[科普中国]-地震遥感

简介遥感技术

遥感技术是20世纪后期发展最快的地球科学分支之一。其主要的对地观测手段包括可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。随着空间技术的进步，以地球物理场观测为目标的非成像遥感技术也迅速发展，卫星电磁、卫星重力等作为新的遥感技术手段，其重要意义越来越得到各国政府和学者的关注。1

地震遥感地震遥感指利用卫星遥感技术应用于地震科学研究的各个领域当中,包括地震监测预报、地震灾害防御和应急救援等方面。

发展背景卫星遥感技术在地震科学研究中的应用始于上世纪年代,初期主要是开展与野外考察相结合的地震区地质构造和地貌的研究,以遥感数据作为辅助数据,快速和宏观的把握工作区的地质构造情况。近几年来,随着多种遥感数据和遥感处理技术手段的出现和发展,利用遥感技术探索与地震相关的信息已经逐渐成为地震研究中的一个热点,其中包括可见光、红外、雷达、电磁、高光谱等卫星观测得到的各种信息。各种卫星遥感技术应用于地震科学的研究领域,将大大提高地震监测预报能力,全面提升灾害评估的准确度,同时为应急救援提供快速、可靠、精确的数据决策支撑。

地震遥感数据基于各种空间对地观测技术的地震遥感数据涉及到时间、空间、强度三个方面特征,其形态有数字、图形和图像。随着空间对地观测技术的地震监测预报技术的发展,地震遥感资料将会越来越复杂,具体表现在数据量大、维数高、数据属性之间的非线性关系、数据的缺值和干扰上。

遥感技术分类及作用地震红外遥感利用卫星红外遥感技术开展地震监测预报的探索性研究,是近年来发展起来的一个新的技术手段。经过地震工作者多年的努力,在进行红外数据的处理及异常信息提取方面积累了一定的经验,为进一步利用红外遥感手段提取地震异常信息奠定了坚实的研究基础。

地震前蕴震区出现红外辐射异常已经得到了人们的共识,这种异常能够通过卫星红外数据监测到。构造活动伴随着物质和能量的交换,改变地表的红外辐射状态,通过开展构造带红外辐射特征研究,将能够推测地震构造的活动情况。红外遥感能够在夜间成像,对于夜间发生的地震,通过分析红外数据可获得第一手灾情资料,为组织地震紧急救援争取宝贵时间。

电磁遥感20世纪80年代以来,随着航天技术的发展,卫星电磁观测及其与地震关系的研究基本上同时开展起来,取得了大量关于地震电磁前兆以及地震电离层扰动现象的研究结果。在地震电磁卫星信息提取技术方面,发展了提取震前中短期异常、短期异常和临震异常的多种方法,并且在地震预测预报中得到了广泛应用。地震电磁卫星记录到了多种地震电离层效应,主要有:电磁辐射、等离子体参数变化及高能粒子沉降等,其观测数据为地震预测提供了新的研究思路。

可见光遥感可见光遥感应用于地震领域中最早的国家是美国。许多国家在地震应急工作中,使用遥感资料开展地震灾害调查和地震构造的研究工作,随着卫星遥感技术的飞速发展,日本、美国等一些国家和地区充分发挥航空遥感、高分辨卫星遥感等空间对地观测技术不受时间和地域限制等优势,在地震发生后,准确、全面地获取灾情信息,并对各类次生灾害进行动态监测。

雷达遥感合成孔径雷达遥感具有全天时、全天候、立体感强,空间分辨率高的成像特点,并对云雾、小雨、植被及地表松散沉积物具有一定的穿透能力,对地表隐伏地质现象特别是隐伏构造具有较强的探测能力。这些优势使得雷达遥感技术在地震科学以及其它行业中得到广泛的应用和深入发展。近年来,地震科学家利用高分辨率雷达卫星数据进行地震构造、隐伏断层、地震危险区划分的研究工作,取得很好的效果。

机载LiDAR技术20世纪80年代末,机载测量技术作为一种新兴的空间对地观测技术,在多等级三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破。最近几年,随着相关技术的发展以及社会需求的不断扩大,机载测量技术的发展日新月异,机载测量系统实际上已经代表了对地观测领域一个新的发展方向。

三维成像雷达三维成像雷达的应用目前还处于理论研究阶段,随着资料量的丰富,这一手段在地形制图、军事测绘、坡度测量、变化检测、目标分类、冰川和冰原变化、滑坡、崩塌和泥石流、地震活动、火山灾害和天气预报等方面将产生直接具体的作用。23

发展趋势随着卫星遥感技术的飞速发展全天候、多光谱、多时相、多分辨率和多传感器的遥感卫星对地观测数据被不断地输送到地面促进了遥感资料在各个领域的应用研究。对于地震科学来说,快速、高效、准确的获取信息具有至关重要的意义,而遥感的特性恰好满足了这一需求。不同光谱段和不同空间分辨率的遥感数据可以根据其自身的特点应用于地震研究中的各个研究方向中。开展多源地震空间数据的综合研究,并建立多源遥感数据地震应用模型是今后空间对地观测技术应用于地震行业的必然发展趋势。随着空间对地观测技术的发展,遥感数据的质量也在不断的完善和提高,人们对于遥感数据处理的能力和信息提取的能力也在不断的深化和发展,这必将推动地震科学研究上新的发展。4