遥感在滑坡灾害研究中的应用进展

【关键词】遥感；滑坡灾害；应用；进展 

　　遥感技术在滑坡灾害研究中的应用已被国家“十一五”科技支撑计划列为重点课题，以期利用遥感和GIS技术全面开展滑坡灾害的早期识别和风险评估。随着新型遥感技术和地面观测系统的发展，传感器收集全天候滑坡研究数据的能力也得到大幅度提升，此外，高分辨率影像技术的发展极大地丰富了滑坡灾害研究的手段。 

　　1.遥感在滑坡灾害研究中的最新应用进展 

　　1.1遥感在滑坡灾害研究中的发展特点 

　　随着遥感技术的成熟，遥感数据的丰富度得到大幅度提升，近年来在滑坡灾害中的应用研究集中在制图、灾害监测、空间分析和灾害预测方面。遥感技术在滑坡研究中的应用也逐渐从单一资料分析向多数据、多时相复合分析靠拢，并从静态滑坡识别过渡到动态滑坡监测和滑坡信息获取，信息提取方式也由之前的视觉观察过渡到计算机自动获取。 

　　1.2遥感技术在滑坡灾害研究中的应用内容 

　　根据遥感技术在滑坡灾害研究中的应用目的，可以对其应用内容进行系统归纳分析：（1）用于滑坡体表面变化观察，传感器：航空摄影，方法/技术：通过扫描和地理参考数据，比对图像差异和设定阈值探查表面变化，如岩石裸露、新植被覆盖等。（2）用于滑坡识别，传感器：航空相片，方法/技术：比较图像差异，校正图像配准。（3）用于滑坡体积计算，传感器：航空相片，方法/技术：利用不同时期的立体像对来提取三维模型。（4）用于滑坡敏感性制图，传感器：航空相片和地球观测卫星系统，方法/技术：综合航空相片和地球观测卫星系统成像数据进行滑坡敏感性制图。（5）用于滑坡灾害和滑坡风险评估，传感器：星载热量散发和反辐射仪，方法/技术：根据图像处理结果提取滑坡危险因素，进行敏感性制图。（6）用于滑坡探测，传感器：航空相片和高分辨率快鸟卫星，方法/技术：GPS监测和图像处理。（7）用于滑坡运动速率估算，传感器：星载散射计，方法/技术：雷达干涉成像。（8）用于观测滑坡地貌特征变化，传感器：航空相片和JERS卫星，方法/技术：航空相片解译和干涉测量。（9）用于滑坡地表变形监测，传感器：欧洲遥感卫星1号和欧洲遥感卫星2号，方法/技术：干涉测量。（10）用于滑坡体积计算，传感器：3D激光扫描仪，方法/技术：GPS定位和激光扫描[2-4]。 

　　从上述列举的应用内容可以看出当前阶段遥感技术在滑坡灾害研究中的应用特点，在传感器应用方面，既存在单一航空相片解译，也存在多时像和立体像复合分析，在卫星影像方面，有多重影像技术，包括高分辨率影像和立体像等。在滑坡植被指数、土地覆盖类型等基本信息的基础上，结合高程数字模型技术和GIS空间分析模型技术，可以开展滑坡敏感性制图研究，这已成为滑坡调查和滑坡风险评估的主要手段。 

　　2.支撑技术发展和应用 

　　当前滑坡灾害研究热点是滑坡灾害风险评估和管理，这也是滑坡自然属性和社会属性高度结合之后的集中体现。滑坡风险评估的基础是空间数据获取的及时性和可靠性，因此，建立完善的滑坡信息数据库是分析滑坡因素和滑坡变形监测的关键。随着遥感技术的丰富和发展，其在滑坡灾害研究中的支撑作用日益显著，下面，本文将结合国内外研究新进展分析遥感技术在滑坡风险评估中的应用情况。 

　　2.1基础地形数据分析 

　　基础地形数据分析需要用到高程数字模型、数字地形模型和数字表面模型，数据生成方式除了数字线化地图内插值外，还有卫星立体像对、雷达、机载激光扫描、航空拍摄技术。遥感技术的发展促使地形数据生成手段的多样化，并使其逐渐成为地形数据的支撑技术。2001年美国太空总署研制的航天飞机雷达，使高程数字模型的地形模拟更见简易，数据信息的全球共享使航天飞机雷达成为全球滑坡灾害研究的重要数据信息来源。 

　　2.2滑坡制图 

　　滑坡制图与滑坡编录是同步进行的，指在某一区域，对滑坡的类型、体积、位置等信息进行详细如实的记录并制图表达。遥感卫星的大面积同步观测使某一区域的周期性观测成为可能，这也是区域滑坡动态编录的基础和理想数据来源。在遥感卫星滑坡编录过程中，需要用到滑坡的色调、纹理和阴影特征，或者利用水系变异、植被异常等因素来识别滑坡空间形态特征和空间分布情况[5]。多时相遥感影像技术可以实现动态数据更新，便于对滑坡变形进行实时探测。当前最常用的滑坡编录方法是高精度数字高程模型数据编录，此种方法基于高精度数字高程模型原则，利用高分辨率光学影像立体像对来生成高精度模型数据，在GIS的协助下，可将滑坡水文、地质等要素整合成一个完成的滑坡编录图。 

　　2.3滑坡静态-动态制图 

　　开展滑坡灾害预测和危险评估的基础是滑坡因素，Varnes于1994年的研究中，将滑坡因素归为两大类：内在因素（孕灾环境）和外在因素（诱发条件）。内在因素包括地貌、地质、植被覆盖、水文、气象等相对静态的因素，外在因素包括风化、侵蚀、震动、水位变动、人类活动等改变边坡应力条件和岩土体强度的动态因素。遥感技术在内在因素监测方面已形成一套成熟的技术体系，在动态因素方面，气象预报数据是遥感的主要信息来源，航空影像和高分辨率卫星在人类工程活动监测方面得到了广泛的应用。 

　　2.4滑坡监测 

　　滑坡监测是收集滑坡动态变化数据的过程，包括滑动位移、表面形态、滑移速度、边坡应力改变等，可以为有效评估滑坡危险性和预测滑动时间提供可靠的数据信息。近年来在滑坡监测方面，最常用的技术就是高分辨率和多波段遥感成像技术。 

　　2.5承灾体制图 

　　承灾体指某一区域内滑坡灾害的潜在影响因素，包括人口、工程施工、建筑、基础设施、环境等。承灾体的识别难度在于承灾体类型识别、数据获取、制图和间接损失预估。遥感技术的应用优势主要体现在静态承灾体的数据获取能力方面，包括静态基础设施、环境、建筑等，尤其是近几年来，城市建设速度加快，大规模工程建设施工，使地理图像的快速更新变得更加简捷。此外，利用高分辨率影像技术，结合实际调查，还可以补充承灾体影像识别的不足。 

　　3.结束语 

　　遥感技术在滑坡灾害研究中的应用已从静态、单一的资料分析转化为动态识别和复合数据监测分析，新的技术方法正在不断涌现，必将促进遥感技术在滑坡灾害研究中发挥更大的参考价值。 [科] 

　　【参考文献】 

　　[1]张蕾.卫星遥感资料在滑坡灾害防御中的应用[J].气象科技进展，2013，S1：34-40. 

　　[2]高富，艾夕辉，段尚彪等.GPS、GIS技术在西庄河流域滑坡灾害研究中的应用[J].山地学报，2003，02：239-245. 

　　[3]仇大海，蒋炜，牛海波等.遥感影像分辨率分析技术在滑坡研究中的应用[J].地质灾害与环境保护，2010，01：105-108. 

　　[4]郭霄仙.地理信息系统的开发工具及其在地质灾害研究中的应用进展[J].西部资源，2010，06：28-29. 

　　[5]丁华，丁辉.遥感技术在滑坡灾害解译中的应用―以陕西省延安市子长县为例[J].自然灾害学报，2013，02：229-233.