。

滑坡灾害风险区划就是根据以上计算得出的区域滑坡风险度划分不同风险等级区域单元的方法,为滑坡地区的风险投资、区域开发和灾害管理提供决策依据。像其他自然灾害风险区划一样,滑坡灾害风险区划的一般原则为:相似性原则、区域完整性原则、综合性原则、主导因子原则。

地质灾害危险度(H)和易损度(V)是自变量,风险度(R)是因变量,因此,风险度数值及其分级是由危险度和易损度的数值和分级决定的。一旦危险度和易损度的分级确定下来,风险度分级也就相应地确定下来了。危险度和易损度均采用目前处理数值分级的简单而常用的方法——布拉德福定律中的区域分析方法,即将一定范围内的数值作等分划分,在0~1范围内等分为0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1这5个等分数值区域。根据式(1)生成风险度的5个等级:0.00<R<0.04,极低风险区;0.04<R<0.16,低风险;0.16<R<0.36,中等风险;0.36<R<0.64,高风险;0.64<R<1.00,极高风险(图5-5)。地质灾害风险等级的实际管理意义见表5-1和表5-2。

图5-5 地质灾害风险评估分级(分区)

表5-1 定性风险水平的管理含义

(据澳大利亚岩土工程协会,2000)

表5-2 地质灾害风险等级的管理意义

『玖』  浙江省地质灾害遥感调查(ZR)

浙江省地抄质灾害在西南山区主袭要是突发性的滑坡、泥石流等,在浙北平原区主要表现为缓变性的地面沉降。为此,该课题的主要内容包括两个方面:

(1)在对已知主要滑坡(泥石流)灾害进行遥感分析解译的基础上,通过对滑坡灾害时空分布特征以及与其相关的地质、地貌、土壤类型、降雨分布、人口分布等资料的综合研究,探索滑坡(泥石流)灾害发生与降雨分布和降雨强度的关系,将GIS和ANN(人工神经网络)两种新兴技术互相融合,开发适合对浙江多点突发性滑坡(泥石流)灾害进行临灾预警预报的GIS/ANN系统,根据实时的降雨预报和雨量遥测信息,初步实现对滑坡(泥石流)灾害发生的空间范围、强度及其分布概率的临灾预警预报,确定和预测可能导致重大损失的危险区段;编制1∶50万浙江省滑坡灾害趋势遥感分析图。

(2)利用卫星遥感多光谱影像、高精度DEM数据揭示与地面沉降有关的地形地貌和地质构造等信息,结合地面沉降、地下水开采、地表水位监测等资料研究地面沉降的范围、沉降中心、沉降量、沉降速率及其发展趋势,探索建立地面沉降易发程度和危险程度等级判别标准,为地面沉降灾害的防治提供科学依据。

『拾』 遥感技术在地质灾害调查与监测中的应用

熊盛青聂洪峰杨金中

(中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083)

【摘要】遥感技术已成为区域地质灾害及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术之一,在地震(活动性断裂)、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害的调查、监测和研究工作中已发挥了重要的作用。本文简要介绍近年来利用遥感技术进行地质灾害调查与监测的成果,并展望其发展趋势。

【关键词】地质灾害遥感影像解译综述

地质灾害是指在地球的发展演变过程中,由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件(潘懋等,2002)。地质灾害包括突发性的,如火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,也包括渐进性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等。现代航天技术和遥感技术的飞速发展不仅为地球资源与环境监测研究开辟了广阔的前景,而且为地质灾害的调查和研究提供了崭新的手段。长期以来,遥感技术已经成为对区域地质灾害及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术,在地震(活动性断裂)、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害的调查、监测和研究工作中发挥了重要的作用,为山区大型工程建设的环境灾害调查及防灾减灾工作作出了重要贡献。

1 在斜坡地质灾害调查工作中的应用

1.1 斜坡地质灾害发育环境遥感调查

崩塌、滑坡、泥石流等斜坡地质灾害的分布发育主要受地形、地貌、地层岩性、地质构造、新构造活动、气象以及人为活动等多种因素的制约。要了解崩塌、滑坡、泥石流等斜坡地质灾害的区域分布规律,必须首先了解这些因素的空间分布特征。因此地质灾害发育环境的调查常常是斜坡地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流等)遥感调查的重要内容之一。

以滑坡为例。在遥感影像上,滑坡常常沿着地球应力形变的形迹——线性构造分布,并多产在不稳定物质覆盖的地区。期望通过遥感预测每一次滑坡的发生相当困难,但通过对不同时相遥感资料的对比分析,就可以对地表线性构造和不稳定物质覆盖区进行解译和判断,从而预测、圈定滑坡地质灾害易发区,对已发生的滑坡地质灾害进行调查。

在20世纪80年代初期,主要利用TM遥感影像,通过分析滑坡发育的地质环境、自然环境条件和社会经济环境条件等因素的影响、作用,间接研究、推断区域内滑坡发育的可能性;同时利用重点区域的1∶1万~1∶5万航空遥感影像,识别典型滑坡体,检验滑坡发育环境研究的正确性。

以三峡库区为例,原地质矿产部地质遥感中心(现中国国土资源航空物探遥感中心,以下简称航遥中心)先后开展了“长江三峡工程库区被淹城镇选址方案的遥感地质稳定性评价”

地矿部地质遥感中心.“长江三峡工程库区被淹城镇选址方案的遥感地质稳定性评价”研究报告.1986、“长江三峡工程前期论证阶段库岸稳定性研究”

地矿部地质遥感中心.“长江三峡工程前期论证阶段库岸稳定性研究”研究报告.1986、“长江三峡地区遥感信息的断裂构造解译及对坝区稳定性初步评价”

地矿部地质遥感中心.“长江三峡地区遥感信息的断裂构造解译及对坝区稳定性初步评价”研究报告.1986等工作,初步揭示了库区主要地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流)与地质环境发育的关系。荟萃1985年航摄的1:6万彩红外航片解译及地面摄影,结合工程地质勘查和试验资料编辑而成的《长江三峡滑坡崩塌》图集,精选了220余幅长江三峡地区大型滑坡、崩塌及变形体照片,以简要文字阐述了其所处的自然地质环境、形态结构特征和形成机制,并对稳定性做出了评价。研究认为,区域滑坡地质灾害的发生,多是老崩滑体受暴雨诱发或加载诱发两种类型复活的结果。2003年7月13日发生的湖北省秭归县千将坪滑坡,即是老滑坡体上的数个滑体为持续强降雨诱发复活的结果,其运动方式为高速厚层推移式滑动,滑距大于200m(王治华等,2003)。

1.2斜坡地质灾害的遥感判译

在遥感影像上,通过人机交互解译的方式,进行斜坡地质灾害影像光谱、纹理、地形、地貌、覆盖植被等的分析,确定灾害体的分布位置、面积、产出的地质背景等属性,是斜坡地质灾害遥感调查的重要内容。长期以来,我国遥感工作者在崩塌、滑坡、泥石流的遥感解译方面积累了丰富的经验。航空立体像对(黑白、标准彩色、彩红外)已经广泛用于识别滑坡、崩塌、泥石流等灾害体和易发灾害的地带;卫星、雷达和侧向扫描测距系统更扩展了这些方面的能力。在目前的调查研究工作中,多采用航片、卫片相结合使用的方法,即采用不同时相的航片资料对滑坡、崩塌、泥石流个体进行室内解译和野外验证,采用卫片对其发生的地质背景进行解译。

以滑坡灾害的遥感解译为例。我国的滑坡解译技术是在近20年为山区大型工程服务中逐渐发展起来的,已经探索出一套较为合理的工作方法,即在充分收集和分析前人资料的基础上,采用以彩红外航片为主的遥感资料,通过室内解译与野外实地验证相结合的技术路线,进行滑坡灾害的调查与综合分析。以目视解译为主、计算机图像处理为辅,根据滑坡的形态特征(滑坡体、后壁、侧壁、滑坡台坎、滑舌等)在航空和卫星图像上判译、识别滑坡,制作滑坡等地质灾害分布图;根据滑坡发育的微地貌类型,判别滑坡的活动性。

1986年开展的“新滩滑坡遥感地质调查”

地矿部地质遥感中心.“新滩滑坡遥感地质调查”研究报告.1986工作通过对新滩地区不同时相、不同方法遥感图像(包括彩色航空影像、热红外扫描影像和机载侧视雷达图像)的判译,确定了滑坡发生前的影像先兆,详细划分了滑坡体的内部结构和岩性分区,并对滑坡发生时不同地段的位移矢量、运动方式等进行了详细研究、预测,从而为利用遥感技术进行滑坡研究提供了范例。利用2003年3月三峡库区135m高程水位临蓄水前的航摄图像,对秭归千将坪地区进行的滑坡遥感解译工作表明,千将坪滑坡为一覆盖投影面积约0.46km2、总体呈簸箕形的老滑坡。由于滑坡活动释放能量比较充分,目前整体趋于稳定,但千将坪滑坡东面斜坡上的老滑坡体,如果条件合适有可能复活(王治华等,2003),从而为区域滑坡预测指明了方向。

由于中国大型滑坡主要分布在强烈切割的中、高山区,例如岷江、大渡河、金沙江等高陡的深切河谷地带,地形高差变化较大,利用一般的卫星遥感影像进行遥感解译,必然存在因卫星投影性质形成的投影差。正射遥感影像地图是对遥感数字图像进行几何校正和投影差改正,并与数字化的简化地形图复合的一种新型遥感影像资料。近年来,航遥中心先后在金沙江、进藏公路和铁路沿线及长江三峡库区,利用具有地形要素的正射遥感影像地图,开展中等比例尺(1:5万~1∶20万)的地质灾害(以滑坡、泥石流为主)遥感调查工作,不仅基本查明了上述区域的滑坡、泥石流分布现状,而且提高了图像的解译精度和解译结果的正确性。滑坡、泥石流的遥感解译识别准确率在90%以上。

2003年3月,航遥中心在三峡库区成功获取了135m高程水位临蓄水前的航摄资料,制作了三峡库区(宜昌—江津)1∶5万航空遥感图像,目前正制作三峡库区1:5万及重点城镇1:1万正射遥感影像地图。这项工作的开展,不仅为库区灾害遥感调查提供有准确地理坐标、反映库区135m水位临蓄水前状况的图像,而且通过对比以前获得的和即将获得的航空遥感影像,进行蓄水前后的库区地质灾害状况遥感动态调查,将为三峡库区灾害评价与灾害防治提供灾害与地质环境基础数据。

2在土地荒漠化调查与监测中的应用

土地是人类赖以生存的基础。但由于人类对土地资源的过度开发利用,天然植被减少以及某些自然因素的作用,土地荒漠化现象不断加剧。目前,我国荒漠化土地面积为262.2万km2,每年因荒漠化而造成的经济损失达541亿元;与此同时,我国沙质荒漠化土地仍以2460km2/a的速度扩展(潘懋等,2002)。进行土地荒漠化的动态监测,及时采取防治措施,已经成为当前一项紧迫的任务。

遥感技术具有信息量大、观测范围广、精度高和速度快的特点,其强实时性和动态性更是传统的资源环境监测和预报方法难以比拟的。近20年来,在中国北方荒漠化的形成机制、发展过程、分布规律和演变趋势和西南岩溶石山地区的石漠化调查与监测等研究工作中,遥感技术发挥了重要作用(潘懋等,2002);利用反映植被覆盖度和生长状况差异的比值植被指数(RVI)方法,通过石漠化面积占研究区总面积百分比、石漠化年均变化面积占研究区总面积百分比、地表植被覆盖度等的调查,航遥中心在广西、贵州的一些石漠化监测区进行了卓有成效的工作。以贵州普定县蒙铺河监测区为例

中国国土资源航空物探遥感中心.“西南岩溶石山重点地区遥感动态监测”研究报告.2004,在蒙铺河监测区45.62km2的土地上,石漠化面积达26.19km2,占总面积的58%。其中,重度石漠化面积12.87km2,中度石漠化面积7.14km2,轻度石漠化面积6.18km2,而无石漠化面积仅为2.22km2。随着地形坡度的增大,石漠化面积有增大的趋势;而且当坡度大于15°时,这一趋势尤为显著(表1)。

表1不同坡度类型石漠化分布面积一览表单位:km2

地质灾害调查与监测技术方法论文集

3 在地震研究(活动性断裂)中的应用

20世纪70年代以来,遥感技术在地震地质、区域构造稳定性及工程地震、现代构造应力场及地震形成机制和震害调查等方面得到了广泛的应用。国家地震局先后主编的《中国卫星影像地震构造判读图》(1∶400万)、《中国活动构造典型卫星影像集》、《遥感地震地质文集》、《中国主要活动断裂带卫星图像集》等一系列资料即是明证。

以活动性断裂的调查为例。地震是地壳内部应力积累和突然释放,地壳破裂活动的一种表现形式。地质灾害通常是地壳内部应力聚散时影响地壳表层的反映。而地表活动性构造则是地球应力形变的形迹,是深部的、隐伏的活动构造在浅表部位的显示。查明区域活动性构造的分布,常常是区域地质灾害调查工作中的首要内容。

一般而言,在遥感影像上,活动性线性构造常常具有如下解译标志(王瑞雪,1997;杨金中等,2003):

(1)差异性影像色调、影像结构单元的界线、色带异常。

(2)山脉、河谷、山间平原甚至海沟的错位、扭曲和变形。

(3)现代河流水系直线状、格状展布,地下水的局部异常、泉水成串出现,地表土壤含水异常,河流的急转弯、同步拐点,河流改道、断流,河流陡缓、曲直剧变,湖泊的线状排布延伸及其扭曲。

(4)现代沉积盆地线状排布延伸及其扭曲,近代沉积中心的线状展布、线状边界。

(5)新生代火山口成串展布。

(6)差异性地貌单元、水系类型的急剧变化异常带、线状延伸的陡崖、断层三角面等构造地貌,洪积扇(裙)的线状排布及其复合叠加,现代沉积物(层)的再破裂、位错及褶皱。

(7)现代地震活动带及地震地貌线状展布带。近年来,在公路和铁路的勘测设计、核电站选址、水电工程建设等的前期工作中,利用遥感技术进行活动断裂的解译,已经成为工程近场区烈度复核、地震危险性判定、地震小区划和现代构造应力场研究中必不可少的内容。

4在突发性地质灾害监测与评估中的应用

地质灾害作用过程属于一种自然地质现象,它不仅给人类生命安全带来威胁,而且对财产、环境、资源等具有破坏性。我国是世界上地质灾害最严重的国家之一,灾种类型多、发生频率高、分布地域广、灾害损失大。以滑坡为例,在过去的20多年里,我国相继发生了一系列重大滑坡事件,如重庆市云阳县鸡扒子滑坡、湖北盐池河磷矿岩崩、甘肃洒勒山滑坡、湖北新滩滑坡、重庆溪口滑坡、西藏易贡滑坡、湖北秭归千将坪滑坡等。这些滑坡灾害事件均造成了重大的人员伤亡或经济损失,并造成严重的环境影响。就我国地质灾害发生的区域性和多发性特点以及我国国民经济总体水平不高的状况而言,我国不可能有足够的经济力量和技术力量对有潜在危险的地质灾害点进行全面的工程治理。因此,作为地质灾害综合防治的一条有效途径,就是开展地质灾害预测预报和风险区划,为国土规划、减灾救灾、灾害管理与决策提供可靠依据;对危害性严重的地质灾害点加强监测预报,避免重大地质灾害事件的发生。遥感技术无疑会在这一工作中发挥重要作用。

2000年4月9日,西藏自治区林芝地区波密县易贡藏布下游左岸札木弄沟发生特大型山体滑坡,滑坡堆积体截断了易贡藏布,使原先呈网状的易贡湖面积迅速扩大。王治华等(2000, 2001)利用多时相、多平台的卫星遥感数据和数字高程模型,对易贡湖的变化情况进行了监测,快速获取了各时相的湖水面积、水位和水量,并对洪水的溃绝时间进行了预测。研究结果与现场调查结果基本一致,显示了利用遥感数据进行地质灾害定量监测的可行性。

2003年2月24日上午10时03分,新疆维吾尔自治区巴楚、伽师地区发生6.8级强烈地震,人民的生命财产遭受严重损失。为落实国务院关于做好巴楚、伽师地震灾区损失评估工作的要求,航遥中心于2003年2月28日至3月10日完成了巴楚、伽师地区彩色航空遥感摄影工作,制作了地震灾区航空遥感正射影像图,为地震灾区损失评估工作提供了基础资料。

5地质灾害遥感技术的发展趋势

(1)航空遥感技术的发展将为地质灾害调查与监测提供有力的技术支撑。近年来,航空遥感技术得到了飞速发展,高精度航空定位定向系统(简称 POS系统)、机载激光扫描系统和数字航空摄影等技术将在地质灾害调查与监测工作中发挥重要作用。POS系统集差分 GPS技术和惯导技术于一体,在航空遥感影像获取的同时,同步记录传感器的三维空间信息及三轴姿态信息,即影像数据的外方位元素,从而能够大大地减少,乃至无需地面控制就能直接进行航空影像的空间地理定位,为航空影像的进一步应用提供了十分快速、便捷的技术手段。尤其是在崇山峻岭、戈壁荒漠、沼泽、滩涂、灾害频发区等难以通行区和边境等难以抵达的地区,采用 POS系统进行直接空间地理定位将是惟一行之有效的方法。机载激光扫描系统是一种采用激光测距技术直接从飞机平台上获取地物空间位置信息的精密设备。系统主要由 GPS+IMU、激光扫描仪、电视摄像机组成。系统通过发射激光束,对目标地物进行扫描,并接收地物的回波信息。对扫描回波信息用专门的软件处理后即可获得地表的DEM、DTM及地表面模型。这些模型数据可广泛应用于林业资源调查、矿业、灾害、城市3D重建等领域。综合利用POS系统和机载激光扫描系统,可以迅速获取地质灾害发生区的航空影像资料,制作正射影像图和三维仿真影像,为地质灾害的监测和灾情评估工作提供基础资料。

(2)随着高分辨率遥感技术的商业化,对滑坡体等地质灾害的动态监测将成为国土资源大调查地质灾害预测预警工程中的重要研究内容。在以前的研究中,关于滑坡体大比例尺(1:5000~1:2000)遥感解译工作和不同时相下某一滑坡体的变化情况的研究几乎处于空白状态。高分辨率遥感技术的商业化将地质灾害遥感预测预警工作带入一个新的时代。通过不同时相高分辨率遥感影像资料的对比分析,我们将可以对一些重点地质灾害体进行监测,通过变化信息的提取,及时进行地质灾害的预测预警工作。

(3)随着干涉雷达技术的日益成熟,滑坡体的地表细微变化将得到有效监测。干涉雷达是近几年发展起来的用于探测地表细微变化的遥感新技术。该技术利用电磁波的相干原理,在一定时间间隔内对同一地物进行两次平行观测,获取其复图像对。如果目标物与天线的几何关系发生变化,则会在复图像对产生相位差,形成干涉图像。通过理论计算,可以精确地测出图像上每一点的三维位置,提取变化信息。该技术的测量精度达到厘米级,将在地质灾害监测、地壳形变探测等方面发挥重要作用。

(4)地质灾害的经济危险性评估将成为滑坡发育环境遥感调查的重要内容。在以往的研究工作中,地质灾害发育环境遥感调查多侧重于地质灾害与线性构造、岩性、水文地质条件等关系的研究,对场区人文条件变化与滑坡关系等方面研究偏少。随着可持续发展战略的实施,人与环境的协调发展成为当代中国经济和社会建设的主旋律。对地质灾害发育区进行地质灾害经济危险性评估,将成为地质灾害发育环境遥感调查的重点。

(5)“数字滑坡”等地质灾害研究新技术将得到迅速发展。利用“3S”(RS、GIS、GPS)技术,快速获取基础资料,并结合地质、地形、钻探、物探等地面、地下调查资料,形成滑坡等地质灾害的三维空间表达,并以此为基础进行地质灾害的相关分析,将成为今后一段时间内地质灾害遥感技术的重要研究内容。

参考文献

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