熱紅外遙感在災害監測方面的應用

(成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059)

熱紅外遙感在災害監測方面的應用

辛奇

(成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059)

衛星熱紅外遙感技術的飛速發展，地面溫度反演的精度也已經達到1k，對于研究全球能量變化和可持續發展起著重要的作用。本文闡述了熱紅外遙感反演在災害監測中的應用，提出了定量遙感發展在災害監測中的作用。

熱紅外遙感；定量遙感；災害監測

一、引言

熱紅外遙感，顧名思義，就是利用熱紅外波段探測地表信息的遙感技術。區域大尺度地表溫度只能通過遙感方法獲得，而熱紅外遙感在溫度反演的精度上有著不可比擬的優勢。隨著定量熱紅外遙感技術的發展，其在災害監測中的應用將越來越精確。

二、研究背景

中國是災害頻發的國家，地震、泥石流、森林火災、山洪等我國每年都遭受著的財產損失數以億計，加上我國人口數量眾多，如果災害發生在人口密度高的地區，更是會造成眾多人員傷亡。熱紅外遙感對于災害的監測和預報有著獨特的優勢。由于火山、地震和森林火災前后能量釋放明顯，會引起大面積地表和大氣輻射異常，為熱紅外遙感監測提供了理論依據。

三、熱紅外遙感對于地震的監測

1984年，蘇聯學者Λ.Р.Bunopkuǔ發現了通常在震前10d左右，震中區出現了紅外輻射異常，開啟了熱火外遙感監測地震的先例。對于臨震熱異常的形成，地球放氣學說和應力致熱學說成為主流。許多學者利用熱紅外遙感影像對地震前的熱異常進行了大量的工作，并結合它們的時空變化特征進行了研究。典型強震的研究表明，熱紅外遙感影像的發震區構造斷裂帶在地球表面呈條帶狀分布，熱異常的空間分布與斷層的分布密切相關。然而巴基斯坦地震震前呈現降溫現象，即出現完全不同的負異常。因此，熱紅外遙感對于地震的監測，急需定量研究能量釋放、震源位置，地震時間與地表熱異常的關系，確定其成因，推動地震的監測和預報。

四、熱紅外遙感對于火山的監測

火山爆發是最嚴重的自然災害之一。據統計，在中國超過一千座的火山，其中一些表現出不同程度的活動性，存在著巨大的火山噴發危險。熱紅外遙感監測火山活動能實現動態連續觀測，準確把握火山活動的預警信息，是火山監測的有效手段。火山噴發，是地球內部能量的地表釋放，在火山活躍的時期，灼熱的巖漿會導致地熱異常，在噴發前的征兆異常尤為明顯。此外，從火山區釋放到地面的大量溫室氣體也會引起局部熱異常。火山的熱活動性為熱紅外監測提供了有力的依據。國外眾多對于火山的監測，充分驗證了熱紅外遙感對于火山的監測的準確性。目前，我國地震局在長白山進行了大量火山監測研究工作，通過熱紅外遙感監測出天池火山活動性增強，與地面研究觀測結果一致，也從一定程度上印證了其可行性。利用熱紅外遙感作為監測火山的手段，比火山地震學和地殼形變測量方法更快、更有效、更經濟。中國的現代火山分布廣泛，雖然還未曾給人們造成直接的災害，但仍潛藏著巨大的噴發危險。因此，火山災害的監測也應引起重視。熱紅外遙感在火山監測中具有廣闊的應用前景，定量熱紅外遙感具有準確預報的巨大潛力。

五、熱紅外遙感對于煤田火災的監測

煤田火災是一個在中國的重大自然災害，嚴重浪費煤炭資源。對中國的煤炭年產量的1/5的煤炭資源造成間接損失，同時也對國民經濟和生態的可持續發展造成了影響，對于煤礦火災的研究刻不容緩。由于煤礦火災會造成地表熱異常，因此利用遙感手段能有效進行煤田火災的時空動態監測。利用多尺度熱紅外遙感技術，通過對煤田的動態監測和評價，可以對煤田滅火工程提供有力的指導，對防災減災也有很大的幫助。目前，國內主要應用的方法是利用熱紅外遙感技術，以地層構造和多種地學資料為基礎，結合煤田三維模型，實現對于煤田火區的時空動態變化分析。熱紅外遙感對于煤田火區的研究，必將結合多學科、多技術的研究，并且向越來越精確的定量化發展，實現煤田的透明化。

六、總結

遙感技術作為具有多尺度、時效性、綜合型的探測技術，在大面積的災害監測中的作用不可估量。熱紅外定量遙感的快速發展，更是為這些災害監測奠定了充分的基礎。熱紅外遙感對于地震、火山的研究，必將成為兩大自然災害的有效預報支撐；而且其對于煤田火區監測的獨特優勢，會隨著技術逐步成熟得到廣泛的應用并科學的督導滅火的實施；此外，熱紅外遙感在森林火災監測、大面積的城市火災監測以及各種冰凍災害監測等都將會發展為重要的手段。然而，對于這些災害的準確監測、預報和預警還需要大量地表和地下的信息以及其他學科、技術的結合，逐步降低各種災害損失。

[1]實旺. 熱紅外遙感應用簡介[J]. 遙感技術與應用, 1992(4):74.

[2]鐘美嬌, 張元生. NOAA衛星熱紅外遙感數據在地震預報中的應用研究[C]// 中國地球科學聯合學術年會. 2014.

[3]呂月琳, 毛玉平, 史正濤. 熱紅外遙感在地震監測預測中的應用[J]. 科技導報, 2009, 27(6):91-96.

[4]張璇, 張元生, 張麗峰. 衛星熱紅外遙感在地震預測和斷層活動中的應用研究進展[J]. 地質論評, 2016, 62(2):381-388.

[5]甘甫平, 陳偉濤, 張緒教,等. 熱紅外遙感反演陸地表面溫度研究進展[J]. 國土資源遙感, 2006(1):6-11.

[6]胡震峰. 熱紅外遙感應用研究[J]. 圖書情報導刊, 2004, 14(1):143-145.

[7]屈春燕, 單新建, 馬瑾. 衛星熱紅外遙感在火山活動性監測中的應用[J]. 地震地質, 2006, 28(1):99-110.

[8]夏楠, 塔西甫拉提&#;特依拜, 張飛,等. 新疆準東露天煤礦區地表溫度反演及時空變化特征[J]. 中國礦業, 2016, 25(1):69-73.

[9]姬洪亮. 多尺度熱紅外遙感數據在煤田火區信息提取中的應用[D]. 新疆大學, 2012.

[10]黃永芳, 黃海, 厲銀喜,等. 熱紅外遙感在煤層火災調查中的應用[J]. 遙感信息, 1990(4):33-35.

[11]南鵬, 秦其明, 姚云軍. 地表溫度異常機理及熱紅外遙感監測——以河南焦作煤層氣富集區為例[J]. 北京大學學報網絡版:預印本, 2008, 45(3):137-143.

[12]傅智敏. 我國火災統計數據分析[J]. 安全與環境學報, 2014, 14(6):341-345.

辛奇(1993-),男,研究生，研究方向熱紅外遙感。