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遙感技術在地震中的應用

       長期以來,地震預報監測、災害調查、災情信息獲取主要依靠實地勘測手段,其獲取的數據精度和置信度雖然較高,但存在工作量大、效率低、費用高和信息不直觀等缺點。遙感技術手段可在一定程度上克服傳統實地勘測手段的缺點,并具有其他實地勘測手段不可比擬的優勢,因此,在地震領域中得到了廣泛的應用。

       遙感技術最早應用于地震始于國外,早在1906 年G.R.勞倫斯利用風箏成功拍攝美國舊金山8.3 級地震的震后災情,標志著人類利用遙感技術記錄地震災害信息的開始。20 世紀60 年代以來,航空遙感在日本、美國、加拿大、印度、新西蘭、泰國等國均被廣泛地應用于地震災害調查。由于早期航天遙感影像分辨率較低,其在地震中的應用局限性較大。近年來,隨著高分辨率影像的日益普及和空天地一體化對地觀測網絡的形成,極大地促進了遙感技術在地震各階段中的應用,本文將從地震發生不同階段中,對遙感技術的應用進行分析。

震前監測預報

       地震預報是當今世界科學屆的一大難題,由于地震的成因非常復雜且多樣化,目前的技術手段還難以高效、準確地開展地震預報監測。目前,利用衛星遙感技術進行地震預報研究還僅處于初級階段,主要集中在震區熱異常探測研究。地震發生前出現的地表溫度異常早被人們察覺,歷史上亦不乏記載,我國史料中就記載了許多強震前出現的熱異常現象。我國1978 年的唐山大地震,其震前就出現了地表熱異常,表現在氣壓高、多雨,地表下0.8m處地溫與常年相比差異較大,震前3 天突然增溫,其增溫中心即為后來的震中區。研究表明,強震前在震中區較大范圍內出現增溫異常是一種普遍現象,這種增溫異常不僅表現在氣溫上,還表現在地表溫度和地表下淺層地溫上。傳統的震前熱異常研究主要是利用全國臺網實測的氣溫、淺層地溫以及(中、深)層水溫等數據對震中附近局部地區的地表及地下一定深度的熱狀況進行時空演變的分析。這種方法雖然也能較真實地反映局部地區熱異常狀況,但難以獲取地震范圍內大面積的溫度動態演變資料。熱紅外遙感具有覆蓋范圍大、全天候動態監測、信息豐富等特點, 因而基于熱紅外遙感手段可快速獲取震區大面積熱異常影像,連續不間斷監測則可得到震區熱異常影像序列。

震后緊急救援、災情監測及評估

       地震往往具有極強的破壞性,從過去的地震實踐來看,震后幾小時到24 小時內是人員搶救的關鍵時段, 這就要求我們有能力在震后幾個小時內,即使在災區通信及交通中斷的情況下,也可快速獲得極震區和高烈度區的震害信息, 為震害快速評估及搶險救災提供快速、準確的決策依據。現有的航天及航空遙感,包括CCD 攝像、航空目測、航空遙感、微波遙感等技術手段則恰恰可滿足災后救援需求,高時間分辨率衛星及眾多靜止衛星的日益普及使得遙感手段對于災情過程的監測十分有效。災情監測主要包括氣象監測、山體滑坡監測及次生災害監測,次生災害監測則包括次生火災、次生水體污染、次生地質災害、次生堰塞湖監測,其對災后救援及災區的影響最大。在災害應急階段,災害評估主要包括房屋倒損、房屋受損、交通受損、受災人口等方面,其中又以交通受損評估最為關鍵。地震災害通常導致通往災區的道路嚴重受損,致使救援物資、設備和救援人員不能夠及時趕往一線進行抗震救災,同時也延緩了受災民眾的安全轉移和撒離。

災后重建

       遙感技術手段可作為災后重建科學規劃的重要技術保障,對于強震區,其災后重建進展情況監測及評估工作可借助遙感手段開展。同時遙感手段還可對災后的生產生活情況監測評估,為決策者及管理者提供不可或缺的技術依據。基于遙感手段,還可獲取震區基礎地理數據,為災后重建提供及時、可靠、適用的科技保障。

       我國是一個地震多發的國家,因而準確、高效地開展地震預報、監測、救災工作具有十分重要的應用價值及現實意義。遙感技術具有獲取信息快、信息量大、手段多、更新周期短,能多方位、全天候地動態監測等優勢,為地震預測、地震災害調查及損失評估提供了一種新的高科技手段。隨著高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率、多傳感器遙感影像的普及與深入應用,遙感技術在地震領域的應用將會越來越廣泛, 其綜合應用不僅可從單一信息源分析向復合分析方向發展,還可從定性判斷向定量分析方向發展。

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