遥感技术在地震中的应用

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遥感技术在地震中的应用

元培学院 王丛涵

遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器（遥感器）对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用。（也就是说，由于地表上不同东西反射的光不太一样，所以人造卫星啊飞机啊（就那些飞在高空的玩意）采集到的地表信息也不同，所生成的遥感影像就是地球表面的“相片”，真实地展现了地球表面物体的形状、大小、颜色等信息。）

地震作为较为严重的自然灾害之一，如何监测一直是一项重要的技术，上世纪90年代之前我国的地震监测主要依靠地面布设观测台站来进行地震活动的地球物理和化学现象观测。但是这种方法有着很大的局限性（1）布点数量有限并且布点位置受地表设站条件影响很大（2）观测数据汇集的时效性要求也无法及时地得到满足（3）不能获取地面上大范围灾害信息（反正基本这种检测就没啥用„可能还没地动仪准呢„）。

所以自然而然的，遥感技术的出现可以在很大程度上弥补台站单一监测手段的不足，遥感技术可获取灾区大范围地面观测数据，不但获取震灾信息速度快，周期短，受到获取信息受气象气条件限制也少，获取手段还多，获取信息量还大（一下子就高端了有木有）。那么遥感技术具体是如何应用的呢？



一 地震监测预报 在地震孕育过程中，随着地壳应力的积累，能量通常以力和热能的形式在震源及其周围地区岩石中释放和传播，引起地区局部地热场的变化，同时热量通过岩石裂隙及孔洞等传导到地面，造成地表的增温趋势。除此之外，地壳受力发生形变时，岩层中部分气体如CO2 、CH4 等可能沿着裂隙、裂缝以及孔隙、断层逸出地面，当地壳发生大破裂时，逸出的大量 CO2 等气体在地表聚集，吸收地面红外辐射，产生局部温室效应，使得孕震区地温升高。因此该地区遥感图像就会有所差别，让人们以此来预测震区。

地震主震和热红外前兆一般有1天~30 天的间隔,以此可预测地震时间，而地震震中的位置可由地震前该区域热红外演化特征判断出来，地震的震级也可由热红外异常区的面积大小进行估计，面积越大地震震级越高。

我国最早将卫星热红外异常影像应用于地震短临预报中，从1900年到1996年共预报了63次地震，其中较准有12次，较好的有30次。至于剩下的那些为啥不准，则是由于热红外异常容易受到多种因素的干扰，其震前识别还有不小的难度（但已经很厉害了嘛=w=）。



二 在震害防御中的应用

地震后要做的第一件事就是对灾害的防御，预估震害损失则是震灾防御的核心，是应对突发性地震灾害的基础，也是防震减灾的有效途径。震害分为直接灾害和次生灾害。

地震直接震害是指其释放的能量直接对人类生命财产和资源环境造成的危害，它是地震灾害的最主要的组成部分，包括房屋倒塌、人员伤亡以及公路、铁路、桥梁、机场、水电站等基础设施的破坏。对于直接震害，可对高分辨率光学遥感图像进行目视判读。在2008年的汶川地震中，就对震区居民点密集区房屋倒塌率进行分析，将逐个居民点以房屋聚集区为单位画出图斑，目视判读出图斑区内倒塌房屋所占比率。

地震次生灾害包括：滑坡、泥石流等地质灾害，火灾、海啸、水库溃坝或堰塞湖引起的水灾，传染性疾病毒气泄露和核扩散等。以此可看出，次生灾害虽不直接，但是关系复杂，可能比直接灾害更为严重（比如日本地震引起的滨海核电站冷却系统发生故障，导严重的核泄露事故）。对于这种影响，由于遥感技术不收时空影响也不受地震灾害影响，信息获取优


势得到完美体现。

比如说，对于地质灾害，需要判读者熟知滑坡泥石流等在遥感图像上的形态结构和颜色特征，对于滑坡的遥感解译主要从形态、色调、阴影、纹理等进行，通过识别遥感图像上的崩塌厚壁和崩塌堆积的变化可以监测其活动状况。



三 地震应急救援中的应用

有时遥感预测地震会出现失误，然而当没有预测到的破坏性地震发生之后，在交通、通讯和电力等中断，同时又缺乏足够地面震害调查资料的情况下，救灾部门无法直接进入受灾地区进行勘测或无法短时间内迅速摸清受灾范围的时候，进行有效的地震应急救援将十分困难。

这时遥感技术又可以发挥其强大的作用~因为必须依靠先进的航空、航天技术手段，充分发挥其覆盖面积广、获取时间短、直观等特性，才能获取高分辨率遥感影像。通过获取灾区震后遥感影像进行灾情判断，可以不受灾区交通、通讯等中断的影响，能够快速获得极震区和高烈度区的震害信息，掌握灾区全面宏观的受灾情况，并进一步提供更为详细的受灾类型、位置和程度等信息。

依旧是汶川地震中，当时震灾区道路不通，救援人员也很难勘察哪里有群众等待救援，此时，中科院对地观测与数字地球科学中心的科研人员在分析遥感像片过程中，发现在北川县禹里乡田地里有“SOS ”三个白色大字。再通过遥感像片仔细查看周围环境，发现该地房屋倒塌，有多处滑坡和泥石流，阻断了道路，截断了河流，形成了堰塞湖，还淹没了一些村庄。

可以说，如果没有遥感技术，那么这个禹里乡 12 000名被困村民和草根乡4 500 名被困村民就不可能得到解救。



如今，可以说遥感技术已经应用于大范围地震的监测，我国在相关领域的研究工作开展渐趋广泛发展也异常迅猛，尤其是近些年在地震频发的情况下使得该技术的相关应用得到了很大的重视。虽然遥感技术还有一定缺陷和不足，但我们也可以预计到数十年之后，遥感技术在自然灾害方面的应用还可以达到一个新的高度。



参考文献

[1] 陈六嘉 遥感地震监测应用综述 1000-3177（2012）199-0105-05

[2] 苗庆杰，周彦文，曲均浩，李铂 遥感在防震减灾中的应用 防灾科技学院学报 第12卷第2期 250014

[3] 维基百科 百度百科 遥感 词条

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