利用遥感技术进行城市地质灾害监测的可行性

13．1　利用遥感技术进行城市地质灾害监测的可行性

我国山区面积占国土面积的2/3，地表的起伏增加了重力作用，很多城市和城镇都依山傍水而建，加上人类不合理的经济活动，地表结构遭到严重破坏，使滑坡和泥石流成为这些城市分布较广的自然灾害。

遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到20世纪70年代末期。在国外，开展得较好的有日本、美国、欧盟等。日本利用遥感图像编制了全国1∶5万地质灾害分布图;欧盟各国在大量滑坡、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，遥感技术并通过结合地面调查的分类方法，用GPS测量及雷达数据监测滑坡活动可能达到的程度。美国地调部门就通过对美国路易斯安纳州沿海区域和密西西比河下游平原区域进行详细的地质填图，查清了可渗透和不可渗透沉积岩以及断层情况，这些资料对合理规划沿海区域的开发行为、最大程度降低土壤流失至关重要。

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。经初步统计，迄今大约已覆盖了80余万平方公里的国土。我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。20世纪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。其后，我国先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡电站、黄河龙羊峡电站、金沙江下游溪落渡、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20世纪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供了信息源。20世纪90年代起，主干公路及铁路选线也使用了地质灾害遥感调查技术。近年来在全国范围内开展了“省级国土资源遥感综合调查”工作，各省(区)都设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题。这些调查大都为中—中小比例尺(1∶25万～1∶50万)的地质灾害宏观调查，主要调查的成果有: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。

近年来遥感技术得到了快速发展，特别是多光谱、高光谱遥感技术的成熟，机载孔径雷达(SAR)及干涉孔径雷达(INSAR)的出现，使得可以接收和处理的城市高分辨率遥感数据越来越多，波段越来越细。RS、GPS、DBS、GIS的高度集成，为遥感信息的数据挖掘、数据综合和数据融合提供了便利的条件和合适的工具。利用遥感信息对地质灾害进行分析、识别、监测，进而建立地质灾害动态监测系统，是防灾减灾的一项重要途径。对各类地质环境和地质灾害体的电磁信息进行归类，查找最优的特征信息，可以为地质灾害体的类型和形貌特征的分析、预警提供依据。国内外的实践结果表明，遥感技术能使对地质灾害的防治，由盲目被动转为耳聪目明，能及时发现并超前预报，为主管部门决策提供依据，有效地保护人民生命财产安全，最大限度地减少损失。

在灾害发生前，通过遥感影像提取灾害体特征信息，结合GPS和地面控制点影像库，可实施灾害预警监测。

灾害发生时，启动应急响应，开展灾害航飞监测、快速定位受灾区域和受灾程度，可寻找有利的营救生命线，快速营救受灾人员。如图13-1所示的崩滑。

灾害发生后，通过遥感技术实施灾害监测，尤其是需要重点监测堰塞湖、滑坡、泥石流等次生灾害，如图13-2所示的北川小毛坡滑坡。另外，基于遥感影像，可实施灾后重建的规划，如利用遥感影像，快速生成城镇1∶2000的DEM、DLG、DOQ，支持灾后规划重建。

图13-1　SPOT5卫星遥感影像上的北川马滚岩崩滑

图13-2　SPOT5卫星遥感影像上的北川小毛坡滑坡

卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨的特点，不受天气条件影响。利用星载雷达可以实时(或准实时)地开展突发性地质灾害调查。

雷达差分干涉测量技术对地表微小形变具有厘米甚至更小尺度的探测能力，这对于进行地质灾害研究具有非常重要的意义。地质灾害通常可以分为两大类:渐变型和突发型。突发型地质灾害，由于在极短的时间内发生，一般很难进行监测。然而，突发型地质灾害发生之前一般都先要经历较小的地表形变或块体蠕动过程。因此，对渐进式的蠕变和块体运移进行监测，对于地质灾害的识别、预警和防治具有决定性的意义。而雷达差分干涉测量技术已被国际上诸多研究实践证明，它在测量地表形变位移量、监测地面动态变化方面具有无可比拟的优越性。

总之，信息技术和传感器技术的飞速发展带来了遥感数据源的极大丰富，每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息，从各种传感器上接收下来。这些高分辨率、高光谱的遥感数据为遥感定量化、动态化、网络化、实用化和产业化及利用遥感数据进行地质灾害地物特征的提取，提供了丰富的数据源。利用多时相数据能自动发现地表覆盖的变化趋向，即利用遥感影像，自动进行变化检测。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。随着传感器技术、航空航天技术和数据通信技术的不断发展，现代遥感技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据的新阶段。