遥感技术在地质灾害调查监测中的应用探讨

柯建武

（潮州市地质环境监测站，广州 潮州 521000）

地质灾害是指全球地壳自然地质演化过程中，由于地球内动力、外动力或者人为地质动力作用下导致的自然地质和人类的自然灾害突发事件。在地质地震灾害中，卫星和遥感技术具有观测及时性高、非接触性强、宏观观测性强等特点，可以对地震灾害进行有效调查和数据分析，在我国地质地震频发地区占有重要的主导地位。

1 遥感技术在地质灾害中的应用

1.1 应用现状

遥感技术在地质灾害中的应用可以追溯到20世纪70年代末，最初是由美国、日本以及俄罗斯将其应用在地质灾害调查监测中，并取得了一定成就。例如：日本应用遥感技术编制全国地质灾害分布图，欧洲将遥感技术应用于山体滑坡与泥石流等灾害调查监测，并提出系统性的遥感技术应用方法，例如：根据不同分辨率识别山体滑坡与泥石流等地质灾害，同时提出遥感技术与其他技术相结合的方法。我国遥感技术在地质灾害中的应用起步较晚，但进展较快，已有相关研究者将遥感技术与GPS技术相结合，形成一种综合性的地理信息监测技术，能够对地质灾害进行调查监测[1]。

1.2 应用价值

地质灾害一般被认为是地质体在原始量变下缓慢趋向蠕动的质变过程结果。地质灾害具有较小的土壤蠕动蠕变速率，同时也具有一定的蠕动稳定性，因此在地质灾害监测过程中，相关工作人员需要利用遥感技术对地质灾害体的蠕动情况进行实时监测，从而保证数据信息的及时性和准确性，为地质灾害的管理和监测工作提供准确的数据信息。在灾害发生前，生成预报预警、疏散人群，最大限度地避免和减少地质灾害造成的人员伤亡和经济损失。

一旦有重大地质灾害事件发生，必须及时组织开展应急救援工作，而遥感灾害监测数据对于地质灾害的应急救援起到关键作用。此时，通过地质勘测遥感技术对受灾地区进行整体勘察，及时有效地深入了解地质灾害情况，为应急救援工作的顺利开展提供重要参考依据。利用自然灾害事件发生前的高中低精度的海量遥感气象影像地理信息，与自然灾害事件发生后的高中低精度遥感影像地理信息特征进行分析比较，通过遥感影像信息特征分析自然灾害事件。同时，遥感技术具有范围大、周期短、精度高的特点，可提供受灾地区建筑和道路交通损坏程度、气候变化影响等信息，为应急救援人员提供及时、高效的帮助。

2 遥感技术在地质灾害中的强化方向

遥感技术的发展为地质灾害调查与监测提供强有力的技术支持，因此，在地质灾害监测与管理工作中，可以利用地理信息系统的地位功能与遥感技术相结合，调查地质灾害区域的综合信息，构建地质灾害空间信息管理系统，管理地质灾害调查数据，显示和查询地质灾害空间分布特征信息，预测评价地质灾害的危害程度，得出具体地质灾害与因素的关系，以此提出预防地质灾害的措施，用于预测未来可能发生的地质灾害。此外，充分利用已有的数据成果，以遥感影像作为底图，以此反映地貌类型、水系、构造、岩土体类型、植被、水文地质现象等，分析调查区地质环境背景和重要致灾因素，利用遥感技术提取致灾因素信息，以已有地质灾害及隐患为样本，根据不同地质灾害孕灾背景和形成条件，分析地质灾害类型、边界条件、变形特征、分布发育规律等，对孕灾地质条件进行补充解释，获取致灾因素综合信息，初步圈定地表形变区和地质灾害隐患，确立地质灾害隐患位置、类型、活动性等，编制地质灾害隐患分布图，通过选择合适的评价预测指标，对调查区进行地质灾害分级，为地质灾害的管理、防治和预警决策提供依据。

3 遥感技术在地质灾害中的监测反应

3.1 滑坡灾害的监测反应

遥感技术监测滑坡灾害时，根据图像的灰度、形状和地表特征进行识别。在航拍图像中，特征较为明显，多为灰白色、白色或与斑点相间的颜色。滑坡灾害在平面上发生时，呈半圆形、簸箕状、漏斗状、马蹄形等。具有一定滑动条件的边坡上，滑坡内部特征为：滑坡周界为箕状；滑坡后壁为陡切，裂缝发育，色调较暗。由于滑体下方产生土压力，有时会出现不平整的地形，低洼封闭洼地颜色较暗；滑体前缘多为舌形、梯形或浪涌状，有裂缝、洼地和水湖，颜色较浅。

3.2 地震灾害的监测反应

地震灾害的形成原因为：地壳应力积累和土壤释放。鉴于地震前活动断裂带附近地下水活动强烈，造成地表寒冷或异常现象，国外将红外遥感技术应用于地震预报取得了较好的效果。地表活动构造是地应力和变形的痕迹，往往是深部隐伏活动构造在浅部的表现。活动构造可分为线状构造和环状块体构造。遥感图像的线性结构具有不同的图像色调，图像结构单元的边界和色带存在异常，沉积物存在破裂、错位和褶皱，环结构的色调通常表现为色环、斑点或袖环，与背景色调比较，有的稍暗，有的稍亮。

4 遥感技术在不同地质中的应用

4.1 在南方地质条件中的应用

由于我国南部地区的地质条件过于复杂，各类地质自然灾害事件种类较多且地质灾害发生频率高、覆盖范围地域广、灾害发生强度大、破坏力强等。为了尽可能地减少地质灾害带来的损失，根据科学综合应急救援、灾害预防管理策略，提前做好预报预警和应急救灾救援工作。这里应用遥感技术所需要承担的社会责任是非常重大的，例如：由于滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等自然灾害在全球分布范围较广，同时影响灾害因素也相当复杂，并且不同地区呈现出巨大差异性。

在遥感技术的安全使用下，植被覆盖整个山体植物和动物时，各种类型岩石的松散分布、人类活动和其他自然灾害的数量可以通过多种方式获取，根据实时图像数据进行分析。但利用遥感技术无法实时获取局地降水形成和局地风量的观测结果。因此，需要结合当地自然地质地貌形态特征、自然气候以及卫星云图，共同分析获取观测数据，及时识别可能发生和已经发生过的滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等自然灾害的危险区域。将安全隐患区和危险区域作为地理数据分析参考基础，再结合地理分析、卫星图和云图影像分析等科学技术手段对数据进行综合分析判断，运用复杂的数据思维学和运算方法及时确定灾害可能发生的情况。例如：潮州市潮安区地质灾害详细调查工作中，收集并采用了潮州市潮安区1：2000数字正射影像图（DOM），数据采集方式及仪器为PixelGrid高分辨率卫星影像数据处理系统，数据采集时间为2016年9月～12月，空间分辨率为1：2000。此次地质灾害详细调查项目充分利用以遥感为主的“3S”技术和野外调查相结合的方法，在熟悉调查区地质资料、野外实地踏勘、建立遥感解译标志的基础上，开展了全区1：5万地质灾害和重点地段1：1万遥感综合调查工作。以初步解译、野外验证、详细灾害解译为技术方法，准确而迅速地查明区内地质灾害的类型、形态特征、分布范围、规模大小及危害程度等，为地质灾害详细调查工作提供基础资料。

图1 潮州市潮安区地质灾害详细调查遥感解译成果图（局部）

4.2 在北方地质条件中的应用

我国北方地区的荒漠化状况较为严峻，荒漠化治理时可以采用遥感技术开展基础指标收集工作，对荒漠化区域进行科学划分，划分等级为：低级、中级和高级。将遥感技术与新型雷达、多光谱仪等技术进行结合，可以提高地质条件定量分析和监测的准确性，同时还可以确定地质分布情况与荒漠化覆盖面积。相关部门只需要根据三种等级的分布状况，采取针对性的治理措施即可有效缓解地区荒漠化。经过一段时间的治理工作，轻度一级石漠化地区面积已经明显缩小，一般重度石漠化地区已经实现向轻度一级石漠化的方向转变，重度二级石漠化地区面积没有明显增加，由此表明治理工作取得了有效成果。通过影像雷达、多光谱影像遥感器和影像分析技术，可以及时准确获取我国地质灾害高发地区的救灾基础治理数据，有助于提高地质灾害高发区域调查监测能力，为地质灾害防治工作提供基础理论依据，可以快速、准确地组织实施工作。

5 结语

地质灾害防治工作中的调查监测工作仍然是一个复杂的系统工程，利用现代遥感技术对各类地质灾害情况进行实时监测，已经成为我国现代监测技术发展的必然趋势。遥感技术可以有效识别和监测各类地质灾害情况，减小地质灾害威胁影响。因此，相关人员需要充分利用遥感技术积极做好调查监测，利用技术优势维护广大人民群众的生命和财产安全。