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1遙感技術原理及發(fā)展現(xiàn)狀

遙感即為遙遠的感知。遙感技術是根據(jù)電磁輻射(發(fā)射、吸收、反射)理論，應用各種光學、電子學和電子光學探測儀器對遠距離目標所輻射的電磁波信息進行接收記錄，再經(jīng)過加工處理，并最終成像，從而對環(huán)境地物進行探測和識別的一種綜合技術。物質(zhì)不同，其分子、原子數(shù)量及組合方式也不同，所特有的反射電磁波性質(zhì)也不同，對外來電磁波反射性質(zhì)也就不同。因此不同的物體發(fā)射不同波段的電磁波，不同的物體對太陽和人工輻射有不同的吸收、反射和透射能力，這些差別經(jīng)過遙感形成了不同的成像，然后把這些不同的遙感成像解譯就可區(qū)分不同物體，從而收集目標物的各種信息數(shù)據(jù)，以掌握人們所需的各種信息資料。近年來我國地質(zhì)災害研究在采用遙感技術后取得了重大進展，包括近年來開展的全國特大滑坡災害調(diào)查及危險性評價、典型地質(zhì)災害監(jiān)測預警與示范治理、重點地區(qū)地裂縫與地面沉降調(diào)查、國家重大工程區(qū)域地殼穩(wěn)定性調(diào)查與評價等項目都是建立在遙感圖像的分析判斷基礎上的。由氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星和環(huán)境與災害衛(wèi)星等組成的空間對地觀測體系，能夠覆蓋全國陸地、海域以及我國周邊國家和地區(qū)1500萬km2的地球表面?？梢姽狻⒓t外到微波遙感器都實現(xiàn)了星載飛行，遙感器包括可見光相機(膠片式和傳輸式)、可見光紅外多光譜掃描儀、多種分辨率成像光譜儀、多波段微波輻射計、微波散射計、微波高度計、合成孔徑雷達等。具備了自行研制衛(wèi)星地面接收站及其相應數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的能力。研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的遙感數(shù)據(jù)處理平臺，開發(fā)了多套通用遙感圖像處理系統(tǒng)和專題遙感信息提取系統(tǒng)。我國風云氣象衛(wèi)星系列不僅顯著提高了我國衛(wèi)星氣象監(jiān)測能力，還為國家應急管理、減災救災體系建設、應對氣候變化提供了有力的技術支撐，被世界氣象組織納入地球觀測業(yè)務衛(wèi)星序列，成為全球地球綜合觀測系統(tǒng)的重要組成部分。

2遙感技術在地質(zhì)災害監(jiān)測中的作用

各種自然災害發(fā)生前一般都會出現(xiàn)各種先兆，而且很多災害的發(fā)生和發(fā)展都有一定的時空規(guī)律，彼此之間常有一定的關系，這就為自然災害的預報提供了可能。在自然災害的預報和研究中運用遙感技術可以發(fā)揮以下幾個方面的作用:

2.1推動國家自然災害數(shù)據(jù)庫建設

地質(zhì)災害是一種常見的自然災害，發(fā)生地質(zhì)災害后的地形地貌在遙感圖像中通常與周圍正常的情況有所區(qū)別，特別是在形態(tài)、色調(diào)和影紋結(jié)構等方面。為了在地質(zhì)災害發(fā)生后快速及時地了解地質(zhì)災害的規(guī)模和具體情況，可以通過我國的資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和其他專業(yè)衛(wèi)星等進行遙感信號的采集，然后運用地質(zhì)災害遙感信息的合理解釋，對已經(jīng)發(fā)生地質(zhì)災害的地點或是隱患點進行詳細的調(diào)查分析，并對數(shù)據(jù)進行整理后得出災害規(guī)模、災害分布、形成因素、孕育過程、變化趨勢等。通過以上工作可以有效推動對災害數(shù)據(jù)的收集和整理工作，并且按照地質(zhì)災害的類別，建立災害要素數(shù)據(jù)庫，構建災害預測評估和災后災害快速評估運行系統(tǒng)。

2.2為抗災救災應急決策提供快速信息支持

一些突發(fā)性自然災害，難以實現(xiàn)迅速、準確、動態(tài)的監(jiān)測與預報，但遙感技術可以不受地面條件限制，快速獲取災害發(fā)生后災區(qū)的全面景觀，根據(jù)災害分類分級及影像模型，判讀圖像，快速確定災情，為應急救援工作提供第一手資料，從而在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)對自然災害的應急響應。在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉樹大地震中，有關部門使用多種航天、航空遙感技術為抗震救災指揮部及時提供了多種類型、不同分辨率的衛(wèi)星和航空遙感數(shù)據(jù)分析信息，為抗震救災指揮系統(tǒng)及時全面地了解災情、快速部署救援行動提供了可靠的信息支持。在澳大利亞維多利亞州發(fā)生特大火災時，我國立刻調(diào)整了環(huán)境減災衛(wèi)星A、B星拍攝角度和運行頻率，每天兩次飛過澳大利亞上空，迅速準確地拍攝了澳大利亞火場的光學、紅外和雷達圖像，為澳大利亞空間信息合作研究中心提供了大量的衛(wèi)星監(jiān)測圖像，極大地幫助了澳大利亞有關部門的滅火行動。

2.3提高次生災害的預測預報能力

做好次生災害的排查與監(jiān)測預警工作，是減少和降低災害損失的重要措施。利用衛(wèi)星遙感技術實時監(jiān)測地震次生災害，讓人們能夠有效規(guī)避災害或減小災害損失。在2008年汶川大地震中，中國國土資源航空物探遙感中心通過航空遙感應急調(diào)查，及時掌握了北川等14個重災縣市道路、房屋損壞等災情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生災害情況，共解譯出地震引發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流7226個，堰塞湖147個，災害毀路1423處;圈定有危險的村鎮(zhèn)264個，潛在危險道路1732處，從而為有效防范次生災害的發(fā)生、最大限度地降低災害損失提供了有力的信息支持。

2.4為災后重建規(guī)劃提供決策依據(jù)

地震等重大自然災害發(fā)生后，災區(qū)的重建規(guī)劃是抗災救災的一項重要工作。如地震災后恢復重建規(guī)劃應當根據(jù)地質(zhì)條件和地震活動斷層分布以及資源環(huán)境承載能力，重點對城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的布局、基礎設施和公共服務設施的建設、防災減災和生態(tài)環(huán)境以及自然資源和歷史文化遺產(chǎn)保護等作出安排。城鎮(zhèn)和工程選址時要充分考慮災害綜合區(qū)劃，既防止類似的災害重復發(fā)生，也要防御其他自然災害的侵襲。在2008年四川汶川大地震發(fā)生后，我國利用航天和航空遙感，及時開展汶川地震災情評估工作，完成不同烈度人口影響評估，以及房屋倒損、道路損毀、人員傷亡等災情及次生災害評估、災情綜合評估、地震災害范圍評估、地震災害經(jīng)濟損失評估等工作，為災區(qū)規(guī)劃重建提供了科學依據(jù)和決策咨詢。

2.5幫助提高地震預測預報水平

地震的預測預報是一個世界性難題。我國破壞性地震頻繁發(fā)生，損失極為慘重。為了有效地預測地震發(fā)生，必須對地震前的各種兆信信息進行收集和數(shù)據(jù)挖掘，找到地震演變規(guī)律，盡可能地有效預測預報地震。衛(wèi)星遙感技術通過多種手段觀測、廣闊的信息覆蓋、短周期的觀測手段等，為提高地震災害的預測預報水平提供了可能。遙感技術用于監(jiān)測和評估地震災害已成為研究的一大熱門。目前，遙感方法中合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)技術在監(jiān)測地震形變方面的潛力已得到廣泛認同。在地震研究方面，我國運用各種遙感圖像，進行斷層活動性、強震構造環(huán)境、地震地表破裂等方面的遙感地質(zhì)解譯以及干涉形跡測量研究，取得了重要研究成果。同時還開展了遙感技術在地震監(jiān)測預報中的可應用性研究、紅外遙感地震前兆的異常特征、預報方法和機理研究以及地震前兆熱紅外異常衛(wèi)星遙感監(jiān)測與快速處理系統(tǒng)研究等，為衛(wèi)星遙感應用于地震監(jiān)測預報開辟了新的方向。我國地震局已將衛(wèi)星遙感的部分熱紅外實測數(shù)據(jù)，通過全國地震系統(tǒng)共享給所有地震研究工作者，為地震監(jiān)測和預報提供數(shù)據(jù)支持。

3遙感技術在地質(zhì)災害監(jiān)測中的具體應用

我國的地質(zhì)災害遙感調(diào)查技術為大型工程的可行性研究提供地質(zhì)災害分布、潛在危害及環(huán)境基礎資料。實踐證明，遙感技術在識別滑坡、泥石流，制作區(qū)域滑坡、泥石流分布圖等方面體現(xiàn)出巨大的應用價值。

3.1孕災背景調(diào)查與研究從地質(zhì)災害預測預報相關理論分析可知，災害孕育過程中要對一些因素進行長期觀測，發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律。這些因素包括時日降水量、地面坡度、多年平均降水量、植被發(fā)育狀況、構造發(fā)育程度等。這些因素的成功觀測是地震預測預報的重要保障。通過氣象衛(wèi)星可以實時檢測降雨情況，而資源衛(wèi)星可以對地表地物進行詳細的調(diào)查，通過紅外波段和微波波段分析地下物質(zhì)的體貌體征等。結(jié)合氣象衛(wèi)星和資源衛(wèi)星強大的遙感技術，可以對以上孕災因素進行實時監(jiān)控和分析，因此利用遙感技術有效調(diào)查研究地質(zhì)災害孕災背景是遙感技術的重要應用之一，也是地質(zhì)災害最重要的基礎準備工作。

3.2地質(zhì)災害現(xiàn)狀調(diào)查與區(qū)域劃分

在地質(zhì)災害發(fā)生后，必須及時有效地對地質(zhì)災害現(xiàn)狀進行總體分析，了解其發(fā)生規(guī)模和特征，才能制訂相應的救災和避災措施。地質(zhì)災害過程中，不良地質(zhì)所迸發(fā)出的滑坡、崩塌、泥石流等災害個體或災害群體，在遙感圖像中會呈現(xiàn)出與眾不同的地質(zhì)特征。很多關于地質(zhì)發(fā)生規(guī)模和形態(tài)特征等信息都可以通過遙感影像進行提取。這些信息提取后，就可以有效分析目標區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災害發(fā)生點和隱患點的全面信息，找到災害發(fā)生的分布、規(guī)模、特點、趨勢等信息。另外，在上述工作基礎上還可以對地質(zhì)災害發(fā)生地進行區(qū)域劃分，對地址災害進行分級管理，對隱患區(qū)進行嚴密監(jiān)控，為建立地質(zhì)災害監(jiān)測網(wǎng)絡提供基礎資料。

3.3地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測與預警

當?shù)刭|(zhì)體從量變到質(zhì)變后，地質(zhì)災害很容易發(fā)生，但是這種從量變到質(zhì)變的過程是很難被觀測察覺的，因為其蠕動速率非常小且比較穩(wěn)定，地質(zhì)災害動態(tài)檢測就是期望實時得到發(fā)生突變的信息，來預測和預報災害發(fā)生。在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的精確定位下，這種緩慢的變動速率是可以被察覺并記錄的。利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行地質(zhì)災害動態(tài)檢測，可以有效地對地質(zhì)災害進行預測、預報和警報。

3.4災情實時調(diào)查與損失評估

當?shù)刭|(zhì)災害的發(fā)生不可避免時，就要盡可能地減小災害損失，這就要求在地質(zhì)災害發(fā)生后對災情進行實時檢測和調(diào)查，并評估和區(qū)分災情較重和較輕的區(qū)域，進行有效的人員救援和物資運送。利用遙感技術可以對地質(zhì)災害進行詳細的調(diào)查，除了可以對人員和牲畜傷亡進行統(tǒng)計外，還可以對地面建筑、水域資源、橋梁道路、自然資源等各項情況進行實時的調(diào)查和評估，為救災提供有效的信息支持。

4結(jié)語

遙感技術的發(fā)展和應用是一項長期而艱巨的工作，特別是在地質(zhì)災害調(diào)查中遙感技術的作用并沒有完全顯現(xiàn)出來，地質(zhì)研究工作者還需要開拓遙感技術的更多作用，除地質(zhì)災害預測預報之外，遙感技術還為地質(zhì)工作者在礦產(chǎn)勘查、區(qū)調(diào)工作、生態(tài)環(huán)境觀察等方面提供便利。

作者：孟凡影單位：吉林建筑大學城建學院