遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

何俊杰

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊(duì)，山東 泰安 271000）

地質(zhì)災(zāi)害分為突發(fā)性和遞進(jìn)性兩種，所謂突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，一般為人為不可控的地震、泥石流、山體崩塌等，此災(zāi)害來(lái)勢(shì)猛烈，一旦災(zāi)害發(fā)生，將為人們帶來(lái)毀滅性的后果；遞進(jìn)性地質(zhì)災(zāi)害，一般是由于人們過度砍伐森林資源或無(wú)節(jié)制的開采礦產(chǎn)資源而造成的地面沉降或是土地沙漠化現(xiàn)象，此類型的災(zāi)害具有一個(gè)整體的漸變性過程，而這一過程能夠被直觀的體現(xiàn)出來(lái)。無(wú)論是突發(fā)性災(zāi)害還是遞進(jìn)性災(zāi)害，遙感技術(shù)均能以最為全面、迅速的方式宏觀的將最具時(shí)效性的信息呈現(xiàn)出來(lái)，準(zhǔn)確的判斷出監(jiān)測(cè)地區(qū)環(huán)境的自然災(zāi)害發(fā)生率[1]。

1 遙感技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀

遙感技術(shù)是一種非接觸性技術(shù)，通過遙遠(yuǎn)感知的方式將此技術(shù)應(yīng)用于所在區(qū)域中的地質(zhì)監(jiān)測(cè)之中，能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出地質(zhì)災(zāi)害，遙感技術(shù)將光學(xué)及電子學(xué)探測(cè)設(shè)備與電磁輻射原理相聯(lián)合，再利用電磁波的反射特性對(duì)遠(yuǎn)距離的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將所監(jiān)測(cè)到的信息進(jìn)行加工處理，將其以圖片的形式反應(yīng)到后臺(tái)操作系統(tǒng)之中，從而完成信息與傳遞反饋的過程。這是一種囊括地質(zhì)監(jiān)測(cè)與識(shí)別技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，能簡(jiǎn)單方便的完成地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的整體過程。

物質(zhì)是由各種分子、質(zhì)子及原子構(gòu)成，而物質(zhì)之間之所以有區(qū)別，主要原因是構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子等組成結(jié)構(gòu)及種類不同，因此，利用遙感技術(shù)反射出的電磁波輻射也有著本質(zhì)性的區(qū)別。遙感設(shè)備則針對(duì)非同種物質(zhì)不同的電磁波波段及人工輻射吸收反射與透射陽(yáng)光作用的差異性，組成不同的影像呈現(xiàn)在人們面前。從現(xiàn)階段遙感技術(shù)應(yīng)用的普及度上看，此技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害分析的過程中，并取得了良好的應(yīng)用效果。

2 遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的作用

2.1 土地沙漠化調(diào)查與監(jiān)測(cè)

眾所周知，土地是人類生存與繁衍的根本所在，但由于人類為了尋求生存和科技的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)于土地資源采取過度開發(fā)的方式，導(dǎo)致地球表面的植被大量減少并出現(xiàn)嚴(yán)重的土地沙漠化現(xiàn)象。按照現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的情況來(lái)看，我國(guó)的沙漠化土地面積達(dá)到了268.6*104km2，國(guó)家因?yàn)橥恋厣衬瘑栴}所造成的損失保守估計(jì)在550 億元人民幣。此外，國(guó)內(nèi)的土地沙漠化正以每年2587km2的速度增長(zhǎng)，土地沙漠化問題成為了當(dāng)前亟待解決的難題。與其他地質(zhì)勘探技術(shù)相比，遙感技術(shù)不僅監(jiān)測(cè)的范圍廣，而且采集到的目標(biāo)對(duì)象信息量大，精確度也更高。在近15 年的時(shí)間里，國(guó)內(nèi)北方地區(qū)的沙漠化的成因及發(fā)展、分布規(guī)律的總結(jié)方面，遙感技術(shù)在其中起到了關(guān)鍵性的作用。遙感技術(shù)可以利用強(qiáng)大的信號(hào)發(fā)射功能，采集到目標(biāo)區(qū)域的植被覆蓋以及植被的生長(zhǎng)情況，再把這些反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析（采用植被指數(shù)比對(duì)（SVD）方式），就能夠準(zhǔn)確地了解到沙漠化的面積大小、沙漠化區(qū)域的地表植被覆蓋情況等等。就以我國(guó)的內(nèi)蒙古的赤峰市和通遼市監(jiān)測(cè)區(qū)為例，如果沿用傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式，不僅需要投入大量的人力資源和物力資源，還需要花費(fèi)大量的時(shí)間才能夠完成該區(qū)域的沙漠化調(diào)查工作，而把遙感技術(shù)運(yùn)用到其中之后，在短時(shí)間內(nèi)就統(tǒng)計(jì)出了該監(jiān)測(cè)區(qū)在46.35km2的土地總面積內(nèi)監(jiān)測(cè)出沙漠化面積28.46km2，達(dá)到土地總面積的59.61%。而在該區(qū)域內(nèi)的重度沙漠化面積為14.02km2，中度沙漠化和輕度沙漠化面積分別為8.01km2和7.14km2，而無(wú)沙漠化的區(qū)域面積只有3.51km2。

2.2 在突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和評(píng)估中的應(yīng)用

突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，除了會(huì)給所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境帶來(lái)巨大的破壞之外，還會(huì)給所在地區(qū)的居民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅[2]。由于我國(guó)的地域廣闊而且地形復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害類型繁多，因此我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率長(zhǎng)年居高不下。就以崩塌滑坡事件為例，例如2018 年2 月湖北省丹江口市的鹽池鎮(zhèn)發(fā)生了磷礦巖崩塌、2018 年6 月甘肅省武威發(fā)生了灑勒山滑坡事件等等，這些突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)給所在區(qū)域造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，也給周邊的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的影響。如果要有效地防治地質(zhì)災(zāi)害，就必須要結(jié)合災(zāi)區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃以及災(zāi)情預(yù)告，這樣才能夠?yàn)閲?guó)家的資源規(guī)劃、以及災(zāi)后的管理與重建工作提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；對(duì)于危害性大的災(zāi)害點(diǎn)要做好環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)情預(yù)報(bào)工作，這樣才能夠防止出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事件所帶來(lái)的損失。把遙感技術(shù)運(yùn)用到地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中，不但可以擴(kuò)大災(zāi)區(qū)的監(jiān)測(cè)范圍，還能夠在災(zāi)害發(fā)生之前做出相應(yīng)的信息反饋，讓相關(guān)部門提前做好防災(zāi)抗災(zāi)工作。例如2018 年3 月16 日，我國(guó)的西藏林芝地區(qū)波密縣左岸札木弄溝就發(fā)生了山體滑坡事件，由于滑坡產(chǎn)生的堆積物數(shù)量過大導(dǎo)致了易貢瀑布被截?cái)啵掠我棕暫拿娣e急劇擴(kuò)大。如果此時(shí)采用傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，不僅無(wú)法解決問題甚至還會(huì)延誤最佳的問題解決時(shí)機(jī)。而通過多時(shí)機(jī)、多平臺(tái)的衛(wèi)星遙感技術(shù)配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字高程模擬系統(tǒng)，就能夠在較短的時(shí)間內(nèi)迅速地模擬出易貢湖的實(shí)時(shí)變化情況，進(jìn)行全程跟進(jìn)與監(jiān)管，并且在監(jiān)測(cè)過程中還可以采集到不同時(shí)間內(nèi)易貢湖的水位高低變化、水量大小以及面積變化等等，對(duì)湖水潰絕時(shí)間進(jìn)行了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，由此可見遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害定量監(jiān)測(cè)中具有較高的可行性。

2.3 地震的防范與監(jiān)測(cè)

地震發(fā)生的原因多種多樣，然而，萬(wàn)變不離其宗，其本質(zhì)為一種特殊的地殼破裂現(xiàn)象，地殼內(nèi)部的應(yīng)力逐漸集聚，將表層擠壓到一定的程度后內(nèi)部應(yīng)力突然釋放自身的能量，地面表層由于承受不住重壓便發(fā)生破裂，而這種能量的突然釋放將會(huì)導(dǎo)致泥石流及滑坡等二次地質(zhì)災(zāi)害，而利用遙感技術(shù)可以有效監(jiān)測(cè)地震災(zāi)情，精確地對(duì)災(zāi)害進(jìn)行研究，以避免二次災(zāi)害的發(fā)生。

3 遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)在遙感技術(shù)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域取得令人欣喜的成果，我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治部門在處理地質(zhì)災(zāi)害工作中對(duì)遙感技術(shù)的使用也日益頻繁，遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作領(lǐng)域的地位也越來(lái)越重要，與此同時(shí)遙感技術(shù)的理論水平逐步得到發(fā)展和提高，其理論成果越來(lái)越完善。這都在很大程度上提高了相關(guān)部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情的預(yù)測(cè)判斷，遙感技術(shù)在對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警、調(diào)查、災(zāi)后評(píng)估以及災(zāi)后重建工作等方面的作用是其他技術(shù)不能取代的。

3.1 遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警方面的應(yīng)用

遙感技術(shù)可以更好地在地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警方面發(fā)揮作用，同時(shí)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警工作也是地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域中極其重要的步驟，地質(zhì)災(zāi)害防治部門可以通過使用遙感技術(shù)來(lái)獲取相應(yīng)地質(zhì)體的確切數(shù)據(jù)，并借這些反饋而來(lái)的數(shù)據(jù)資料做出最準(zhǔn)確的判斷。遙感技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害情況，相關(guān)防治部門可以在第一時(shí)間做出分析判斷，并通過對(duì)地區(qū)群眾發(fā)出警示，盡量做到保護(hù)好人民群眾的每一份財(cái)產(chǎn)。利用遙感技術(shù)可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而更好地進(jìn)行預(yù)先警示。

3.2 遙感技術(shù)調(diào)查判斷地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用

發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)會(huì)發(fā)生各種不同的情況，各類地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民群眾財(cái)產(chǎn)造成巨大的損害，無(wú)論是出現(xiàn)山體滑坡災(zāi)害、山體崩塌災(zāi)害、山洪泥石流等地質(zhì)體，還是災(zāi)害群，這些地質(zhì)災(zāi)害皆是可以借航空航天遙感技術(shù)來(lái)得到相應(yīng)的畫面資料反饋，但是如何在得到的遙感圖像上分析出各類地質(zhì)災(zāi)害之間的差別就需要相應(yīng)技術(shù)人員的分析，在通過遙感技術(shù)反饋回來(lái)的遙感圖像上不同的地質(zhì)災(zāi)害都會(huì)存在一些差別。因此可以知道，遙感技術(shù)可以應(yīng)用在調(diào)查判斷地質(zhì)災(zāi)害等情況上，技術(shù)人員可以通過遙感技術(shù)畫面很好地分析出災(zāi)害地區(qū)所發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)的規(guī)模和對(duì)應(yīng)的形態(tài)特征以及孕育的特征，這是遙感技術(shù)通過遙感影像來(lái)調(diào)查判斷地質(zhì)災(zāi)害的直接應(yīng)用。

3.3 遙感技術(shù)有助于災(zāi)后評(píng)估工作的展開

當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)難發(fā)生后，我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治部門只有針對(duì)所發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行具體數(shù)據(jù)獲取與災(zāi)害科學(xué)評(píng)估才能更好地降低災(zāi)害所造成的惡劣影響，但在遙感技術(shù)尚未取得如今的進(jìn)步時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害防治部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與評(píng)估都是通過傳統(tǒng)的人工勘探方法來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)查，傳統(tǒng)的人工勘探方法每次的使用費(fèi)用都特別高并且傳統(tǒng)人工勘探方法工作效率也是極低。1906 年美國(guó)科學(xué)家通過使用風(fēng)箏來(lái)記錄地震后的受災(zāi)情況，這也是遙感技術(shù)最初的技術(shù)原型。遙感技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的人工勘探方法在地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的應(yīng)用，現(xiàn)代地質(zhì)災(zāi)害防治研究領(lǐng)域可以利用遙感技術(shù)來(lái)獲取地質(zhì)災(zāi)害的各種信息，可以在第一時(shí)間對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生地區(qū)道路、橋梁、建筑物等設(shè)施的情況進(jìn)行收集分析，為災(zāi)害后的災(zāi)害評(píng)估提供詳細(xì)的資料支持。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)遙感技術(shù)發(fā)展至今，各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)通過遙感技術(shù)體會(huì)到科學(xué)技術(shù)所帶來(lái)的便利，遙感技術(shù)為需要它的各行各業(yè)提供著持續(xù)不斷的服務(wù)并且為我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的建設(shè)、人民素質(zhì)的提升、生態(tài)環(huán)境的改善以及國(guó)家安全防護(hù)等種種領(lǐng)域持續(xù)優(yōu)化地提供技術(shù)支持。航空航天遙感技術(shù)所具有的反應(yīng)速度快、監(jiān)測(cè)面積大等種種優(yōu)點(diǎn)，這些都是遙感技術(shù)發(fā)展至今的成果，也是其逐步取代地質(zhì)災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)領(lǐng)域傳統(tǒng)手段的主要原因，航空航天遙感技術(shù)發(fā)展至今在地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查研究與應(yīng)用過程中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。但是航空航天遙感技術(shù)畢竟發(fā)展的時(shí)間還不太長(zhǎng)，有很多技術(shù)都處于一個(gè)正在研究發(fā)展的階段，還有更好的發(fā)展空間，今后遙感技術(shù)需要在技術(shù)革新步伐中去尋求一個(gè)更為快速且完善的調(diào)查或檢測(cè)方式來(lái)更好地解決地質(zhì)災(zāi)害問題，這也為我國(guó)未來(lái)遙感技術(shù)發(fā)展指出了一條可以實(shí)踐的道路。