付彩霞 徐小军
(重庆地勘局208水文地质工程地质队,重庆 400700)
近些年来,航空航天遥感技术迅猛发展,并广泛应用于各种地质灾害的监测中。在国外,日本利用遥感图像编制了全国1:50 000地质灾害分布图;欧盟各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上,对遥感技术方法进行了系统总结,指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率,并利用GPS测量及雷达数据,监测地质灾害可能达到的程度。目前,我国在利用遥感技术开展地质灾害调查方面,也摸索了一套较为合理有效的地质灾害遥感调查方法,即利用遥感信息源,以目视解译为主,计算机图像处理为辅,将重点区遥感解译成果与现场验证相结合,并利用其它非遥感资料,综合分析,得出可靠的分析调查结果。充分利用航天航空、差分干涉雷达和全球定位系统等遥感技术进行地质灾害监测并灾后评估,是遥感技术在地质灾害监测应用中的必然发展趋势。
1.1 宏观性遥感影像是大范围地面信息的载体,一景NOAA数据覆盖512kin×512km的地面范围;一景TM数据覆盖180kin×180km的地面范围;一景SPOT数据覆盖60kin×60kin的地面范围;加拿大RADAKSAT则有多种成像方式。幅宽从75kin到500kin。遥感为人们从宏观上、总体上把握事物的全貌提供了快速、便捷的途径。
1.2 客观性遥感信息是从高空获得的地面信息,这些信息虽然不是依靠人们的直接观测获得,却是地物通过特有的光谱特性或反射特性对地面状况的客观反映。通过模式识别、计算机分类技术、波段运算等分析方法对这些信息进行研究,我们可以获得特定区域现状的相关信息。
1.3 综合性卫星遥感信息是对地面状况的综合反映。山峰、水库、道路、植被、居民点、地质结构和大地构造等静态地物地貌。流动物体的瞬时动态影像等都能在其中得到一定地反映,不同波段的遥感数据还蕴藏着温度、湿度、亮度等环境要素。
1.4 动态性每一景遥感信息都是对地面状况地瞬时反映。同一地区不同时期的遥感影像反映了研究区域的动态变化。NOVA卫星每天可以重复获得同一地区的两景数据。TM影像的成像周期为7天,SPOT卫星可以每天对同一地区成像,RADARSAT影像的成像周期最快可达3天-4天.而机载SAR。可以根据需要随时升空获取影像信息。
据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。可见,利用遥感技术加大对地质灾害调查、监测和防治,已成为刻不容缓的任务。遥感对地观测技术具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨特点,不受天气条件影响,可以实时而准确的开展突发性地质灾害状况调查,为抢灾与救灾工作提供准确资料。
3.1 遥感调查地质灾害的技术经验积累
国内外遥感调查地质灾害的技术方法,已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。能够对地质灾害进行系统的遥感解译,并进行滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害分区与定量的灾情等级评价,从宏观上进行致灾成因分析和发展趋势预测。
3.2 遥感技术特点为有效地进行地质灾害调查提供了可能
一般情况下,岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段,在强降水过程中容易发生地质灾害。遥感技术具有全天候、准确性,不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警,研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段,同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此,遥感技术在地质灾害调查中必将发挥非常重要的作用。
3.3 遥感技术的快速发展为地质灾害调查提供了强有力技术支持
世界卫星技术的发展,米级甚至分米级的卫星图像为直接监测和区分地物提供了可能性。另外,GPS技术大大改进了滑坡、泥石流等地质灾害调查中的定位工作,美国和俄罗斯都有全球定位系统,其提供数据的差分精度可达毫米级。我国的基础地理框架工作也取得了长足进步,1:1 000 000比例尺的全国数字地图已进入Internet,1:250 000全国数字地图也已完成,部份重点地区的1:50 000基础1:10 000的数字地图制作工作也初具规模。
4.1 遥感技术能够调查与研究的孕灾背景
利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景,是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容:①时日降水量;②多年平均降水量;③地面坡度;④松散堆积物的厚度及分布;⑤构造发育程度(控制岩石破碎程度和稳定性);⑥植被发育状况;⑦岩土体结构(反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力);⑧人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量,陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力,其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此,在上述8种孕灾背景中,第①与第②种可通过气象卫星与地面水文观测站调查统计,其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。
4.2 遥感技术在地质灾害现状调查与区划方面的作用
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象,无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,还是由它们组合形成的灾害群体,在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此,对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征,均能从遥感影像上直接判读圈定。在此基础上进行地质灾害区划,划分地质灾害易发区域,评价易发程度,为防治地质灾害隐患,建立地质灾害监测网络提供基础资料。
4.3 遥感技术对地质灾害动态监测与预警
地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体 (如滑坡体等)从量变到质变的过程。一般情况下,地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的,当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统(GPS)的差分精度达毫米级,可以满足对蠕动灾体测的精度要求。因此,利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测,在此基础上有效地行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。
4.4 遥感技术对灾情实时调查与损失评估提供可靠的技术手段
地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡。村庄、工矿、交通下线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查,除人员与牲畜伤亡难以统计外,高分辨率的遥感影像对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估,为抢灾救灾工作提供准确依据。
遥感技术是一门新兴的高新技术手段,利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的,而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是,全面推广地质灾害遥感调查,目前尚存在一定的困难和技术缺陷,有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
[1]卢轶.遥感技术在地质灾害调查中的应用及前景[J].能源与节能.2011(10).
[2]李年喜.遥感技术在地质灾害调查中的应用[J].西部资源.2011(05).