论文部分内容阅读
[摘 要]遥感技术应用于区域地质灾害调查与评价，虽然已取得了许多成功的经验，但是大多停留在对灾害点的提取、宏观区域评价等方面，利用高精度卫星遥感技术进行地质灾害点的精细解译与评价的研究相对较少，对单点地质灾害分析方面大多依靠航空像片，特别是在地质灾害监测方面，成功的实例不多。本文针对地质灾害与评估中的遥感技术进行了探讨。
[关键词]遥感技术；地质灾害；评估
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0370-01
0 引言
地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查评价是极其必要的，它可以贯穿于地质灾害调查评价、监测预警、灾情评估以及灾害防治的全过程，是当代高瓤技术发展的必然趋势。地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查评价是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势。遥感技术特点及与其相关的高新技术的高速发展，已使地质灾害遥感调查评价成为可能。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估、防治的全过程。
1 遥感技术
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末开始执行的“对地观测系统EOS”计划的主体，具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。因此，利用遥感技术开展地质灾害与地质环境调查是非常重要的信息技术手段，特别是当前，遥感技术在地质灾害分析、预警、评估等方面正发挥越来越大和不可替代的作用。地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（筹）始终注重将遥感技术贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程；特别是近十多年以来，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，遥感技术已成为该实验室开展地质灾害及其孕灾环境调查、地质灾害现状调查与区划、地质灾害动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等方面中不可缺少的重要手段之一。
在遥感成像时，由于各种因素的影响，使得遥感图像存在一定的几何变形和辐射量失真现象，这此变形和失真影响了图像的质量和使用，必须进行消除或削弱。简单说，几何变形是指图像上的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参照坐标系中的坐标之间的差异，消除这种差异的过程称为几何纠正。利用传感器观测目标的反射和辐射能量时，传感器得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射强度等物理量不相同，这是由于测量值中包含了太阳的位置和角度条件、大气条件所引起的失真，消除圖像数据中辐射所含的失真的过程称为辐射量校正。在卫星图像数据提供给用户使用之前，一般都经过辐射量校正和一定的几何纠正，在实际应用中应根据具体情况加以相应处理。
2 遥感调查地质灾害的必要性
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。地质灾害多发于暴雨天气，常具有突发性特点。这种在暴雨恶劣天气下突发的地质灾害，若用传统的调查方法，不仅因为大面积调查难以做到实时性，也难以保证真实性和准确性。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 遥感调查地质灾害的可行性
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。目前我国的地质工作者已掌握了各类地质灾害的遥感影像特征，并具备了较成熟的目视解译地质灾害的方法技术，累积了必要的实践经验，为遥感技术更加广泛地应用于地质灾害调查与研究奠定了基础。
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，1：1000 000比例尺的全国数字地图已进入Internet，1：250000全国数字地图也已完成，部份重点地区的1：50000基础1：10000的数字地图制作工作也初具规模。这些基础数据对实现地质灾害遥感调查新技术提供了有力的支撑。
4 遥感技术调查地质灾害与评估的内容
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。地质灾害的孕灾背景主要有：第一，时日降水量；第二，多年平均降水量：第三，地面坡度：第四，松散堆积物的厚度及分布；第五，构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）：第六，植被发育状况：第七，岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；第八，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，第一与第二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。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。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），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）的差分精度達毫米级，可以满足对蠕动灾体测量的精度要求。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 自然资源的毁坏隋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。
5 结语
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，日前尚存在一定的凼难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
作者简介：杨萍（1987-），女，助理工程师，毕业于安徽理工大学地球与环境学院地质工程专业，现供职于广东核工业地质局辐射环境监测中心，从事地质灾害调查、评估等相关工作。
[关键词]遥感技术；地质灾害；评估
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0370-01
0 引言
地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查评价是极其必要的，它可以贯穿于地质灾害调查评价、监测预警、灾情评估以及灾害防治的全过程，是当代高瓤技术发展的必然趋势。地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查评价是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势。遥感技术特点及与其相关的高新技术的高速发展，已使地质灾害遥感调查评价成为可能。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估、防治的全过程。
1 遥感技术
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末开始执行的“对地观测系统EOS”计划的主体，具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。因此，利用遥感技术开展地质灾害与地质环境调查是非常重要的信息技术手段，特别是当前，遥感技术在地质灾害分析、预警、评估等方面正发挥越来越大和不可替代的作用。地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（筹）始终注重将遥感技术贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程；特别是近十多年以来，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，遥感技术已成为该实验室开展地质灾害及其孕灾环境调查、地质灾害现状调查与区划、地质灾害动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等方面中不可缺少的重要手段之一。
在遥感成像时，由于各种因素的影响，使得遥感图像存在一定的几何变形和辐射量失真现象，这此变形和失真影响了图像的质量和使用，必须进行消除或削弱。简单说，几何变形是指图像上的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参照坐标系中的坐标之间的差异，消除这种差异的过程称为几何纠正。利用传感器观测目标的反射和辐射能量时，传感器得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射强度等物理量不相同，这是由于测量值中包含了太阳的位置和角度条件、大气条件所引起的失真，消除圖像数据中辐射所含的失真的过程称为辐射量校正。在卫星图像数据提供给用户使用之前，一般都经过辐射量校正和一定的几何纠正，在实际应用中应根据具体情况加以相应处理。
2 遥感调查地质灾害的必要性
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。地质灾害多发于暴雨天气，常具有突发性特点。这种在暴雨恶劣天气下突发的地质灾害，若用传统的调查方法，不仅因为大面积调查难以做到实时性，也难以保证真实性和准确性。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 遥感调查地质灾害的可行性
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。目前我国的地质工作者已掌握了各类地质灾害的遥感影像特征，并具备了较成熟的目视解译地质灾害的方法技术，累积了必要的实践经验，为遥感技术更加广泛地应用于地质灾害调查与研究奠定了基础。
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，1：1000 000比例尺的全国数字地图已进入Internet，1：250000全国数字地图也已完成，部份重点地区的1：50000基础1：10000的数字地图制作工作也初具规模。这些基础数据对实现地质灾害遥感调查新技术提供了有力的支撑。
4 遥感技术调查地质灾害与评估的内容
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。地质灾害的孕灾背景主要有：第一，时日降水量；第二，多年平均降水量：第三，地面坡度：第四，松散堆积物的厚度及分布；第五，构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）：第六，植被发育状况：第七，岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；第八，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，第一与第二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。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。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），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）的差分精度達毫米级，可以满足对蠕动灾体测量的精度要求。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 自然资源的毁坏隋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。
5 结语
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，日前尚存在一定的凼难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。
作者简介：杨萍（1987-），女，助理工程师，毕业于安徽理工大学地球与环境学院地质工程专业，现供职于广东核工业地质局辐射环境监测中心，从事地质灾害调查、评估等相关工作。