遙感技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用及前景

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1、遙感技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用及前景張衛(wèi)東，周平根，徐素寧，侯圣山(中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，北京100081)摘要：滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警是滑坡災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)中的重要環(huán)節(jié)，和國(guó)際上推行的地質(zhì)災(zāi)害的早期預(yù)警體系也是相對(duì)應(yīng)的?；聻?zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警包括區(qū)域滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和單體滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警。其中區(qū)域滑坡空間預(yù)警、區(qū)域滑坡氣象預(yù)報(bào)、區(qū)域滑坡的災(zāi)情分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)構(gòu)成區(qū)域滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的主要內(nèi)容?；麦w識(shí)別、滑坡體變形監(jiān)測(cè)、單體滑坡災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和成災(zāi)性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則構(gòu)成單體滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的主要內(nèi)容?；谶b感自身的技術(shù)特點(diǎn)及計(jì)算機(jī)

2、、電子、自動(dòng)化等相關(guān)高新技術(shù)的高速發(fā)展，遙感技術(shù)可以貫穿于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的全過(guò)程。遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：滑坡遙感監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用前景1引言遙感技術(shù)由于具有宏觀性強(qiáng)、時(shí)效性好、信息量豐富和非接觸等特點(diǎn)，無(wú)論在區(qū)域滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和單體滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中都將發(fā)揮重要的作用。不同運(yùn)行高度的資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星與航空飛行器等遙感平臺(tái)的多層次性；像元大小從分米級(jí)到千米級(jí)，探測(cè)范圍從紫外、可見(jiàn)光、紅外到微波；覆蓋周期從一天到數(shù)十天的空間、光譜與時(shí)間的多分辨率特性；數(shù)據(jù)處

3、理技術(shù)從輻射校正、幾何糾正、影像增強(qiáng)、特征信息提取、自動(dòng)識(shí)別分類(lèi)、自動(dòng)成圖、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)庫(kù)與信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Intemet)等的先進(jìn)性以及應(yīng)用模型的廣泛性，為地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查提供了豐富的數(shù)據(jù)源和信息獲取途徑。2遙感技術(shù)在區(qū)域滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中應(yīng)用遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，可追溯到20世紀(jì)70年代末期。國(guó)際上開(kāi)展得較好的有日本、美國(guó)和歐共體國(guó)家等。日本利用遙感圖像編制了全國(guó)1／5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害分布圖；歐共體各國(guó)在大量滑坡、泥石流遙感調(diào)查基礎(chǔ)上，對(duì)遙感技術(shù)方法進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，指出了識(shí)別不同規(guī)模、不同特點(diǎn)的滑

4、坡和泥石流所需的遙感圖像的空間分辨率要求。我國(guó)有關(guān)單位先后在雅礱江二灘電站、紅水河龍灘電站、長(zhǎng)江三峽工程、黃河龍羊峽電站、金沙江下游溪落渡、白鶴灘及烏東清電站庫(kù)區(qū)開(kāi)展了大規(guī)模的區(qū)域性滑坡、泥石流遙感·316·調(diào)查和識(shí)別；從20世紀(jì)80年代中期起，又分別在寶成、寶天、成昆鐵路等沿線進(jìn)行了大規(guī)模的航空攝影，為調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害分布及其危害提供了遙感信息源。90年代起，在主干公路及鐵路選線，如京九鐵路沿線等也使用了遙感技術(shù)進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。(1)區(qū)域滑坡空間預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要受制于地層巖性、構(gòu)造展布、植被覆蓋、地

5、形地貌以及大氣降水強(qiáng)度等要素。一般情況下，巖性脆弱、構(gòu)造發(fā)育、植被稀疏、地形陡峻的地段，在強(qiáng)降水過(guò)程中容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此可以通過(guò)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)天氣狀況來(lái)有效地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警，查明不同地質(zhì)地貌背景下地質(zhì)災(zāi)害的隱患區(qū)段(王瑞雪，1997)。研究表明，地質(zhì)災(zāi)害的孕災(zāi)背景主要有如下8種因子：1)時(shí)日降水量；2)多年平均降水量；3)地面坡度；4)松散堆積物的厚度及分布；5)構(gòu)造發(fā)育程度(控制巖石破碎程度和穩(wěn)定性)；6)植被發(fā)育狀況；7)巖土體結(jié)構(gòu)(反映巖土體抗侵蝕、破碎的能力)；8)人類(lèi)工程活動(dòng)程度。由于氣象衛(wèi)星可

6、以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨強(qiáng)度與降水量，陸地資源衛(wèi)星不僅具有全面系統(tǒng)的調(diào)查地表地物的能力，而且其紅外及微波波段還具有分析地下淺部某些地物特征的作用。因此，在上述8種因子的孕災(zāi)背景中，第1種與第2種因子可通過(guò)氣象衛(wèi)星與地面水文觀測(cè)站予以調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其他因子可通過(guò)陸地資源衛(wèi)星并結(jié)合適當(dāng)?shù)膶?shí)地踏勘資料得以查明。利用遙感技術(shù)有效地調(diào)查研究區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)背景是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中最基礎(chǔ)而又最重要的工作內(nèi)容。遙感數(shù)據(jù)作為地球表面或者近地表地物電磁反射和輻射信息的記錄，能直接或間接地反映地物的屬性特征。各個(gè)電磁波段對(duì)不同特征的響應(yīng)有所不

7、同，因此我們能夠通過(guò)遙感影像提取地表各種特征信息。遙感技術(shù)有宏觀性強(qiáng)、時(shí)效性好、信息量豐富等特點(diǎn)。圖1描述了遙感地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)與區(qū)劃的工作過(guò)程。從適當(dāng)精度的遙感數(shù)據(jù)源可以解譯提取出不同比例尺的地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)因子信息，如地層巖性、構(gòu)造展布、地形地貌、土地利用、植被覆蓋、坡體含水率等，疊加上調(diào)查數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息，可以在GIS平臺(tái)上利用各種模型方法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的敏感性評(píng)價(jià)與區(qū)劃(Odajimaetal，2000)。圖l滑坡災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)流程圖(2)區(qū)域滑坡氣象預(yù)報(bào)暴雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的催化劑。暴雨的沖刷、淋漓

8、和滲透，一方面降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度，特別是降低地質(zhì)體結(jié)構(gòu)面的抗滑強(qiáng)度，使其發(fā)展成為滑動(dòng)面和崩塌界面；另一方面增加了巖土體的自重、并增大了地下水的動(dòng)壓力和靜壓力，進(jìn)一步降低了斜坡的穩(wěn)定性，進(jìn)而誘發(fā)滑坡。另外，崩塌體和滑坡體在高強(qiáng)度水流作用下形成泥石流。由此可以看出，地質(zhì)災(zāi)·317·害多發(fā)生于暴雨天氣，常具有突發(fā)性特點(diǎn)。一般地，暴雨多呈面型分布，因此，由暴雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害也相應(yīng)地大多表現(xiàn)為區(qū)域性，且多形成地質(zhì)災(zāi)害鏈