盧 俊

（貴州省第一測繪院，貴州 貴陽 550025）

遙感技術(shù)在預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害中具有重要意義。通過遙感技術(shù)的應(yīng)用，保證了獲取地質(zhì)災(zāi)害具體情況的及時性和真實性，有助于提前預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。它還可以監(jiān)測災(zāi)害的具體情況，并為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后進行科學(xué)評估提供數(shù)據(jù)支撐[1]。利用高科技手段對遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行分析，為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防，監(jiān)測和災(zāi)后重建提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)，提高了應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害的能力。

1 遙感技術(shù)概述

遙感技術(shù)（RS）基于電磁波理論，充分利用各種遙感儀器對遠距離目標反射或輻射的電磁信號進行收集、分類和成像，從而對地面各種景物進行探測和識別，在各類資源監(jiān)測中發(fā)揮了巨大作用。遙感技術(shù)具有信息獲取范圍廣，信息獲取速度快，條件對信息獲取渠道的影響小，信息獲取方法多樣，信息量大的特點。由于遙感技術(shù)利用衛(wèi)星、飛機或其他收集電磁波輻射或反射信號，因此在各種飛機的快速運行過程中，相應(yīng)的遙感監(jiān)測設(shè)備可以獲得經(jīng)過該區(qū)域的實時自然資源信息，因此數(shù)據(jù)信息的更新速度非?？?，并且遙感器的高度通常超過10公里，因此遙感設(shè)備覆蓋的信息面非常寬[2]。

2 遙感技術(shù)的實際應(yīng)用

2.1 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

2.1.1 用于分析災(zāi)害原因

地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測與管理，是保護人民生命財產(chǎn)安全的基本的任務(wù)。在具體的實施過程中，使用遙感監(jiān)測技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)災(zāi)害的根本原因。通常，氣象衛(wèi)星可以及時監(jiān)測這些數(shù)據(jù)的變化，土地資源衛(wèi)星可以及時監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害隱患點變化狀況，并可以監(jiān)測地表以下的淺層部分。在實施過程中，可以利用遙感技術(shù)及時掌握災(zāi)害發(fā)生的根本原因，并根據(jù)具體情況進行有效的監(jiān)督管理。地質(zhì)災(zāi)害通常發(fā)生在惡劣的天氣條件下[3]。我們可以使用氣象衛(wèi)星動態(tài)監(jiān)測每日和每年的降水，也可以使用土地資源衛(wèi)星構(gòu)建和開發(fā)用于實時監(jiān)測地表的監(jiān)測系統(tǒng)，并通過電磁波反饋信息分析地表特征和淺層地下特征，對即將發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害提出預(yù)測和警告。

2.1.2 合理規(guī)劃災(zāi)區(qū)

合理劃分災(zāi)區(qū)和進行重點調(diào)查分析是監(jiān)測災(zāi)情的重要方法。大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害是由不良地質(zhì)條件引起的。因此，在某些地質(zhì)條件較差的地區(qū)，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性更大，并且可能同時發(fā)生多種災(zāi)害，從而增加了災(zāi)害的危害。我們可以利用遙感技術(shù)對易發(fā)地區(qū)進行劃分，開展有針對性的研究，根據(jù)具體情況進行治理和分析。將可能發(fā)生的災(zāi)害特征和方法應(yīng)及時反映在相應(yīng)的圖像上，分析地質(zhì)變化，了解地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模，破壞程度和發(fā)展趨勢，為監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害提供重要數(shù)據(jù)。地質(zhì)災(zāi)害的風險極高，滑坡和泥石流都將在短時間內(nèi)對人類造成巨大破壞，危險范圍很廣，破壞力很強。使用地質(zhì)災(zāi)害遙感技術(shù)進行分析，可以對劃分的區(qū)域或即將發(fā)生的災(zāi)害進行統(tǒng)計和分析，記錄發(fā)生的原因和條件，劃分即將發(fā)生的災(zāi)害類型，并匯總數(shù)據(jù)信息[4]。預(yù)防更加嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，進一步形成地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)和信息，以提高工作效率。

2.1.3 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

通常，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害是因為地質(zhì)運動的緩慢發(fā)展即將從量變變?yōu)橘|(zhì)變。因此，使用遙感技術(shù)，可以隨時監(jiān)視和監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害隱患點，然后獲取及時和準確的地質(zhì)情況變化數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)整合到實際工作中，預(yù)測災(zāi)害的發(fā)生，及時發(fā)出警告和警報，并及時將人員轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，并為管理人員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測和預(yù)警次生災(zāi)害的發(fā)生，避免重大生命和財產(chǎn)損失。

2.1.4 災(zāi)后損失評估

發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時，影響范圍非常大，后果非常嚴重。這將導(dǎo)致大量人員傷亡，基礎(chǔ)設(shè)施和房屋的大量損失，這將對人們的正常生活環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。我們使用遙感技術(shù)實時監(jiān)測和控制災(zāi)難的后果，無法準確計算人員傷亡，但是通過使用高清圖像處理，我們可以及時了解基礎(chǔ)設(shè)施和資源的狀況以及由此產(chǎn)生的損失情況，為將來的重建工作提供最可靠的依據(jù)。例如，在某地區(qū)發(fā)生滑坡后，我們可以使用高分辨率遙感技術(shù)監(jiān)測滑坡體和侵蝕建筑物所覆蓋的區(qū)域，預(yù)估地質(zhì)災(zāi)害對建筑物、公路、礦山等的破壞程度，評估損失并制定相應(yīng)的重建計劃。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害管理

2.2.1 滑坡災(zāi)害管理

滑坡對人類非常有害，其影響不如地震大，但會造成巨大的生命和經(jīng)濟損失。因此，地質(zhì)災(zāi)害管理部門必須對滑坡災(zāi)害進行預(yù)測。特別是在21世紀之后，中國開始更加重視滑坡治理技術(shù)。使用先進測量技術(shù)手段獲得滑坡隱患點數(shù)字模型，實時監(jiān)測地表形變情況，然后使用GIS技術(shù)存儲和管理相關(guān)信息。在治理過程中，利用滑坡原理對數(shù)字空模型進行詳細的分析和研究是災(zāi)害評估，監(jiān)測和處理的最佳方法。遙感技術(shù)可以及時監(jiān)測和分析滑坡災(zāi)害，并在即將發(fā)生事故時提供預(yù)警。

2.2.2 泥石流災(zāi)害管理

由于山區(qū)里面水和天然氣構(gòu)成了非常嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，特別是在發(fā)生大雨時，它們的發(fā)生速度非常快，并且破壞力非常大。

因此，在沙流和滑坡之間存在沉積流。經(jīng)常會使人們無法應(yīng)付。產(chǎn)生泥石流必須遵循三個條件：首先，該地區(qū)地貌豐富且地質(zhì)松散；第二，溝床的陡坡；第三，強風暴的發(fā)生。當前，沒有非常有效的方法來處理碎片流。因此，在治理中，必須選擇遙感技術(shù)，確定發(fā)生地點和強度，并選擇最佳治理方法，以提高治理效果。

2.2.3 水土保持

水土保持是防止泥石流的主要途徑。水土流失通常僅在水力、風力和重力共同作用下發(fā)生，水土流失已經(jīng)是地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。通過使用遙感技術(shù)，可以合理地估計可能發(fā)生的土壤邊坡侵蝕程度，然后采取具體的補救措施，以避免其他更嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，并保護人們的生命和財產(chǎn)安全，改善人們的生活環(huán)境，因此使用遙感技術(shù)為水土保持提供數(shù)據(jù)支撐具有十分重要的現(xiàn)實意義。

3 差分干涉雷達遙感應(yīng)用

從20世紀90年代以來，歐洲一些發(fā)達國家對機載或星載合成孔徑雷達理論，同時要進行深入研究，在獲得大量的商用SAR圖像，D-InSAR技術(shù)在大地測量方面的研究和應(yīng)用得到極大發(fā)展，一方面D-InSAR技術(shù)可以在大面積范圍內(nèi)（100kmX100km）監(jiān)測地面的微小形變，具有不需要人員進入災(zāi)害地區(qū)測量的特點，相對于GNSS全球定位系統(tǒng)和經(jīng)典的大地測量手段（高精度水準測量）而言，有著巨大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用潛力。另一方面，高精度水準和GNSS技術(shù)只能監(jiān)測有限的、離散的控制點，而D-InSAR一幅圖像就可以控制1萬平方公里的地表形變監(jiān)測，其空間分辨率可達到5m～20m。

3.1 SAR數(shù)據(jù)處理的一般流程

要獲取地表形變信息，則必須消除區(qū)域的地形信息。目前常采用的方法主要是以Massonnet為代表的DEME法（又稱“二軌法”）和以Zebker為代表的三軌法。二軌法是利用實驗區(qū)地表變化前后二幅影像生成干涉紋圖，再利用事先獲取的DEM數(shù)據(jù)模擬紋圖，從干涉紋圖中去除地形信息以得到地表變化信息。

這種方法的優(yōu)點是無須進行相位解纏（MassOnnet，l993B），減少處理工作量。缺點是對于無DEM數(shù)據(jù)的地區(qū)無法采用上述方法。三軌法是利用三景影像生成二幅干涉紋圖，一幅反映地形信息（對于ERS-l/2SAR數(shù)據(jù)來說，一般采用相隔一天的重復(fù)軌道數(shù)據(jù)），一幅反映地表形變信息，進行平地效應(yīng)消除后，分別進行相位解纏，最后利用差分干涉原理計算得到地表形變信息。三軌法的主要優(yōu)點是無需地面信息，數(shù)據(jù)間的配準較易實現(xiàn),缺點是相位解纏的好壞將影響最終結(jié)果。

3.2 三軌法的一般處理流程

三次過境法差分InSAR處理流程見圖l。

圖1 三次過境法差分InSAR處理流程

4 結(jié)語

遙感技術(shù)是一種新興技術(shù)，在地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和管理中發(fā)揮著重要作用。遙感技術(shù)可以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警和評估等一系列過程。它可以實現(xiàn)所有地質(zhì)條件區(qū)域的地質(zhì)監(jiān)測，并且可以反映發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)的圖像。隨時讓救援人員能夠了解災(zāi)區(qū)的災(zāi)后情況，并確保救援人員自身的安全。遙感技術(shù)已經(jīng)成為地質(zhì)災(zāi)害中災(zāi)害監(jiān)測和災(zāi)害管理的重要手段，并在確保人民生命財產(chǎn)安全方面發(fā)揮著重要作用。