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遥感技术在地质灾害防治方面的应用探讨
沈建营
(诏安县自然资源局测绘中心,福建漳州363500)
摘要:地质灾害是在大自然各种地质营利及人类自身社会活动双重作用下所导致的一种灾难性事件,对社会经济的发展具有
巨大的破坏作用,如何采取有效的技术手段对地质灾害事件进行有效的调查、监测及评估是人类世界面临的一项重要课题。随
着遥感测量技术的不断进步,其具有的监测范围广域性、遥感数据实时性、数据获取及时性以及探测方式的无接触性等诸多优
点为地质灾害的防治带来了较好的辅助效果。本文从遥感技术在地质灾害的调查、监测及评估三个方面所起到的作用出发,对
遥感技术的适用性进行了综合性概述,并最终对我国遥感技术在地质灾害方面的应用前景及发展方向做出了分析。
关键词:遥感;测量;地质灾害;应用
中图分类号:P627文献标识码:A文章编号:11-5004(2021)05-0172-2
遥感(RemoteSensing)意即“遥远的感知”,是在航空摄影力以及人类自身的活动所带来的具有破坏性质的地质事件。更
技术基础之上发展起来的一门新兴技术。他是利用各种航空航多时候,地质灾害的发生与人类和地质环境两方面因素共同作
天平台(如人造卫星、航空飞机、小型无人机等)上装载的各种用有关。到目前为止,学术界对于地质灾害的分类并没有统一的
远距离探测仪器,对地面目标进行无接触探测,并通过信息传划分方案。但总的来看地质作用所导致的灾害性事件都被认定
输、图像处理、修正、解译等一系列复杂技术流程实现对目标物为地质灾害,它包括矿区地面沉降、地面崩塌、泥石流滑塌、采
体的识别。该技术具有广域范围内对目标物体同步观测、信息获矿导致的地裂缝、水土流失、河流湖泊塌岸等灾害现象。不能看
取速度快、动态信息量丰富等一系列优点。进入新世纪以来,随出,大多数的地质灾害背后都隐藏着人类对自然界过渡改造的
着航天、航空技术的不断进步和遥感技术的不断发展,遥感技术因素。
逐渐在国民经济的各行各样展现出巨大的适用性和价值性,例不同学术界对于地质灾害的分类并不统一,比如研究大地
如在农作物病虫害监测、水土保持、自然资源督察、海洋环境(大构造系统的学者将地质灾害划分为内动力地质灾害、外动力地
气环境)监测、地质灾害调查、矿山地质环境综合治理等多方面质灾害;而研究地理地貌的学者又主张将地质灾害划分为山地
的工作中均展现出了巨大的优势。另一方面,我原地质灾害、海岸地质灾害、海底地质灾害。由此
阔、地质构造特征复杂导致地质灾害频发。近年来人类活动对大可见,不同学者因为各自研究出发点不同很难有统一的划分方
自然的改造越发强烈,进一步加剧了地质灾害发生的频率。例案。总体来看,在地质灾害的基本属性方面不同学者的认知较为
、,小到各种统一:地质灾害既是自然现象又是社会现象、既有自然属性又
泥石流、山体滑坡、矿区地面沉降、土地冻融、沙漠化及荒漠化有经济属性、既不可避免又可控可防;地质灾害的发生时间、地
等。此类地质灾害无不对社会财产以及人身安全带来了极大的点、规模等既表现出了高度的随机性,又表现出不规则的周期
危害,如何利用各种手段对地质灾害的调查、监测以及预防成为性,因而被认为是一种较为复杂的随机性事件;地质灾害事件
一项具有现实意义的工作。发生的时间、地点、规模既具有偶然性,但总体来看一系列的灾
近年来,随着遥感平台、遥感传感器等相关设备产品的日益害事件相互诱导形成因果,又表现出了群发特征;地质灾害的
丰富,所获取的遥感数据在质量方面也出现了较大的提升。尤其发生与人类社会生产活动的能力呈现出高度的一致性,即人类
是传感器分辨率的提升,导致遥感观测所得数据的分辨率、精细对于大自然改造能力越强、地质灾害越频发。
程度以及观测尺度都有了质的飞跃,数据类型极大丰富、图像质
量明显提升、重复观测周期也越来越短。技术的提升使得遥感在2 遥感技术的应用
地质灾害调查、监测以及后期的治理方面都发挥了巨大的作用。 遥感技术在地质灾害调查中的应用
遥感技术已经成为地质灾害发生过程中以及后期区域环境治理由于矿区多发育特殊的地质、地貌特征,加之人类过渡的开
不可或缺的技术支持手段之一。采活动导致矿区是地质灾害频发的地区之一。典型的矿区地质
灾害现象包括岩体崩塌、地面塌陷、泥石流滑坡、地裂缝、矿山
1 地质灾害的分类和属性水土流失、植被破坏、河流湖泊塌岸等多种类型。而根据我国目
所谓的地质灾害,是在人类历史进程中由于大自然各种营前现行的地质灾害调查规程要求,对于地质灾害的调查主要以
实地测量为主。此类调查方法在平原、丘陵地区具有较好的适
用性。而对于山地、高山地等地形复杂、坡降较大的复杂地形矿
区,随着调查面积的扩大,调查过程中所产生的高额费用及较低
的调查效率无疑带来了巨大的挑战。同时,特殊的地形地貌环境
收稿日期:2021-03又给从事一线实地调查的调查人员带来了巨大的安全隐患。
作者简介:沈建营,男,生于1985年,汉族,福建诏安人,本科,测绘工程师,无人机遥感技术的出现为野外地质调查工作带来了新的、
研究方向:工程测绘。可靠的技术保障。相对于传统实地调查手段而言,遥感技术具有
广域、无接触探查的优势,在极大地提高调查过程的费效比同
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万方数据
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时,又降低了野外实地踏勘过程中可能带来的人员伤亡风险。同地质结构坍塌、环境的破坏等诸多方面。对地质灾害的评估是后
时借助先进的遥感传感器技术、遥感测控技术、自动化通信技续开展救援、恢复工作的关键。虽然遥感技术无法直接对地质灾
术、GPS差分定位技术,可以对调查目的区域迅速获取海量国土害区域的复工复产没有直接的作用,但通过遥感大数据的支持
资源、自然环境、地质灾害等信息。并且所获取的此类信息具有可以对灾区的损情况及灾害发生的具体区域进行统计,为后续
高分辨率、高精度、实时准确、周期短的特点,所获得的成果具治理提供技术支持,间接起到辅助作用。以某地区矿山山体滑坡
有实时、可视的特点,完全可以满足地质灾害调查的需求,且极地质灾害的遥感评估项目为例,遥感对地质灾害的评估关键步
大提高了地质灾害调查的效率,已经成为近年来地质调查的热骤包括以下几方面:第一在前人研究基础之上,通过对收集到
门手段之一。在利用遥感技术对地质灾害调查的过程中,关键要的大量灾区高精度遥感影像的判读,对地质灾害的平面展布、内
做好以下四个方面的技术控制:一是对目的区域的地形气候等部结构以及灾害类型等熟悉进行解译;第二利用QuickBird影像
条件进行系统调研,选择合适的天气和时间段进行遥感影像的建立地质灾害体积估算方法,并提取灾害的细节属性特征、建立
获取,尽最大可能提高影像的质量精度;二是积极做好像控点灾害的定量评价方法。第三步利用高分辨率的SPOT图像结合航
的测量。在均匀分布测区的位置合理布设像控点,保证遥感影像片的研判,对地质灾害的现今状况进行提取,利用合理的数学评
中像控点清晰可见(如裸露的基岩、空旷处的明显点状地物点、价模型建立相对可靠的评价指标,对灾害危险性进行定量评价,
乡村道路的交叉点等),同时要保证达到足够的重叠率;三是根为后期地质灾害的综合治理提供必要的指标支持。
据技术规范要求明确航线边界的条件。根据无人机遥感相机镜
头的技术参数及航行高度确定合理的延展范围;四是严格控制3 结束语
影像的获取质量。根据前期调研结果,参考调查目的区域的地形遥感技术的不断发展为地质灾害的减灾救灾工作带来了极
高差、地貌特征,根据相关技术规范的要求,在保证航线密度的大的便利,究其原因主要是因为遥感技术具有以下先进性:同时
前提下,本着高效提取、影像匹配及提高分辨率的原则来拍摄高探查范围广、探查周期短、速度快、安全零损伤、受地形地貌的
精度影像图片。在以上数据获取的基础上,通过网平差、畸变校局限小、观测数据海量化、观测信息实时化、形象信息形象可视
正、空三加密、坐标系转换、DOM和DSM建模等一系列操作流化、信息传输现代化。作为一项高精尖的现代化技术,虽然我国
程,生产调查目的区域的地形图。进一步通过特征信息提取,结已经取得了较好的应用及发展效果,但由于研究起步较晚,也不
合实地探查来对地质灾害情况进行综合解译。得不正视与西方新进国家的差距。从多年的实际工作出发,笔者
 遥感技术在地质灾害监测中的应用认为我国遥感技术的应用及后续发展应注重注意以下几个方面。
对已经发生的地质灾害进行有效监测是灾害治理前的必要一是在遥感应用到地质灾害防治的工作中,我们应当具有
手段。所谓地质灾害监测,就是对灾害目前状况进行总体分析,统一的行业规范。遥感是一门先进的、具有较高行业门槛的技
掌握灾害规模、灾害现状,预测灾害发展的趋势,为后续地质灾术,作为一门基础应用技术非本专业人员很难对遥感影像所蕴
害治理提供行之有效的一手资料。地质灾害所导致的地面塌陷、含的各种信息进行专业的判读。而专业遥感从业人员对于地质
岩体崩塌、泥石流滑坡等现象在遥感影像中具有典型的信息特灾害的认知又很难达到相当的高度。因此遥感专业人士与地质
征,灾害发生的程度、破坏的规模以及持续的时间等信息都可以灾害防治专家应当统一制定我国的遥感技术在地质灾害防治方
通过遥感技术获取。这些海量遥感信息获取后,通过专业的技术面的行业标准和规范,确保地质灾害信息能够被准确解译。
分析、影像研判可以有效分析灾害发生区域内相关信息,监测灾二是进一步加强遥感数据的获取能力、提高遥感数据的精
害发生的具体位置、规模、分布以分析地质灾后的后续进展。度。我国遥感技术起步晚、研究深度及精度还有待提高。在防灾
地质灾害的有效监测是通过对灾害的发生、发展、变化进行救灾方面,我们的实际经验远远达不到欧美及日本等发达国家
持续的观测,寻找其变化规律。而遥感可以通过红外波段、微波的水平。正视自己的不足、加强国际间的沟通交流、拓宽我们遥
波段等技术措施,对灾害发生地区地貌、植被、坡降、降水量以感数据的获取渠道、提升遥感数据的精度将是我们在接下来一
及水平面等因素的变化进行实时监测,对比前后动态变化情况,段时间内的工作重点,也是我们工作的难点。
掌握地质灾情的规模、特征、演变以及后续发展趋势。作为遥
感技术深度发展的产物—InSAR技术的产生,为大尺度地表变参考文献
形监测提供了有利的技术支持。彼时区域性地形图的测绘开始[1]李小玲,胡才源,孙全福,
的应用[J].地理空间信息,2021,19(1):78-81.
成为一种趋势。得益于InSAR技术定量测量地表变化的技术优
[2]张明亮,吴娇媚,
势,该技术从理论上可以对地质灾害导致的地形地貌变化进行应用[J].西部资源,2020(5):142-144.
定量测控,并提供可靠的海量实时变形数据。随后的几十年中,[3][J].国土资源信息
化,2020(2):48-53.
InSAR在泥石流滑坡、地面沉降、岩体崩塌等地质灾害监测领域[4]、监测和预测中的运用[J].信息记录材
发挥了越来越大的作用。进入新世纪以来,InSAR遥感技术在时料,2020,21(1):208-209.
间频率、测绘精度和广域范围内的应用等诸方面取得较大进步。[5]龙玉洁,李为乐,黄润秋,许强,余斌,
流域滑坡遥感自动提取与演化趋势分析[J].武汉大学学报:信息科学
随着卫星系统的逐步完善和数据处理方式的不断优化提升,海版,2020,45(11):1792-1800.
量遥感数据对于地质灾害的监测将起到举足轻重的作用。[6]陈哲锋,高牧寒,修晓龙,
 遥感技术在地质灾害评估中的应用取与应急防治对策分析[J].地质灾害与环境保护,2020,31(3):10-17.
地质灾害的发生所导致的危害包括灾区人员的伤亡、矿区
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