地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的遙感技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方法主要依賴于地質(zhì)勘探、實(shí)地考察等手段，雖然能夠獲取一定的災(zāi)害信息，但受限于其局部性和時(shí)間滯后性，難以對災(zāi)害的全局性、動態(tài)性做出及時(shí)精準(zhǔn)的判斷。隨著科技的發(fā)展，遙感技術(shù)逐漸成為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中不可或缺的重要工具。遙感技術(shù)通過衛(wèi)星、無人機(jī)等平臺獲取地表影像，利用電磁波反射信息對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為大面積的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供了廣闊的視角和精確的數(shù)據(jù)支持。

遙感技術(shù)是通過航空器或衛(wèi)星等遠(yuǎn)距離設(shè)備，利用電磁波來感知和獲取地球表面物體信息的技術(shù)。遙感的基本原理是地物通過吸收、反射或輻射電磁波，遙感設(shè)備能夠感知這些電磁波的變化，并將其轉(zhuǎn)換為可識別的影像或數(shù)據(jù)。遙感過程通常包含四個步驟：一是電磁波源發(fā)射電磁能量，照射地球表面；二是地物與大氣層對電磁波產(chǎn)生相應(yīng)的反射、吸收或散射；三是傳感器收集這些電磁波信號并進(jìn)行處理；四是將其轉(zhuǎn)換為可分析的圖像或數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用于地球資源監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)防等多個領(lǐng)域。在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，遙感技術(shù)通過高空影像和多光譜數(shù)據(jù)，可以迅速、準(zhǔn)確地獲取大范圍的地質(zhì)信息，分析地形變化、災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)以及災(zāi)后恢復(fù)情況。這種技術(shù)使得地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)監(jiān)測和預(yù)警成為可能，特別是在滑坡、泥石流等快速演變的災(zāi)害類型中，遙感提供了重要的前期數(shù)據(jù)支持。

遙感技術(shù)具有多種顯著特點(diǎn)，使其在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中廣泛應(yīng)用。遙感技術(shù)具有遠(yuǎn)距離觀測的特點(diǎn)，可以從高空或外太空監(jiān)測地表變化，無需接觸地面，因此在無法或難以進(jìn)入的地區(qū)（如高山、海洋或?yàn)?zāi)害區(qū)域）具備顯著優(yōu)勢；遙感影像可以實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋，特別是在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，它能快速獲取災(zāi)區(qū)的全貌，為災(zāi)害評估提供全面數(shù)據(jù)；遙感技術(shù)具有多時(shí)相觀測能力，可以在不同時(shí)間獲取同一區(qū)域的影像，監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的演變過程，如地質(zhì)形變、滑坡前兆等。遙感數(shù)據(jù)還具有多光譜特性，即傳感器能夠捕捉從可見光到紅外線、微波等不同波段的電磁波，通過分析這些不同波段的信息，可以發(fā)現(xiàn)肉眼不可見的地質(zhì)變化或異?，F(xiàn)象。

相較于傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查手段，遙感技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)在效率、精度和時(shí)效性上。遙感技術(shù)能夠快速覆蓋廣泛的區(qū)域，傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力來進(jìn)行實(shí)地勘探，而遙感則可以通過衛(wèi)星影像等手段在短時(shí)間內(nèi)完成大面積數(shù)據(jù)收集，極大地提高調(diào)查效率；遙感影像具有高分辨率和多光譜特性，能夠獲取精細(xì)的地表信息，從而使得地質(zhì)災(zāi)害的早期預(yù)警和詳細(xì)評估成為可能。對于滑坡、泥石流等災(zāi)害，遙感影像可以提供高精度的空間數(shù)據(jù)支持，以便更準(zhǔn)確地分析災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；遙感技術(shù)具有非接觸式的特點(diǎn)，能夠在無法進(jìn)入或危險(xiǎn)的地區(qū)進(jìn)行有效監(jiān)測，確保人員安全；遙感技術(shù)的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的多時(shí)相監(jiān)測，通過對比不同時(shí)期的影像，分析地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)變化趨勢。

遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，如地質(zhì)勘探和實(shí)地考察，雖然可以提供詳細(xì)的地質(zhì)信息，但受限于時(shí)間和空間，往往難以實(shí)時(shí)掌握大范圍區(qū)域的動態(tài)變化。遙感技術(shù)通過衛(wèi)星、無人機(jī)和航空器獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測大面積的地質(zhì)環(huán)境變化，尤其適用于難以接近或風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)域。在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中，遙感技術(shù)可以快速識別地質(zhì)環(huán)境的異常現(xiàn)象，如滑坡、泥石流前的地表位移、巖土體松動等，通過分析不同時(shí)期的影像，預(yù)測潛在的災(zāi)害發(fā)生。遙感技術(shù)的多時(shí)相觀測能力為預(yù)警系統(tǒng)提供持續(xù)的數(shù)據(jù)支持，使得災(zāi)害前的預(yù)警更加準(zhǔn)確和及時(shí)。

在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，建立遙感技術(shù)支持的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫是至關(guān)重要的一環(huán)。遙感技術(shù)通過采集大范圍的影像和數(shù)據(jù)，可以將不同類型的地質(zhì)信息系統(tǒng)化，最終構(gòu)建出包含地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造等多維信息的空間數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫可以存儲并整合各類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，包括災(zāi)害的類型、時(shí)間、影響范圍和歷史記錄等，為后續(xù)的災(zāi)害分析和防治工作提供豐富的數(shù)據(jù)支持。地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫的核心在于通過遙感技術(shù)捕獲的影像進(jìn)行三維建模和動態(tài)數(shù)據(jù)更新，使其具備精準(zhǔn)的地理信息和數(shù)據(jù)分析功能。借助地理信息系統(tǒng)（GIS），這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)行深度的空間分析，幫助決策者識別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并制定相應(yīng)的災(zāi)害防控策略?？臻g數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)跨部門數(shù)據(jù)共享，不僅可用于災(zāi)害應(yīng)急管理，還能為城市規(guī)劃、土地利用等提供重要參考。通過對數(shù)據(jù)庫中歷史災(zāi)害的分析，研究人員能夠發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律，預(yù)測未來災(zāi)害的潛在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理與預(yù)防。

遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害的定性與定量分析中展現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值。定性分析主要用于識別地質(zhì)災(zāi)害的類型、特征及其發(fā)生環(huán)境。例如，遙感影像可以幫助識別滑坡、崩塌和泥石流等災(zāi)害的地表特征，通過分析這些特征，可以判斷災(zāi)害的規(guī)模、成因和影響范圍。對于定量分析，遙感技術(shù)提供了更為精準(zhǔn)的測量手段，如地表形變量、位移速度、災(zāi)害體積等參數(shù)的量化測算。以InSAR技術(shù)為例，該技術(shù)能夠檢測地表的毫米級形變，為地質(zhì)災(zāi)害的精細(xì)化監(jiān)測提供了科學(xué)依據(jù)。定量分析不僅可以揭示地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)變化過程，還可以為災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評估、災(zāi)害區(qū)劃提供可靠數(shù)據(jù)支持。例如，借助遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)字高程模型（DEM），能夠精確計(jì)算滑坡的體積和運(yùn)動路徑，為災(zāi)害的預(yù)測和應(yīng)對提供有力的依據(jù)。此外，遙感技術(shù)還能對不同階段的災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，從而揭示災(zāi)害的演變規(guī)律。這種結(jié)合定性與定量的分析手段，極大地提升了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與防控的科學(xué)性和有效性。

滑坡災(zāi)害是最常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，其發(fā)生過程迅速且破壞性極強(qiáng)。遙感技術(shù)在滑坡災(zāi)害的監(jiān)測和解譯中具有顯著優(yōu)勢，尤其在滑坡的識別、監(jiān)測及預(yù)警中，發(fā)揮了重要作用。遙感影像結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）和干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR）技術(shù)，可以精確地獲取滑坡區(qū)域的地形變化信息?；碌倪b感解譯主要依靠以下指標(biāo)和參數(shù)：坡度、地表植被變化、地表裂縫以及土體的形變。利用數(shù)字高程模型（DEM），遙感技術(shù)能夠分析坡度變化，通常滑坡多發(fā)生在坡度大于30°的地區(qū)。InSAR技術(shù)通過微米級的地表位移監(jiān)測，能夠發(fā)現(xiàn)滑坡前的地表形變情況。以毫米級的位移為滑坡前兆預(yù)警指標(biāo)，滑坡前的位移速率超過2毫米/年即可視為潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，通過分析不同時(shí)期的影像數(shù)據(jù)，遙感技術(shù)可以識別地表的變化，包括植被損失、裸露地表的擴(kuò)大等特征。光譜遙感技術(shù)也可以通過分析反射光譜的變化，識別滑坡區(qū)的濕度變化及滑坡后的土壤成分。因此，滑坡災(zāi)害的遙感解譯不僅能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以通過歷史影像和形變數(shù)據(jù)對未來滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估。

泥石流是一種混合泥沙和水的高速地質(zhì)災(zāi)害，通常發(fā)生在山區(qū)暴雨之后。遙感技術(shù)通過對泥石流源區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)的詳細(xì)監(jiān)測，能夠?yàn)槟嗍鳛?zāi)害的預(yù)防和應(yīng)急提供重要數(shù)據(jù)支持。在泥石流的遙感監(jiān)測中，常用的指標(biāo)包括物源區(qū)的植被覆蓋度、坡度、地表反射光譜、地形形變等。利用高分辨率衛(wèi)星影像（如Landsat、Sentinel-2），可以分析物源區(qū)的地表植被變化，低植被覆蓋度和裸露地表常常是泥石流的前兆。通過光譜遙感技術(shù)，結(jié)合NDVI（歸一化植被指數(shù)）和NDWI（歸一化水體指數(shù)），可以定量化泥石流發(fā)生區(qū)的植被覆蓋和濕度變化。泥石流的堆積區(qū)通常表現(xiàn)為扇形地貌，遙感影像上顯示為淺色區(qū)域，InSAR技術(shù)可以對堆積區(qū)的地表形變進(jìn)行毫米級監(jiān)測。利用數(shù)字高程模型（DEM），可以準(zhǔn)確分析泥石流的坡度和流動路徑，一般泥石流多發(fā)生在坡度大于20°的區(qū)域，流通區(qū)的坡度在5°到15°之間。通過DEM模型和流域分析，可以模擬泥石流的潛在流動路徑和堆積位置，為災(zāi)害預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評估提供支持。

崩塌災(zāi)害通常發(fā)生在陡峭的山坡或河谷一側(cè)，是地質(zhì)災(zāi)害中破壞性極強(qiáng)的一種形式。遙感技術(shù)在崩塌災(zāi)害的識別中主要依靠影像分析和三維模型構(gòu)建，以確定崩塌體的規(guī)模、位置及其影響范圍。在遙感影像上，崩塌區(qū)域通常表現(xiàn)為明顯的裸露地表，尤其是在Rapideye或Landsat影像中，崩塌體顏色常呈現(xiàn)淺色或無植被覆蓋。對于陡坡區(qū)域，坡度超過45°的區(qū)域最容易發(fā)生崩塌，通過DEM（數(shù)字高程模型）分析，可以準(zhǔn)確識別這些高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。遙感技術(shù)的干涉雷達(dá)技術(shù)（InSAR）能夠?qū)Χ钙碌奈⑿∥灰七M(jìn)行檢測，崩塌前地表通常會發(fā)生形變，形變速率超過3毫米/年時(shí)，崩塌風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。通過對不同時(shí)期的影像進(jìn)行對比分析，可以識別出崩塌源區(qū)的裂隙、崩塌體和堆積區(qū)的位置。崩塌體的堆積多呈現(xiàn)舌形或扇形形態(tài)，遙感影像中常顯示為高亮度區(qū)域。三維遙感建模技術(shù)（如LiD827eb8049492bc88227f320d0a383f151ff7033485020d9243a62d26e4ef58b1AR）能夠構(gòu)建精細(xì)的三維地形模型，清晰呈現(xiàn)崩塌的垂直高度、體積和運(yùn)動路徑，為后續(xù)的災(zāi)害評估和防控措施提供可靠的依據(jù)。遙感技術(shù)還可以對歷史崩塌事件進(jìn)行回顧性分析，結(jié)合GIS技術(shù)構(gòu)建崩塌災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，為崩塌區(qū)的長效監(jiān)測和預(yù)防提供科學(xué)支持。

遙感技術(shù)作為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的關(guān)鍵手段，憑借其遠(yuǎn)距離、廣覆蓋和多時(shí)相的優(yōu)勢，為地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警及防控提供了科學(xué)依據(jù)。通過高分辨率影像和三維建模，遙感技術(shù)不僅能精準(zhǔn)識別滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，還能進(jìn)行災(zāi)前預(yù)警和災(zāi)后評估，顯著提高了災(zāi)害管理的效率和準(zhǔn)確性。盡管遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用已取得顯著成效，但仍存在數(shù)據(jù)處理精度、實(shí)時(shí)性等方面的挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，遙感技術(shù)將與大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更加智能化和自動化的災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)測。通過提升數(shù)據(jù)處理能力和多源數(shù)據(jù)融合，遙感技術(shù)將在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和治理中發(fā)揮更大的作用，助力區(qū)域安全穩(wěn)定的發(fā)展。

（作者單位：中國地質(zhì)調(diào)查局煙臺海岸帶地質(zhì)調(diào)查中心）