3S技术在滑坡地质灾害中的应用.doc

3S技术在滑坡地质灾害中的应用3S技术在很多行业中都有着与其相关的重要的应用。特别是在地质类行业，其扮演的角色往往是举足轻重的。结合本专业，下面主要谈谈3S技术在滑坡地质灾害中的应用。由于自然的变异和人为的作用所导致的地质灾害的发生，如崩塌，滑坡，泥石流等。每年给人类社会造成重大危害，其中，滑坡灾害是全球分布范围广，影响大，破坏严重的地质灾害之一。人类对资源的过度开发，对植被覆盖的破坏，加剧了滑坡灾害发生的频率，增加了滑坡灾害的破坏性及损失程度。1.1 3S技术与滑坡监测对滑坡灾害的研究一直是众多学者关注的问题之一Q.Zaruba和V.Mencl 对滑坡的监测,相关理论及数据处理方法进行了比较综合的阐述#并给出大量工程实例1。对滑坡产生成因，机理，风险预测及损失评估是当前滑坡地质灾害研究的重点。摄影测量与遥感技术也被越来越广泛地应用滑坡监测与评估研究。摄影测量可以用于生成大比例尺的三维数字高程模型，为研究滑坡体提供基础地形信息。通过多源影像信息提取技术还可以获取更多的有效孕害背景信息。这些信息可用作滑坡灾害风险评估的背景信息。孕害背景信息主要包括以下几方面：1.地质水文背景基于遥感光谱特性可以进行岩性信息提取与岩石分类，判断滑坡发生的潜在地质条件，提取水系、水文信息。高光谱遥感数据可以用于提取岩石中的矿物质成分、含量、分析地表土壤类型、利用微波传感器数据分析土壤的特性，如介电常数等，进行地表含水量反演等。2.地形地貌特征提取摄影测量可以用于生成大比例尺的三维数字高程模型。为研究滑坡体提供基础地形信息，遥感影像以及INSAR技术的发展也为DEM的获取提供了新的途径。正射影像制作可以进行房屋、道路等地物信息的提取，还可通过间接分析获取地面纹理结构等信息2-3。3.地表植被覆盖度 植被覆盖情况是影响滑坡的一个重要因素，植被条件良好、地质条件稳定的区域常常不容易产生滑坡，植被差的地方就容易发生滑坡。因此，可以利用卫星遥感提取反映区域植被状况的参数。如利用Landsat TM光学遥感影像解译提取植被区域、计算归一化植被指数(NDVI)，并进而反演植被覆盖度来反映地表植被的覆盖情况。譬如，通过等密度模型可以从遥感影像中反演植被覆盖度4-6。1.2 3S技术与建模目前，已有诸多相关建模方法，但变形数据的采集通常是针对特定部位，建模就只能限制在局部区域。进行宏观尺度上的灾害模型仍然存在很多问题。GPS技术的发展大大提高了变形及蠕动量采集的时空密度与精度，为各类建模提供了更加丰富的数据源。随着INSAR角反射器、激光技术的发展，变形信息的采集手段将更为广泛，所有相关3S技术的发展将为宏观尺度上滑坡灾害预警的确定性模型建立提供可能，并开拓更大的空间7。另外，滑坡的起动机制以及滑坡速度的研究对滑坡控制、破坏程度预计以及影响范围估算是有价值的。已有一定的研究成果，主要还是采用地质、力学模型，结合物理的方法进行研究8-10。遥感技术的发展也将在这方而的研究中做出贡献。近景摄影测量技术和激光测量技术可以在这一方而发挥一定的作用。有些滑坡可以持续几天，在这种情况下，高时间、高空间分辩率的遥感技术也可以发挥作用。从遥感影像上，可以直接解释灾害的影响范围，破坏的特征信息。利用空间分辨率达1-5 m以上的高分辨率卫星影像数据或航空摄影数据，如SPOT5 ,QuickBird,IKONOS等可以直接提取滑坡灾害位置、范围，分析滑坡的类型;也可通过高分辨率DEM获取滑坡灾害的相关信息11。通过更多的影像还可采集滑坡灾害历史数据，建立时空数据库，进而为灾害影响评价提供基础数据，为决策提供参考。同时，3S技术的发展也将为灾后监测信息的管理、分析等提供有力的工具，这已经被众多应用证明是可行有效的。分析技术进行空间风险评估或稳定性建模。在Montgomery和Dietrich浅层滑坡物理确定性模型基础上，Pack等人建立的SINMAP模型实现无限平而斜坡稳定性模型与GIS的集成，并考虑了静水压力，在浅层滑坡的风险评估中取得成功应用。11 2.1 遥感技术在滑坡灾害区划的国内外研究国外地质灾害遥感调查，可追溯到20世纪70年代。在国外，开展得较好的有日本、美国、欧共体等。20世纪70, 80年代，利用多期航片、TM、助of卫星数据进行滑坡灾害监测、滑坡灾害分析，进行滑坡灾害识别、易发区划及制图研究。12-14 20世纪90年代，利用热红外数据、Spot数据、航空数据、干涉雷达等进行土壤湿度条件变化、滑坡灾害识别与分类、灾害敏感区域分析、滑坡灾害动态监测等。1996年，欧洲学者Mantovani系统总结了遥感技术在欧洲国家滑坡研究及危险区划中的应用。指出遥感技术应用于滑坡研究主要是在三个方面:一是滑坡识别和分类，重点介绍滑坡灾害分析所需的影像数据的类型;二是利用GPS、立体像对、干涉雷达技术对滑坡灾害进行监测;三是滑坡灾害的时间和空间预测，区划研究及分析中数据信息获得最佳的遥感影像及获取方法。15-162002年，美国学者Leonhard基于Spots数据进行滑坡灾害敏感制图研究及稳定性参数估计17,2003年，加拿大学者Wasowski认为卫星遥感数据源的增加、数据时空及光谱分辨率的提高、遥感数据处理技术的发展，促进了遥感技术在滑坡灾害稳定性研究中的应用普及，并讨论了永久散射体、星载雷达、综合使用ETM+及RADARASAT -1数据及综合利用摄影测量、静态及动态GPS观测滑坡;意大利学者Herva、利用多期光学航片进行滑坡灾害监测。2004年，加拿大学者SinghYOy利用ESR一1和ESR一2进行滑坡识别及滑坡灾害动态监测18。2005年，美国学者Chadwick利用Quickbird和航片进行滑坡探测，意大利学者Ca tan i利用航空像片和.IERS数据分析地貌特征及地貌引起的变化:日本学者Ayalew利用航空像片和DEM提取滑坡影响参数利用逻辑回归的方法进行滑坡敏感制图的研究。19-212006年，意大利学者Farina利用SAR数据和Spots数据进行滑坡变形监测;意大利学者Mei sin a利用SAR数据采用永久散射体干涉测量技术进行滑坡地表形变监测;韩国的Le。学者利用KOMPSAT -1采用图像变化检测技术进行滑坡探测和敏感性制图研究;瑞士学者Rott利用数据采用差分干涉雷达技术、边坡变形分析技术对滑坡灾害进行评估。22-252007年，美国学者Schulz利用Linda;数据提取DEM、滑坡制图，结合历史资料进行分析，进行滑坡敏感制图研究;美国学者Weirich利用多期航片及Spots进行滑坡敏感制图比较研究;意大利学者Mo厂ernin利用SAR数据进行监测滑坡灾害的缓慢变形;瑞士学者Schwab利用四个不同时期的立体航片数据进行滑坡体体积计算。26-28参考文献：1 Akade mik Quido Zbruba,Vojtech M encl. 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