3S技术在玉树地震灾害中的应用

3S技术在玉树地震灾害中的应用1.前言长期以来，我国在应对地震灾害中，缺乏一种先进的技术指导，这给灾后工作带来了诸多不便。不能及时的对受灾情况进行评估、不能提供有效的救援方案和对次生灾害进行监测等，给人们的生命财产带来了重大的损失。3S技术在地震中的使用，解决了这些难题。本文中结合国内外3S技术在地震中的研究进展，发现我国3S技术在应对地震等突发自然灾害中存在的问题。并以此为研究对象，通过3S技术在我国玉树地震中的应用，探讨我国在地震灾害中的应急处变能力。从3S技术在我国玉树地震中发挥的作用可以看出，3S发挥着无可替代的作用，为做好玉树地震后救灾工作、促进民族大团结做出了重要贡献。2.3S技术概论及数据信息特征2.13S技术概论2.1.1RS技术RS又称遥感，是利用可见光、红外线、微波等探测仪器，在不与探测目标接触情况下，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析处理，揭示出物体特征性质及变化的综合探测技术，具有高分辨率、多传感器和多时相特征。2.1.2GIS技术GIS又称地理信息系统，能把各种信息同地理位置、视图结合起来，实现对地理数据的采集、存储、查询、分析及应用，根据需要将这些信息以图文形式传输给用户，方便用户使用。2.1.3GPS技术GPS又称全球定位系统，是以卫星为基础对目标物体进行定位的导航系统，可为灾后救灾、重建提供不同精度的空间定点位数据。【1】2.23S技术数据信息的基本特征3S技术是对空间数据信息的采集、存储、管理、分析和应用的三大技术，它的数据信息主要有以下特征：定位地震救灾需要准确的信息，这就要对地物信息做出精确定位，才能保证对各种信息做准确的判断。定性由于震后工作信息量大，种类多，需要对部分信息划分界线，将性质相同1的信息存储在一起，方便查找应用。定量在地震救灾中，也需要对有些信息进行定量，如建筑物破坏数量、人口伤亡等。定时在地震灾害救援中，需要源源不断的信息输入，这些信息就是通过遥感卫星定时发送的。定谱不同的遥感影像是通过不同的遥感波谱所接收的地物信息。3.研究目的、方法路线3.1国内外3S技术在地震中的研究进展3.1.1国外3S技术在地震中的研究进展日本、美国等国家在面对发生地震灾害后，充分利用航空、航天遥感等对地观测技术，准确全面的获取灾情图像信息，并对后续的次生灾害进行动态监测。日本利用阪神地震航空遥感影像较好的判读地震灾害。土耳其地震、希腊雅典地震、印度尼西亚地震海啸、海地地震等发生后，均采用了遥感手段及时、全面的获取灾区灾情信息，进行震害损失评估。3.1.2国内3S技术在地震中的研究进展我国于20世纪60年代中期开始使用遥感技术获取地震灾情信息，最早利用航空摄影进行不同比例尺的震害制图工作，为航空遥感技术引入我国地震灾害的调查评估领域积累了丰富的经验。通过1966年邢台地震、1976年唐山地震、2008年汶川地震等破坏性地震为典型震例，展开航空遥感获取震害信息和震害解译方法、分级分类标准及应用系统的研究，制定了《地震灾害航空遥感调查技术规范》。实现了再GIS支持下，通过人机交互方式完成地震烈度包络线的快速生成，为遥感技术在震害监测方面应用奠定了基础。【2】3.23S技术在应对我国地震灾害中面临的严峻现实问题3.2.13S技术的数据信息精度不高由于3S技术在我国的发展时间较短，在传感器技术发展上，遥感影像的分辨率较低，无法为灾情状况提供清晰的图像反应；GPS的定位精度也较差，对灾情目标定位不能及时准确的提供给有关部门。3.2.23S技术的集成应用程度不够3S集成技术是指将3种技术集成起来使用，目前我国在地震等突发自然灾害上3S集成技术的集成程度还比较低。玉树地震中，我们在展开灾情评估、救援方案的设计、应对次生灾害监测上，还处于对一种技术的依赖上，严重影响了2在灾害救助上的快速处理，给人民的财产带来了损失。3.3方法路线在应对玉树地震问题上，通过3S技术的应用，在遥感应急监测中，通过人工解译、变化监测等方法，分析不同的分辨率、不同波谱信息的遥感数据，进行灾情的分析评估。并借助地理信息系统对收集的数据进行分析、处理，制成了3S救援集成系统，在灾害中发挥了重要的作用。3S救援集成系统：3.4研究目的、意义玉树地区是我国少数民族生存地区，玉树地震的救援成败也是我国民族工作的重中之重。做好玉树救灾工作，将有利于促进我国的民族团结，民族的稳定和玉树地区乃至西部地区的经济发展。本文以玉树地震为例，研究3S在我国地震灾害中的应用，将有着重要的影响意义。信息输出地图方案信息报表救援路线收集信息统计资料RS地图DEM上报受灾情况处理信息存储分析检索查询应用34.研究区概况4.1玉树的基本概况青海省玉树藏族自治州，位于青海省西南青藏高原腹地的三江源头，平均海拔在4200米以上，地理位置介于东经89°27’—97°39’，北纬31°45’—36°10’，北与青海省省海西蒙古藏族自治州相连，西北角与新疆的巴音郭楞自治州接壤，东与本省果洛藏族自治州互通，东南与四川省甘孜藏族自治州毗邻，西南与西藏昌都专区和那曲专区交界。玉树自治州总人口28.31万，其中藏族人口为26.98万，占总人口的95.3%。【3】4.2玉树地震的基本情况2010年4月14日早晨，青海省玉树藏族自治州玉树县发生了一次强烈地震，里氏震级达到了7.1级。此次地震造成了巨大的人员伤亡和经济损失，两千多人不幸遇难，一万多人受伤，严重刺伤了每一个中国人的神经。灾后，中国政府及时采取了有效地救援措施，成功从废墟中抢救了六千多个生命，一定程度上挽救了地震给灾区人民带来的损失。5.研究内容5.13S技术在玉树地震灾害情况评估中的应用玉树地震发生后，根据国家地震局提供的地震三要素，结合了青海玉树自治州的相关基础资料，通过卫星遥感获得了玉树地震受灾情况的遥感影像资料，收集了受灾状况、人口状况和周围可能因地震带来的一系列次生灾害影像数据。地理信息系统对收集到的受灾人口和受灾面积进行模型分析，建立模型数据库，对受灾情况进行评估，做出解决方案。并结合玉树的地图资料，将处理结果在地图上描述出来，对受灾情况进行分析、存储、检索和查询。做出玉树地震受灾情况信息报表，提出切合实际的救援路线、方案。5.23S技术在应对次生灾害中的应用地震发生后，会伴随着大量的余震、泥石流、滑坡、河流水位的变化。及时准确的对次生灾害进行预测，是减少人民财损失，进行灾后稳定重建的关键。3S技术依托先进的卫星遥感，全天候、全方位的对灾害趋势进行实时监测，对灾情做出快速评估，科学的制定防灾和减灾的对策。震后，我们利用卫星遥感影像对附近河流水位进行了监测，绘制出了河流水位的等水位线变化，建立了正确的洪水模型和数字高程模型。并根据需要将遥感所获得的水位波谱信息传输到地理信息系统，通过解译、分析、模型演变，直观的模拟出了水位的发展变化，为灾害4的预防，处理提供了依据。【4】玉树地震中，由于玉树的地质结构和震级等原因，根据遥感影像监测结果分析，并未形成大规模的地质灾害，水利设施也未造成损毁。下图为位于玉树县结古镇南、通天河支流上的水库大坝：5.33S技术在灾后重建中的应用玉树地震发生后，党和政府高度重视，决定一个和谐、美好的新玉树。在重建中，3S技术发挥着巨大的作用。下图为遥感获得的房屋倒塌影像：（a）（b）土木结构震前（a）和震后（b）遥感影像5（a）（b）砖混结构震前（a）和震后（b）遥感影像从影像解译结果中可以看出，土木结构的房屋建筑遭到了巨大破坏，房屋基本全部倒塌；反观砖混结构的房屋，只有部分倒塌，多为结构受损。土木结构的房屋承受地震破坏力较小，而砖混结构的房屋由于钢筋和水泥的使用，比较牢固，承受的破坏力也较大些。在结古镇的西侧，一处冲积扇区域发生了大量的房屋倒塌，根据遥感影像解译，房屋的倒塌率达86℅。这是因为冲积扇地区土质松软，结构不稳定，处于地震断裂带附近，造成了严重的破坏。【5】冲积扇附近房屋根据卫星遥感获得的影像资料，在玉树震后重建中，要尽可能的避免土木结构房屋的建造，应建造抗震力较强的砖混结构。应避开冲积扇区域，建造在土质坚硬，结构稳定的地方。在震后规划中，政府决定全部采用抗震性较好的砖混结构，相信这将从根本上减少地震的破坏程度，减轻地震造成的损失。6.探讨3S技术在玉树地震救灾中的不足3S技术作为我国应急重大自然灾害的重要技术手段之一，在地震救灾中发挥着重要的作用。玉树地震中3S技术的使用是继汶川地震后的又一次应用，这也凸显了3S技术的重要性。但是，我国的3S技术发展较晚，还存在些亟待解决的问题。6（1）遥感影像的获取不够迅速遥感卫星接收数据受到重返周期的限制，地面数据接收站处理时间较长，以及国内各部门间数据传达慢等，使得获取遥感影像不够迅速。地震应急评估是个大的系统工程，今后应该制定全面规范的地震灾害遥感应急预案和遥感检测技术规程，大地震后应在国家应急指挥中心的统一部署和指导下，快速协调各个应急部门，争取震后快速获得遥感数据，迅速展开数据处理工作。【7】（2）遥感数据质量有待提高玉树地震后，我们获得的光学遥感质量不高，为此，我们应大力发展分辨率雷达遥感、航空摄影测量和无人机遥感等其他遥感手段。目前我国遥感卫星的观测能力仍非常有限，应加强与美国、加拿大等一些国际商业卫星在重大自然灾害领域里的国际合作，以便在大地震发生后能迅速的获取到高质量的、高分辨率的遥感影像。为此，还应该加强国家基础地理信息数据库的建设以及完善个地震部门均按的地震应急数据共享机制，为遥感和GIS技术在地震应急和评估中提供保障。7.结论在玉树地震救灾中，3S技术从收集信息、处理信息、信息输出，再到应用上，发挥了重要的作用。本文运用3S技术的研究方法，探索了3S技术在玉树地震中的应用。在灾害发生后，通过对3S的应用，及时的救助了被困群众，减少了人员的伤亡。在灾区重建上，根据遥感影像资料，政府部门重新对玉树做了规划，使用了抗震性较好的砖混材料建造房屋，避开了地质松软的冲积扇地区。通过玉树地震的救灾，让玉树人民看到了党和政府对少数民族地区人民的关心，加强了全国各族人民的联系，促进了民族的团结。7谢辞时间飞逝，大学四年的学习生活即将结束。首先要感谢学院的各位领导，在这四年里对我们的悉心关怀，为我们的学习创造了一个舒适的环境，让我们在学习专业知识的的时候，也学到了做人的道理。本论文写作在杨海镇老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿五步凝聚着杨老师的心血和汗水。在我的毕业论文写作期间，杨老师为我提供了种种专业知识上的指导，提出了一些富有创造性的建议，杨老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有杨老师的帮助，我不会这么顺利的完成毕业论文的写作，在此向杨老师表示深深地感谢和崇高的敬意！虽然我可能不是杨老师指导下的最好学生，但杨老师是我最好的指导老师，感谢杨老师在我论文写作中给予我的帮助。在临近毕业之际，我还要借此机会向这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的感谢，感谢老师们对我的栽培。在他们悉心的帮助下，我能够很好的掌握和运用所学知识，并在论文写作中得以应用，顺利完成毕业论文的写作。8参考文献：[1]王振中.3S技术集成及其在土地资源管理中的应用[J].测绘科学，2005,30,（4）：62-64[2]中国玉树地震探究,国际地震动态2010,04[3]玉树地震高倒塌率建筑物及诱因：遥感认识].中国科学,地球科学2010,05[4]玉树地震灾情SAR遥感监测与信息服务系统,遥感学报,2010,05[5]青海玉树地震灾情遥感应急监测分析遥感学报,2010,05[6]玉树地震灾害再次凸显应急准备重要性,中国安全生产科学技术,2010,02[7]遥感震害快速评估技术在汶川地震中的应用,2011,04,26