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1、遥感技术在地质灾害调查中的应用分析1 自然灾害概况1.1 我国自然灾害监测面临的形势我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。灾害种类多、 分布地域广、发生频率高、造成损失重。 洪涝、干旱、台风、风雹、雷电、高温热浪、沙尘暴、地震、地质灾害、风暴潮、赤潮、森林草原火灾和植物森林病虫害等灾害在我国都有发生。70% 以上的城市、 50% 以上的人口分布在气象、地震、 地质和海洋等自然灾害严重的地区。随着全球气候变暖，各种自然灾害的发生频率和强度将呈进一步发展趋势。我国继 2008 年四川汶川大地震后， 2010 年 4 月又发生了青海玉树大地震。各种自然灾害尤其是地震等突发性灾害的频繁发生，给人民生
2、命财产安全造成了重大损失， 严重影响着我国社会经济的可持续发展。面对自然灾害风险日益加剧的严峻形势，提高国家综合减灾能力，最大限度地降低灾害损失，是我们面临的一项重大任务。灾害监测能力的提高对于增强国家的综合减灾能力具有举足轻重的作用，加强灾害监测的科技支撑能力建设， 既是提高灾害预警预报水平的迫切需要，也是加强我国自然灾害风险隐患和信息管理能力建设、加强自然灾害综合防范防御能力和国家自然灾害应急救援能力以及巨灾综合应对能力等建设的必然选择。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
3、 第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - - 1.2 自然灾害监测的主要目的自然灾害的防灾减灾工作是一个复杂的系统工程，包括监测、预报、抗灾、防灾、救灾、灾后援建等一系列工作环节，其中，灾害监测既是防灾减灾工作的重要组成部分，也是其他各项措施得以实施的有力保障。灾害预测主要包括灾前调查、 灾中灾情监测和和灾后调查评估等工作。开展灾害监测的目的在于：（1）通过开展自然灾害研究，揭示灾害发生机理、时空分布、活动规律及灾害间的相互关系， 为科学预测和预防自然灾害提供理论依据。（2）通过实施应急监测，及时获取灾情信息，为抗灾救灾和应急救援提供预警和决策支持。（3）通过灾中跟踪监测，及
4、时掌握灾害发展动态和发展趋势，及时捕捉次生灾害等风险隐患，为次生灾害的防治提供预警预报。（4）通过灾情监测评估，对灾区各种设施、自然资源毁坏情况和生态环境变化等作出评价， 为科学规划灾后重建提供科学依据和决策咨询。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 25 页 - - - - - - - - - 2 遥感技术概念及主要特点2.1 遥感技术的概念遥感是指利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，从远离地面的不同工作平台（如人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机、飞机、气球和高
5、塔等），利用紫外线、可见光、红外线、微波等传感器，通过摄影、扫描等各种方式， 接收并记录来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和状态的综合技术。遥感系统由遥感平台、传感器以及信息接受、处理与分析应用等分系统组成。按照传感器搭载的平台，遥感可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。2.2 遥感技术的特点（1）探测范围广。运用遥感卫星和航空遥感，可以从空中对地面大范围地区进行探测，如，一张陆地卫星（LandSat）图像的覆盖地面范围可达 3 万多平分公里。 约相当于我国海南岛的面积， 我国只要 600 多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。（2）获取的信息量大
6、、综合性强。遥感技术获取的信息量非常大，以4 波段 LandSat 多光谱扫描图像为例，像元点的分辨率为79*57m ， 每一波段含有 7600000个像元，一幅标准图像包括4 个波段，共有 3200万个像元点。5 遥感图像信息能够真实地体现地质、 地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - （3）获取数据周期短、动态性强。卫星遥感能实现对同一地区的周期性、重复观测，从而能及
7、时获取所经地区的各种自然现象的最新资料。美国陆地卫星 LandSat-4 、LandSat-5 每 16 天可对全球陆地表面成像一遍， NOAA 气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat 每 30分钟获得同一地区的图像。我国环境与灾害小卫星A、B 星可以两天完成覆盖我国国土一遍。卫星遥感这种快速、连续观测的优势，有助于及时发现病虫害、 洪水、火山、地震、污染等自然灾害发生的前兆，为灾情的预报和抗灾减灾工作提供可靠的依据和资料。（4）获取信息的手段多，受地面条件限制少。卫星遥感可根据不同的任务选用不同波段和遥感仪器来获取信息，采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。利用不同
8、波段对物体不同的穿透性，可以获取地面深层、水的下层，冰层下的水体，沙漠下面的地物特性等地物内部信息，微波波段还具有全天候工作的特性。同时，卫星观测、航空观测和地面观测三大系统优势互补，能克服地面各种恶劣自然环境的影响。采用不受地面条件限制的遥感技术，可方便及时地获取各种宝贵资料。2.3 我国遥感技术的发展情况我国遥感技术经过40 多年的发展，已形成了航空航天遥感对地观测体系，具备了航空航天遥感对地观测能力，基本实现了对我国及周边地区以及全球的大气、 海洋和陆地系统观测和动态监测。与此同时，遥感图像数据处理、识别和应用等技术水平不断提高，自主研发名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
9、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - 能力不断增强。由气象卫星、 海洋卫星、 陆地资源卫星和环境与灾害卫星系列组成的空间对地观测体系， 能够覆盖全国陆地、 海域以及我国周边国家和地区 1500 万平方公里的地球表面。可见光、红外到微波遥感器都实现了星载飞行，遥感器包括可见光相机（胶片式和传输式）、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、多波段微波辐射计、微波散射计、微波高度计、 合成孔径雷达等。具备了自行研制卫星地面接收站及其相应数据处理系统的能力。研发了具有
10、自主知识产权的遥感数据处理平台， 开发了多套通用遥感图像处理系统和专题遥感信息提取系统。我国风云气象卫星系列不仅显著提高了我国卫星气象监测能力，还为国家应急管理、 减灾救灾体系建设、 应对气候变化提供了有力的技术支撑，被世界气象组织纳入全球地球观测业务卫星序列，成为全球地球综合观测系统的重要组成部分。环境与灾害监测预报小卫星星座的建设，大大提高了我国自然灾害的宏观监测能力。已经发射并投入应用的“环境减灾” A、B卫星为光学卫星，拥有 CCD 相机、热红外相机、超光谱成像仪等多种遥感探测设备，具有中高空间分辨率（CCD 相机空间分辨率达到30 米） 、较高时间分辨率（重复观测时间为48 小时）
11、、高光谱分辨率（高光谱达 115 波段） 、宽观测带宽观测能力（ CCD 相机幅宽达 720 公里） ，是目前国内民用卫星中技术最复杂、指标最先进的对地观测系统。可两天完成覆盖我国国土一遍， 能开展高质量的环境监测和对灾害进行快名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 25 页 - - - - - - - - - 速监测预报。2.4 遥感技术在地质灾害监测中的作用2.4.1 利用遥感技术，有效开展自然灾害成因的研究各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆，而且很多灾害
12、的发生和发展都有一定的时空规律，彼此之间常有一定的关系， 这就为自然灾害的预报提供了可能性。 遥感技术获取信息的范围大、 综合性强，根据多时相、多波段、多分辩率遥感图像所提供的数据源，进行灾害的周期性、重复性、灾害间的相关性、致灾因素的演变和相互作用、灾害发展趋势、灾源的形成、灾害载体的运移规律、以及灾害前兆信息等开展研究和分析，有助于对不同的灾害做出准确程度不等的近期、中期、长期和临灾预报。我国利用遥感技术开展各种地质灾害研究方面取得了重大进展，包括近年来开展的全国特大滑坡灾害调查及危险性评价、典型地质灾害监测预警与示范治理、 重点地区地裂缝与地面沉降调查、国家重大工程区域地壳稳定性调查与评
13、价等项目都是建立在遥感图像的分析判断基础上的。2.4.2 开展遥感灾害调查，推进自然灾害数据库建设在各种自然灾害中， 地质灾害占有重要的比重。 地质灾害中的滑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - 坡、崩塌、泥石流等灾害个体以及它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、 影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。利用我
14、国的资源卫星、气象卫星、环境和灾害卫星及其他卫星提供的多种遥感信息，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明各种地质灾害的分布、发生规模、形成原因、发育特点、 发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上结合GIS技术开展地质灾害区划， 划分地质灾害易发区域， 评价易发程度，建立灾害要素数据库， 构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。2.4.3 开展遥感灾情调查，为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持地震、洪涝、台风等突发性自然灾害发生时，常规手段难以实现迅速、准确、动态的监测与预报，遥感技术不受地面条件限制，可以快速获取灾害发生后灾区的
15、全面景观，根据灾害分类分级及影像模型，判读图像，快速确定灾情，为应急救援工作提供第一手资料，从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。在 2008 年四川汶川大地震及2010 年青海玉树大地震中， 有关部门使用多种航天、 航空遥感技术为抗震救灾指挥部及时提供了多种类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据分析信息，为抗震救灾指挥系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 25 页 - - - - - - - - - 统及时全面地了解灾情、快速部署救援行动提供了可靠的信息
16、支持。在澳大利亚维多利亚州发生特大火灾时，我国立刻调整了环境减灾卫星 A、B 星拍摄角度和运行频率，每天两次飞过澳大利亚上空，迅速准确地拍摄了澳大利亚火场的光学、红外和雷达图像， 为澳大利亚空间信息合作研究中心提供了大量的卫星监测图像，极大地帮助了澳大利亚有关部门的灭火行动。2.4.4 开展遥感灾情动态监测，提高次生灾害的预测预报能力做好次生灾害的排查与监测预警工作，防范地震等灾害可能引发的火灾、水灾、爆炸、山体滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷等次生灾害，是减少和降低灾害损失的重要措施。利用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害，使这些次生灾害在成灾前或成灾过程中得到及时解决，防患于未然。在2008 年
17、汶川大地震中，中国国土资源航空物探遥感中心通过航空遥感应急调查，及时掌握了北川等14 个重灾县市道路、房屋损坏等灾情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生灾害的情况，共解译出地震引发的崩塌、 滑坡、泥石流 7226 个，堰塞湖 147个， 灾害毁路 1423 处； 圈定有危险的村镇264 个， 潜在危险道路 1732处，从而为有效防范次生灾害的发生、最大限度地降低灾害损失提供了有力的信息支持。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 25 页 - - - - - - -
18、 - - 2.4.5 开展遥感灾情调查评估，为灾后重建规划提供决策依据地震等重大自然灾害发生后， 灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。如地震灾后恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力，重点对城镇和乡村的布局、 基础设施和公共服务设施的建设、 防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文化遗产保护等作出安排。城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划，既防止类似的灾害重复发生，也要防御其他自然灾害的侵袭。利用遥感技术开展地震灾害损失调查评估，可以获得地质、 土地、气象、水文、环境等基础资料，这是编制地震灾后恢复重建规划的依据。在2008 年四川汶川大地震发生后，我国利用航天
19、和航空遥感，及时开展汶川地震灾情评估工作， 完成不同烈度人口影响评估， 以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、 地震灾害经济损失评估等工作，为灾区重建规划提供了科学依据和决策咨询。2.4.6 卫星遥感技术的发展，为提高我国地震预测预报水平提供了可能地震的预测预报是一个世界性的难题。我国破坏性地震频繁发生，损失极为惨重。及时、准确地获取反映地震孕育和发生过程的各种地震前兆信息及其演化规律就有可能有效地预测预报地震，卫星遥名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
20、 - - - - - - 第 9 页，共 25 页 - - - - - - - - - 感以其观测手段多、覆盖面广、资料连续更新、重复观测周期短等优势，成为开展地震灾害预测预报的有效手段，为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。第21 届 ISPRS大会表明，遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究地震的一大热门。目前，遥感方法中合成孔径雷达干涉测量（ InSAR ）技术在监测地震形变方面的潜力已得到广泛认同。在地震研究方面， 我国运用各种遥感图像，进行断层活动性、强震构造环境、地震地表破裂等方面的遥感地质解译以及干涉形迹测量研究，并取得了重要研究成果。 同时还开展了遥感技术在地震监测预报中的
21、可应用性研究、 红外遥感地震前兆的异常特征、预报方法和机理研究以及地震前兆热红外异常卫星遥感监测与快速处理系统研究等，为卫星遥感应用于地震监测预报开辟了新的方向。我国地震局已将卫星遥感的部分热红外实测数据，按月通播入网， 供全国地震系统共享和研究，应用于地域性的地震监测和预报分析。 根据 1997 年 110月的卫星遥感热红外数据的处理和分析，较准确地判定出了西藏那曲地区以北是全国最可能发生强震的首选区域，并由 1997年 11 月 8 日玛尼地震的发生得到了验证，取得了良好的效益。2.5 遥感技术在灾害调查中的优势及作用2.5.1 遥感技术在灾害调查中的优势1 可快速进行大范围、立体性的灾害
22、监测遥感技术能从空中大面积地对灾害进行宏观监测研究，使灾害监名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 25 页 - - - - - - - - - 测工作向立体监测方向发展。 对于复杂多变、 涉及面广的大型灾害优越性更明显。特别是对于大区域的环境灾害及动态变化(如沙尘暴、特大洪灾等 )监测十分有利。2 获取的信息量大、效率高遥感技术可以快速地传导、 接收、处理和提取大量与灾害相关的信息。这不仅给灾害监测赢得了大量时间, 而且及时获得了丰富的灾情背景资料 , 为高效
23、数据模型的建立创造了先决条件。3 适应性强遥感技术可获取其它监测手段无法获取的信息。由于某些灾害的灾区自然条件恶劣， 如发生雪灾、山体滑坡、密林森林病虫害及火灾、荒漠化等 ; 另外某些农业灾害如病虫害、 沙漠化或一些农业气象灾害等, 常规监测手段根本无法奏效， 灾情资料难以获取， 此时遥感技术就成为灾害监控必不可少的重要手段。4 动态监测与常规监测手段不同， 卫星遥感监测不仅具有实时、 动态的优点，而且全天候工作， 因此可以对灾情进行连续、 动态监测 , 进而获得连续准确的灾情资料。 利用这一点 , 就可以对那些具有爆发隐患或周期性爆发的自然灾害 (如火山、泥石流等 ) 进行灾前预测；对那些破
24、坏力大、持续时间长、波及范围广的灾害( 如洪水、蝗灾等 ) 进行跟踪监测。而且可以用于对灾后恢复过程进行跟踪监测，及时掌握相关资料，以便采取有效措施。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 25 页 - - - - - - - - - 2.5.2 遥感技术在灾害防治过程中的作用遥感技术具有视域大的宏观特性， 它的探测波段从可见向微波和红外延伸，使人们对地物的观察和研究具有全天候和全天时的可能；另外，它还能周期成像， 有利于动态监测和研究。 遥感技术以其独特的对地
25、观测视角及特性，在灾害的防治过程中起了如下作用；1 动态监测与指挥救灾地面站多卫星接收系统对同一区域的观测频度一般可达三天重复一次，局部地区在必要时可达一天一次，能实现对灾害的长期监测和短期监测， 对部分灾情有可能根据图片上的异常现象进行预报，也可根据多时相的卫星数据及时掌握灾害的发展状况，预测灾害发展趋势，为指挥救灾提供直观、全面的依据。2 灾情评估根据灾前、灾中、灾后卫星数据的融合，并结合灾区数据库及社会调查，可对灾情进行较为客观的评估。 不仅可编制灾情等级分布图，还可计算各等级灾情的面积和百分比，为保险公司的理赔和民政部门的灾后救灾工作提供依据。3 防治规划从卫星图片上结合专家系统、模式
26、识别等， 即可分析一定的致灾因子，又可评估灾害防治措施的可行性，为灾害防治规划提供依据。4 防治规划实施情况监督因遥感的时相特性， 可定期提供防治区域的卫星像片，使管理部名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 25 页 - - - - - - - - - 门能及时了解防治规划的实施情况，以保防治规划能按时、按质、按量完成。2.6 遥感技术在灾害监测中的应用范围1 地质灾害我国的地质灾害遥感调查技术是为大型工程的可行性研究提供地质灾害分布、潜在危害及环境基础资料。
27、实践证明，遥感技术在识别滑坡、泥石流，制作区域滑坡、泥石流分布图；评价滑坡、泥石流对大型工程施工及运行的影响等方面发挥了巨大的作用。当前，地质灾害遥感解译是根据地质灾害及其要素、后壁、滑体、前缘、物源区、流通区、堆积区等的形态特征，在航空像片或卫星图像上以目视方法进行解的识别能力，可以更加准确和精细地分辨地物，并将重点区进行遥感解译。 这对于自然灾害发生前后的遥感图像变化与现场验证相结合， 同时结合其它非遥感资料， 并通过研究影响地质灾害发育的环境地质条件、 自然环境条件以及社会经济环境条件等因素来间接地推断研究区域内地质灾害发生的可能性。目前，直接通过遥感图像发现并研究地质灾害的发生和发展还
28、存在很大困难。因此，现有的滑坡、泥石流遥感调查只能提供区域宏观的、定性的解译成果，不能提供比较精确、定量的地质灾害信息，也没有形成有效的地质灾害演化评价模型，无法对地质灾害的发生进行预警。所以，当前的地质灾害遥感调查技术方法迫切需要进一步改进和提高，以满足地质灾害防治工作的需要。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 25 页 - - - - - - - - - 2 洪涝灾害为了有效地预防和控制洪水灾害，必须及时、迅速，准确地了解水情、水势的进展情况， 并及时地
29、对洪水作出反应。 遥感方法是实现这一过程的先进手段。遥感方法可以不受恶劣天气条件的影响，通过航空、航天手段获取监测影像资料, 实时或准实时地监测洪灾灾情发展态势, 应用相关软件迅速分析出洪水态势, 然后将分析结果以直观的图形、图表等形式传递给决策部门, 作为制定防洪减灾对策的重要依据。洪水灾害遥感分析的核心技术是数字图像处理。在图像处理系统支持下 , 由遥感图像提取洪水信息和相应区域的土地利用类型的基本状况 , 在严格配准的情况下, 将淹没范围与土地应用类型迭加成一幅图，哪些地物被淹, 将一目了然 , 并且可以非常方便地对各类别进行面积统计， 可作为灾情分析评估的直接信息源，输入洪灾损失评估模
30、型。3 沙尘灾害沙尘灾害的尺度范围从局地性、区域性到大陆间都可能发生，且沙尘暴发生地区多为沙漠地区以及干旱、半干旱地区，地面测站分布密度比较稀疏，因此用地面观测站网数据进行研究具有很大的局限性，同时常规资料的时间分布， 也难以捕捉和追踪那些由中尺度系统引起并造成严重灾害的强沙尘暴源地及其动态演变规律和强度变化。随着 20 世纪 70 年代以来遥感技术的不断发展， 遥感定量化研究也不断深化，具有高空间分辨率、 高时间分辨率和高光谱分辨率的新型遥感数据大量产生，使得利用遥感卫星进行沙尘灾害监测研究成为可名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
31、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 25 页 - - - - - - - - - 能。遥感数据的多源性、动态性、现时性和准确性，不仅弥补了地面观测数据时空分辨率的不足， 同时还可与地面观测数据进行精度上的相互验证，互为补充，深化沙尘灾害研究。此外，国内外环境工作者利用遥感技术对地震预测、农业病虫害、森林火灾、霜冻、 土壤侵蚀等灾害进行监测，也都取得了较满意的结果。3 地质灾害遥感调查3.1 地质灾害遥感调查的历史回顾近 20 年来，随着航空航天对地观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究， 遥感技术得到了迅猛的发展， 在实用化方向上迈出了重
32、要的一步， 并被广泛应用于各种国土资源调查与环境评价及灾害监测中。遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到上世纪70 年代末期。在国外，开展得较好的有日本、美国、欧共体等。日本利用遥感图像编制了全国 1/5 万地质灾害分布图； 欧共体各国在大量滑坡、 泥石流遥感调查基础上， 对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率， 遥感技术结合地面调查的分类方法， 可以用 GPS 测量及雷达数据，监测滑坡活动可能达到的程度。我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。 我名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
33、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 25 页 - - - - - - - - - 国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。 80 年代初，湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、 金沙江下游落渡、 白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查；从80 年代中期起，又分别在宝成、宝天、成昆铁路等沿线进行了大规模的航空摄影，为调查地质灾害分布及其危害提
34、供了信息源。90 年代起，在主干公路及铁路选线，如京九铁路沿线等也使用了地质灾害遥感调查技术。90 年代末期在全国范围内开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中，各省（区）都设立了专门的中小比例尺“地质灾害遥感综合调查”课题，主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性，评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。 特别是近年在重大工程论证中，都开展了工程地质遥感调查工作，如杭州湾跨海大桥、向山港跨海大桥等。近 20 年的实践，摸索了一套较为合理有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法，即利用遥感信息源，以目视解译为主，计算机图像处理为辅， 将重点区遥感解译成果与现场验证相结合，并利用其它非遥感资料，综
35、合分析，多方验证。综上所述， 地质灾害遥感调查已基本完成了示范性实验阶段，正走向全面推广的实用性阶段， 在山区大型工程建设及江河湖库的防灾减灾工作中尤其具有广阔的应用前景。遥感技术应用地质灾害调查，已取得了许多成功的经验。 但是在地质灾害监测方面， 成功的实例不名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 25 页 - - - - - - - - - 多。充分利用航天遥感、 差分干涉雷达和全球定位系统技术及其集成技术进行地质灾害监测， 是未来遥感对地观测技术体系在地质
36、灾害监测应用中的必然发展趋势。3.2 地质灾害遥感调查的必要性1、地质灾害的日益严重要求采用当代高新技术开展调查工作人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。人口的不断增长， 导致了对资源需求的不断增加；人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采，导致了一系列环境问题， 引起了一系列自然灾害。在各种自然灾害中，地质灾害占有重要的比重。据不完全统计，全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失，达到了国民生产总值的5% 以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中，据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35% 。其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占
37、 55%。 这些灾害的一次性规模虽小于地震、 洪涝灾害等， 但其发生频度和涉及范围则远远高于和广于这两种灾害， 一年的总损失约 200 亿元。我国从青藏高原向云贵高原和从云贵高原向长江中下游平原过渡的两个大陆坡度带范围内，仅上世纪80 年代以来所发生的一次性伤亡人数在数十人以上或直接经济损失在数千万元以上的灾难性崩滑事件就达十余起，仅这些灾害所造成的人民生命损失已超过千人，直接经济损失上亿元，事后善后处理及整治费用则高达近十亿元，而由于灾害对社会所名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
38、- - 第 17 页，共 25 页 - - - - - - - - - 带来的影响所产生的间接损失则更是无法估量。湖南是我国地质灾害较严重的省区。据统计，湖南省自1949 年以来，滑坡、泥石流、崩塌三类地质灾害造成的直接经济损失达数十亿元。而 1991年至 2000 年的 10 年间，直接经济损失就达9 亿元以上，因灾死亡 536 人。特别是 2001 年，湖南省共发生严重地质灾害1000 余处， 造成 108人死亡， 38 人失踪， 451 人受伤， 损毁房屋 16283间，毁坏农田 64167亩，损毁公路 313 公里，直接经济损失81494万元。可见，地质灾害已经严重地威胁着人民的生命财
39、产安全，阻碍了社会经济可持续发展。 利用当代高新技术加大对地质灾害调查、监测和防治，已成为刻不容缓的任务。2、地质灾害的突发性与救灾的迫切性要求利用遥感技术进行调查暴雨是诱发地质灾害的催化剂。暴雨的冲刷、淋漓和渗透，一方面降低了岩土体的抗剪强度，特别是降低地质体结构面的抗滑强度，使其发展成为滑动面和崩塌界面；另一方面增加了岩土体的自重、并增大了地下水的动压力和静压力，进一步降低了斜坡的稳定性， 进而诱发滑坡。另外，崩塌体和滑坡体在高强度水流作用下形成泥石流。由此可以看出，地质灾害多发生于暴雨天气，常具有突发性特点。一般地，暴雨多呈面型分布， 因此，由暴雨引发的地质灾害也相应地大多表现为区域性，
40、 且多形成地质灾害链。 这种在暴雨恶劣天气下突发的地质灾害， 若用传统的调查方法， 不仅因为大面积调查难以做到实时性，也难以保证真实性和准确性。但是，卫星遥感中的“星载雷达名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 25 页 - - - - - - - - - 技术”具有穿透云雨特点，不受天气条件影响。利用星载雷达可以实时而准确的开展突发性地质灾害调查。遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20 世纪末几年开始执行的“对地观测系统（EOS ） ”计划的主体
41、。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统（GPS ）可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况，从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况，监测重点灾害点的发展演化趋势，增强地质灾害发生的预见性。因此，为了能及时地调查地质灾害状况，为抢灾与救灾工作提供准确资料，根据国民经济建设与可持续发展的需要， 在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段，是尤为必要的，这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。3.3 地质灾害遥感调查的可行性1、地质灾害遥感调查技术经验的积累国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20 年发展起来的，现已基本形成了规范化的技术流程， 在地质
42、灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。湖南省遥感中心承担的湖北鹤峰县娄水江坪河水库的地质灾害调查，利用黑白航片解译了一系列的滑坡、崩塌、泥石流等，编制了1/5 万地灾分布图。该图较详细地表示了各种地质灾害的位置、边界、要素等时空特征及平面规模，成为水电部门规划设计甚至地灾评估的重要基础资料及基本依据之一。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 25 页 - - - - - - - - - 近年来完成的“湖南省地质灾害遥感综合调查”项目，对全
43、省地质灾害进行了系统的遥感解译，并进行了滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害分区与定量的灾情等级评价， 从宏观上进行了致灾成因分析和发展趋势预测。20 年的实践与摸索，已掌握了各类地质灾害的遥感影像特征，并具备了较成熟的目视解译地质灾害的方法技术，使应用遥感技术开展地质灾害调查工作成为可能。2、遥感技术特点为有效地进行地质灾害调查提供了可能地质灾害的发生主要受制于地层岩性、构造展布、植被覆盖、地形地貌以及大气降水强度等要素。一般情况下，岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段，在强降水过程中容易发生地质灾害。遥感技术有宏观性强、时效性好、信息量丰富等特点，不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预
44、警，研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段， 同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此，遥感技术在地质灾害调查中必将发挥重要的作用。3、现代高新技术的发展是地质灾害遥感调查的强有力技术支持空间技术、信息技术和计算机技术是20 世纪发展最迅速的科学技术。就空间技术而言，光机扫描遥感仪器的实验成功（代替了摄像管技术） ，是空间光学 -传感器技术发展的转折， 它解决了从空间获取可见光和红外两个重要电磁波段数据的关键技术性问题，也为遥感技术提供了更宽波段范围内的服务。如TM （或 ETM ）图像数据，虽然从名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
45、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 25 页 - - - - - - - - - 技术发展来看，已达到自身的性能极限，但在众多的领域内，它正在或在相当长的一段时间内， 可作为重要的信息源服务于广大用户。另一方面，它也为进一步探索空间传感器的机理奠定了基础；对地观测的遥感器目前已涉及从紫外、可见光、红外、微波到超长波的各个波段。其中，可见光一红外波段间的波谱分辨率已达纳米级。目前，成像光谱仪技术已获得了重大突破，如美国在上世纪90 年代发展研制的地球观测系统（ EOS ） ，为直接监测和区分地物提供了可能性。在空间
46、分辨率上，利用了长达 20 年之久的美国 TM图像（30m ） 和法国 SPOT卫星图像（10m ）已被近年来发射的米级甚至分米级卫星图像所取代，美国 IKONOS 、Landsat7 卫星，俄罗斯的SPINtwo 卫星，加拿大的 Radar SAR卫星，印度的 IERS卫星等空间分辨率均达米级，我国1999年成功发射的 CBERS 1地球资源卫星的空间分辨率也达19.5m。特别是，目前国内外竞相研究的小卫星群发射，将成为地质灾害调查中的主要信息源之一。 人造地球卫星的发展与计算机的发展有类似之处，即既向大型方向发展又向小型微型方向发展。发射人造地球卫星需要雄厚的物质基础和技术基础，但是，发射
47、小卫星具有费用低，周期短等优点。一个省（市）区，甚至一所学校，乃至学生作的实验都可发射一颗小卫星。如我国清华大学与英国Surrey 大学协作，于 1999年成功地发射了“清华一号”和“清华二号”小卫星，遥感传感器的分辨率达到 1.8m ；哈尔滨工业大学，中科院上海冶金研究所和空间中心也都准备发射自己的小卫星。可以肯定，小卫星的自主研制与发射必将推动地质灾害遥感调查工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 25 页 - - - - - - - - - GPS
48、技术大大改进了滑坡、泥石流等地质灾害调查中的定位工作。目前，美国和俄罗斯都有全球定位系统，其提供数据的差分精度可达毫米级。我国的基础地理框架工作也取得了长足进步，1/100 万比例尺的全国数字地图已进入Internet， 1/25 万全国数字地图也已完成，部份重点地区的 1/5 万基础 1/1 万的数字地图制作工作也初具规模。这些基础数据对实现地质灾害遥感调查新技术提供了有力的支撑。遥感图像处理是一项方兴未艾的工作。目前，除功能强大的 PCI、ERDAS 等软件可进行数字图像的校正、数据变换、增强、合成及镶嵌外，全球最新遥感图像处理软件ENVI还具有较好的像元光谱测量、分析、分类及矢量化功能。
49、 我国三联公司自行开发的RSIES遥感图像处理软件，自问世三年来，已得到了很大的完善。此外，高速发展的计算机技术使运算速度迅速提高，硬盘及内存容量都大大增加。 计算机技术的飞速发展使地质灾害遥感调查中的海量数据存储与运算成为可能。总之，卫星遥感中不同轨道高度的陆地卫星、气象卫星、海洋卫星、 雷达卫星等遥感平台的多层次性， 像元大小从 0.61m （Quick Bird ）到 4000m （气象卫星）的多空间分辨率，从紫外，可见光、红外到微波的多光谱分辨率，以及从光谱校正、几何校正、影像增强、特征信息提取、自然识别分类、自动成图、数据压缩及数据库、地理信息系统、网络技术（ Internet）的连
50、接等遥感应用模型的广泛性，为地质灾害遥感调查提供了丰富的信息源和信息获取途径。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 25 页 - - - - - - - - - 3.4 地质灾害遥感调查内容分析1、孕灾背景调查与研究研究表明，地质灾害的孕灾背景主要有如下8 种因子：时日降水量；多年平均降水量；地面坡度；松散堆积物的厚度及分布；构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）； 植被发育状况； 岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、 破碎的能力）； 人类工程活动程度。由于气象卫