浅谈3S技术在区域性地质灾害调查中的应用

浅谈3S技术在区域性地质灾害调查中的应用

传统的区域性地质灾害调查手段往往存在花费人力物力大、耗费时间长等缺点，已不完全适应数字地球时代发展的需求。随着RS、GIS、GPS技术的快速发展与应用，具有处理速度快、评价精度高等优点的”3S”技术逐渐在区域性地质灾害调查中得到广泛的应用。

标签：地质灾害调查RS GIS GPS 3S

1引言

区域性地质灾害调查涉及的范围较广、地质灾害评估工作点较多，假如调查区的地形地质条件复杂、地质灾害类型繁多，所需的地质灾害调查工作量就更大；此外，由于人类视野或交通地理位置的局限性，往往难以发现地质灾害体，使部分重要的地质信息容易被遗漏，这种现象在常规路线调查中经常会出现。因此，如何以最省时省力的方法获取更多的地质信息，尤其是地质灾害体信息，以达到最好的地质灾害调查效果，显得十分重要[1]。

以遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）技术为基础的“3S技术”发展为区域地质灾害调查提供了新的途径。与常规地面调查相比，利用3S技术进行地质灾害调查，具有宏观、准确和快速等特点，它可以直接按照影像勾绘出地质灾害的范围，并确定其类别和性质，查明其产生原因、规模大小、危害程度、分布规律和发展趋势，这样不但可以节约人力、物力和财力，还可以大大提高工作效率和调查的精度。

2 3S技术在区域地质灾害调查中的应用现状

目前，3S集成技术已经广泛应用于区域性地质灾害调查当中，并且取得了较好的应用效果，因为它可以利用RS、GIS 和GPS 数据进行灾害体地形参数研究和监测、诱发因素与成灾范围研究、制作各种专题图和灾害分布图和进行灾害体成灾等级划分等。随着RS 的地面分辨率与图像处理技术的提高、GIS 技术的日趋成熟和GPS 定位精度的不断提升，3S技术在区域地质灾害调查的应用将越来越深入。

2.1 RS技术在地质灾害调查中的应用

遥感（Remote Sensing）技术是指从远距离高空以及外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理，从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系与变化的现代科学技术。利用RS技术可以实时、快速地提供大面积地物及其周边环境的几何、物理信息及各种变化参数，RS数据含有海量的波谱信息，为地质灾害体目标识别及发育规律的探测，提供了精确的定性和定量数据[2]。

自20世纪70年代以来，RS技术取得了重大进展，RS技术能快速和高实效地获取多波段、多时相信息，解决了相关数据的获取和更新问题，因此RS技术开始在地质灾害调查工作中得到了广泛应用。从宏微观上来讲，RS技术可以对区域性地质灾害进行直观的、全面的动态综合解译，形成对区域性地质灾害分布、规模、危害、应急抢险、防治规划等方面的全局性认识，也可以从局部和细节上对地质灾害进行区域性监测评价，可以划分地质灾害危险区、危害区，进行小区域范围内的预报预警，同时把握重大地质灾害体的总体宏观变形，进行稳定性分析和变形分析，对单体地质灾害进行预报预警；从具体上来讲，地质灾害的发生主要受制于地层岩性、构造展布、植被覆盖、地形地貌以及降水强度等要素。RS技术不仅能有效地监测、预报天气状况，进行地质灾害预警，研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段，同时能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此，RS技术凭着宏观性强、时效性好、信息量丰富等特点，在地质灾害调查中发挥越来越重要的作用[3]。

2.2 GIS技术在地质灾害调查中的应用

地理信息系统（Geographic Information System）技术是以采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术，它集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、信息科学和管理科学为一体，是采集、储存、管理、分析和描述空间数据的空间信息分析系统。GIS不仅可以管理数字和文字（属性）信息，而且还可以管理空间（图形）信息；此外，它还可以利用各种空间分析的方法，对多种不同的信息进行综合分析，寻求空间实体间的相互关系，分析和处理在一定区域内分布的现象和过程。GIS技术最大的特点在于可以把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合起来，从而使复杂空间问题的科学求解成为可能[2]。

在区域地质灾害调查中的应用方面，GIS已经获得快速发展。例如，利用GIS 对区域地质灾害与地形坡度、海拔高程、距活动断裂距离、地层岩性及河流分布等影响因子进行敏感性分析，在此基础上，采用层次分析法确定各因子权重并建立危险性评价模型，最后利用GIS 空间分析功能进行叠加分析，可以制作出研究区地质灾害危险性评价图。

2.3 GPS技术在地质灾害调查中的应用

全球定位系统（Global Positioning System ）是建立在无线电定位系统基础上的空间导航系统。它由24 颗在轨卫星空间卫星、地面监控站和用户设备组成，利用卫星信号来准确测定待定点的位置，具有全能性（陆、海、空、航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定时、定位功能，主要用于提供实时或准实时的空间定位及地面高程模型，提供精密的三维坐标、速度和时间[2]。

近年来，星载GPS接收机已装配到遥感卫星上，进而可获得遥感地面目标的自动定位，精度可达到米级。GPS的技术能力已从地球表面扩展到了航空测量和航天遥感上面。GPS采用差分技术以后，可以获取毫米级的精度，完全可以满足地质灾害调查评价中灾害点定位、边界特征点定位和路线调查的定位、灾害点

变形监测等工作要求。3 3S集成技术

区域性地质灾害调查与国民经济建设、社会发展密切相关，应充分应用高新技术，争取在评价质量、减灾效益等方面达到一个新的水平，才能安全保障人民群众生命财产。因此，高新技术集成的3S技术应予以应用在区域性地质灾害调查当中。

3S技术是一个有机的整体：RS作为GIS主要的地质灾害体专题空间数据源和数据更新手段，为GIS提供空间数据和反映目标属性的专题数据，提供大量实时、动态、快速、廉价的地理信息；GIS可以对有关地质灾害调查的RS数据进行存贮、管理、查询、分析和可视化，进行多源地学数据空间分析和趋势分析，以及表达二维和三维的分析成果，将大量调查数据变成直观的专题图和统计报表等；GPS 用于空间数据快速定位，为RS数据和GIS获取地表灾害体目标要素提供空间坐标，并对RS数据进行校正和检验。

集RS、GIS、GPS技术功能为一体的3S技术，通过整合到系统中，可构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统，为区域地质灾害调查提供科学的依据。三者在功能上存在明显的互补性，它们发挥着各自优势，在地质灾害调查中发挥越来越重要的作用[4]。

4结论

目前，在构建“数字地球”的前提背景下，数字地球系统对各种技术协同合作的能力提出了更高的要求。以3S技术集成为例，在数字地球系统的研究和建设中，3S技术将作为数字地球系统的技术基础和核心，正处在发展和成熟的过程当中，它必将在区域性地质灾害调查领域得到更广泛的应用。未来一些关键的3S集成技术也将会有突破性的进展，为区域性地质灾害调查工作作出更大的贡献。

参考文献

[1]谢韬，何政伟，黄民奇，等.RS与GIS技术在库区地质灾害调查中的应用研究[J].测绘科学，2007，32（1）：130～134.

[2]刘卫平，卢薇，唐光良，刘瑞华. 浅议”3S”技术在地质灾害防治中的应用[J].西部探矿工程，2006，127（11）：277～278.

[3]赵文彬，武会强.3S技术集成及其在地质领域中的应用[J].河北理工大学学报（自然科学版），2009，31（1）：95～98.

[4]钟颐，余德清.遥感在地质灾害调查中的应用及前景探讨[J].中国地质灾害与防治学报，200415（1）：134～136.