遙感技術在地質災害監測中的應用研究

何俊杰

（山東省地質礦產勘查開發局第五地質大隊，山東 泰安 271000）

地質災害分為突發性和遞進性兩種，所謂突發性地質災害，一般為人為不可控的地震、泥石流、山體崩塌等，此災害來勢猛烈，一旦災害發生，將為人們帶來毀滅性的后果；遞進性地質災害，一般是由于人們過度砍伐森林資源或無節制的開采礦產資源而造成的地面沉降或是土地沙漠化現象，此類型的災害具有一個整體的漸變性過程，而這一過程能夠被直觀的體現出來。無論是突發性災害還是遞進性災害，遙感技術均能以最為全面、迅速的方式宏觀的將最具時效性的信息呈現出來，準確的判斷出監測地區環境的自然災害發生率[1]。

1 遙感技術原理及發展現狀

遙感技術是一種非接觸性技術，通過遙遠感知的方式將此技術應用于所在區域中的地質監測之中，能準確的預測出地質災害，遙感技術將光學及電子學探測設備與電磁輻射原理相聯合，再利用電磁波的反射特性對遠距離的目標進行監測，將所監測到的信息進行加工處理，將其以圖片的形式反應到后臺操作系統之中，從而完成信息與傳遞反饋的過程。這是一種囊括地質監測與識別技術為一體的綜合性技術，能簡單方便的完成地質災害監測的整體過程。

物質是由各種分子、質子及原子構成，而物質之間之所以有區別，主要原因是構成物質的分子、原子等組成結構及種類不同，因此，利用遙感技術反射出的電磁波輻射也有著本質性的區別。遙感設備則針對非同種物質不同的電磁波波段及人工輻射吸收反射與透射陽光作用的差異性，組成不同的影像呈現在人們面前。從現階段遙感技術應用的普及度上看，此技術已經被廣泛地應用于地質災害分析的過程中，并取得了良好的應用效果。

2 遙感技術在地質災害調查中的作用

2.1 土地沙漠化調查與監測

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步與發展，對于土地資源采取過度開發的方式，導致地球表面的植被大量減少并出現嚴重的土地沙漠化現象。按照現階段國內的情況來看，我國的沙漠化土地面積達到了268.6*104km2，國家因為土地沙漠化問題所造成的損失保守估計在550 億元人民幣。此外，國內的土地沙漠化正以每年2587km2的速度增長，土地沙漠化問題成為了當前亟待解決的難題。與其他地質勘探技術相比，遙感技術不僅監測的范圍廣，而且采集到的目標對象信息量大，精確度也更高。在近15 年的時間里，國內北方地區的沙漠化的成因及發展、分布規律的總結方面，遙感技術在其中起到了關鍵性的作用。遙感技術可以利用強大的信號發射功能，采集到目標區域的植被覆蓋以及植被的生長情況，再把這些反饋回來的數據信息進行分析（采用植被指數比對（SVD）方式），就能夠準確地了解到沙漠化的面積大小、沙漠化區域的地表植被覆蓋情況等等。就以我國的內蒙古的赤峰市和通遼市監測區為例，如果沿用傳統的監測方式，不僅需要投入大量的人力資源和物力資源，還需要花費大量的時間才能夠完成該區域的沙漠化調查工作，而把遙感技術運用到其中之后，在短時間內就統計出了該監測區在46.35km2的土地總面積內監測出沙漠化面積28.46km2，達到土地總面積的59.61%。而在該區域內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，而無沙漠化的區域面積只有3.51km2。

2.2 在突發性地質災害監測和評估中的應用

突發性地質災害的出現，除了會給所在地區的經濟、環境帶來巨大的破壞之外，還會給所在地區的居民生命財產安全造成嚴重的威脅[2]。由于我國的地域廣闊而且地形復雜，地質災害類型繁多，因此我國的地質災害發生頻率長年居高不下。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發生了磷礦巖崩塌、2018 年6 月甘肅省武威發生了灑勒山滑坡事件等等，這些突發性地質災害的出現給所在區域造成了巨大的經濟損失和人員傷亡，也給周邊的生態環境帶來嚴重的影響。如果要有效地防治地質災害，就必須要結合災區的實際情況進行及時、準確地風險規劃以及災情預告，這樣才能夠為國家的資源規劃、以及災后的管理與重建工作提供重要的數據基礎；對于危害性大的災害點要做好環境監測和災情預報工作，這樣才能夠防止出現地質災害事件所帶來的損失。把遙感技術運用到地質災害監測中，不但可以擴大災區的監測范圍，還能夠在災害發生之前做出相應的信息反饋，讓相關部門提前做好防災抗災工作。例如2018 年3 月16 日，我國的西藏林芝地區波密縣左岸札木弄溝就發生了山體滑坡事件，由于滑坡產生的堆積物數量過大導致了易貢瀑布被截斷，下游易貢湖的面積急劇擴大。如果此時采用傳統的環境監測技術，不僅無法解決問題甚至還會延誤最佳的問題解決時機。而通過多時機、多平臺的衛星遙感技術配合先進的計算機數字高程模擬系統，就能夠在較短的時間內迅速地模擬出易貢湖的實時變化情況，進行全程跟進與監管，并且在監測過程中還可以采集到不同時間內易貢湖的水位高低變化、水量大小以及面積變化等等，對湖水潰絕時間進行了準確的預測，由此可見遙感技術在地質災害定量監測中具有較高的可行性。

2.3 地震的防范與監測

地震發生的原因多種多樣，然而，萬變不離其宗，其本質為一種特殊的地殼破裂現象，地殼內部的應力逐漸集聚，將表層擠壓到一定的程度后內部應力突然釋放自身的能量，地面表層由于承受不住重壓便發生破裂，而這種能量的突然釋放將會導致泥石流及滑坡等二次地質災害，而利用遙感技術可以有效監測地震災情，精確地對災害進行研究，以避免二次災害的發生。

3 遙感技術在地質災害監測中的應用

伴隨著科學技術的不斷進步，我國在遙感技術地質災害監測研究領域取得令人欣喜的成果，我國地質災害防治部門在處理地質災害工作中對遙感技術的使用也日益頻繁，遙感技術在地質災害監測工作領域的地位也越來越重要，與此同時遙感技術的理論水平逐步得到發展和提高，其理論成果越來越完善。這都在很大程度上提高了相關部門對地質災害險情的預測判斷，遙感技術在對我國地質災害頻發區的監測和預警、調查、災后評估以及災后重建工作等方面的作用是其他技術不能取代的。

3.1 遙感技術在地質災害的動態監測和預警方面的應用

遙感技術可以更好地在地質災害的動態監測和預警方面發揮作用，同時地質災害的監測和預警工作也是地質災害研究領域中極其重要的步驟，地質災害防治部門可以通過使用遙感技術來獲取相應地質體的確切數據，并借這些反饋而來的數據資料做出最準確的判斷。遙感技術的應用可以對我國地質災害多發區進行實時監測，一旦出現地質災害情況，相關防治部門可以在第一時間做出分析判斷，并通過對地區群眾發出警示，盡量做到保護好人民群眾的每一份財產。利用遙感技術可以對地質災害進行監測，從而更好地進行預先警示。

3.2 遙感技術調查判斷地質災害應用

發生地質災害時會發生各種不同的情況，各類地質災害對人民群眾財產造成巨大的損害，無論是出現山體滑坡災害、山體崩塌災害、山洪泥石流等地質體，還是災害群，這些地質災害皆是可以借航空航天遙感技術來得到相應的畫面資料反饋，但是如何在得到的遙感圖像上分析出各類地質災害之間的差別就需要相應技術人員的分析，在通過遙感技術反饋回來的遙感圖像上不同的地質災害都會存在一些差別。因此可以知道，遙感技術可以應用在調查判斷地質災害等情況上，技術人員可以通過遙感技術畫面很好地分析出災害地區所發生的地質災害相應的規模和對應的形態特征以及孕育的特征，這是遙感技術通過遙感影像來調查判斷地質災害的直接應用。

3.3 遙感技術有助于災后評估工作的展開

當地質災難發生后，我國地質災害防治部門只有針對所發生的地質災害進行具體數據獲取與災害科學評估才能更好地降低災害所造成的惡劣影響，但在遙感技術尚未取得如今的進步時，地質災害防治部門對地質災害的監測與評估都是通過傳統的人工勘探方法來進行監測調查，傳統的人工勘探方法每次的使用費用都特別高并且傳統人工勘探方法工作效率也是極低。1906 年美國科學家通過使用風箏來記錄地震后的受災情況，這也是遙感技術最初的技術原型。遙感技術發展至今已經完全取代了傳統的人工勘探方法在地質災害領域的應用，現代地質災害防治研究領域可以利用遙感技術來獲取地質災害的各種信息，可以在第一時間對地質災害發生地區道路、橋梁、建筑物等設施的情況進行收集分析，為災害后的災害評估提供詳細的資料支持。

4 結語

我國遙感技術發展至今，各個領域已經通過遙感技術體會到科學技術所帶來的便利，遙感技術為需要它的各行各業提供著持續不斷的服務并且為我國社會主義經濟的建設、人民素質的提升、生態環境的改善以及國家安全防護等種種領域持續優化地提供技術支持。航空航天遙感技術所具有的反應速度快、監測面積大等種種優點，這些都是遙感技術發展至今的成果，也是其逐步取代地質災害防治監測領域傳統手段的主要原因，航空航天遙感技術發展至今在地質災害的調查研究與應用過程中發揮著越來越大的作用。但是航空航天遙感技術畢竟發展的時間還不太長，有很多技術都處于一個正在研究發展的階段，還有更好的發展空間，今后遙感技術需要在技術革新步伐中去尋求一個更為快速且完善的調查或檢測方式來更好地解決地質災害問題，這也為我國未來遙感技術發展指出了一條可以實踐的道路。