Tecnología de vigilancia y estudio de teledetección de desastres geológicos
1. Descripción general del contenido
La tecnología de detección remota comenzó a utilizarse en la investigación de desastres geológicos ya a finales de la década de 1970. Los países que se han desarrollado bien en el extranjero incluyen Japón, Estados Unidos, la Unión Europea, etc. Japón utilizó imágenes de teledetección para compilar un mapa nacional de distribución de peligros geológicos 1:50.000. Los países europeos han resumido sistemáticamente los métodos de tecnología de teledetección basados en estudios de teledetección de un gran número de deslizamientos de tierra y flujos de escombros, y han señalado la identificación de diferentes escalas. diferente brillo o contraste de la resolución espacial de las imágenes de detección remota requeridas para deslizamientos de tierra y flujos de escombros. El estudio de los desastres geológicos en mi país por teledetección comenzó a principios del decenio de 1980. Comenzó tarde, pero se desarrolló rápidamente para prestar servicios a proyectos a gran escala en zonas montañosas y se expandió a la selección de rutas ferroviarias y de carreteras, ciudades montañosas y otras zonas (. Feng Dongxia et al., 2002). Desde el lanzamiento del estudio de tierras y recursos, se ha utilizado tecnología digital de peligros geológicos para completar estudios especiales de teledetección de casi 40×104 km2 de peligros geológicos en el área del embalse de las Tres Gargantas del río Yangtze, a lo largo de la línea Qinghai-Tíbet. ferrocarril, el Himalaya y el este de Sichuan en 2005. La tecnología de teledetección se ha utilizado ampliamente en el estudio detallado de desastres geológicos 1:50.000 de casi 40×104 km2 en 127 condados en áreas con graves peligros geológicos, como el área de loess, en la región suroeste; , Hunan, Hubei y Guangxi desplegado desde 2015 y se realizó con datos de cobertura regional SPOT 5, las áreas clave están cubiertas con datos de alta resolución por encima de 1 m.
Desde 2008, ha habido el desastre del terremoto "5·12" de Wenchuan, el desastre del colapso de la montaña "6·5" en la montaña Jiwei, municipio de la mina de hierro de Wulong, Chongqing, y el desastre "4·14" El desastre del terremoto de Yushu La tecnología de teledetección ha desempeñado un papel muy importante en las investigaciones de emergencia de desastres geológicos como el desastre del deslizamiento de tierra de Guanling "6·28" y el desastre del flujo masivo de escombros "8·7" en el condado de Zhouqu, Gansu. En particular, el proyecto "Estudio de teledetección aérea de desastres geológicos secundarios" completado en el área afectada por el terremoto "5.12" de Wenchuan utilizó los equipos y métodos nacionales de tecnología de teledetección aérea más avanzados para llevar a cabo el mayor experimento multiplataforma y multisensor. , y la encuesta multisensor hasta la fecha, la investigación de desastres de emergencia por teledetección aérea del sistema de procesamiento de datos proporcionó imágenes de alta definición del área del desastre e información de interpretación del desastre a la Sede de Ayuda en Terremotos del Consejo de Estado, los ministerios y comisiones nacionales pertinentes y los gobiernos locales afectados por desastres. en el menor tiempo posible, se obtuvo la primera información de aviación sobre el área de desastre posterior al terremoto. Las imágenes de teledetección y las imágenes de teledetección aérea digital de alta precisión a lo largo de la línea entre la ciudad de Yingxiu y Wenchuan fueron elogiadas por los camaradas del cuartel general de primera línea de socorro contra el terremoto como un "gran". contribución" al alivio del terremoto. Los resultados sirven directamente a los departamentos nacionales pertinentes de emergencia contra terremotos y socorro en casos de desastre, proporcionan una base científica importante para dirigir la ayuda en caso de terremotos, prevenir desastres geológicos secundarios y llevar a cabo la reconstrucción posterior a un desastre, y desempeñan un papel importante en las decisiones de socorro en caso de desastre y reconstrucción posterior a un desastre. -hacer (Wang Pingping, 2009; Zhao Yingshi et al., 2003).
Las características de la tecnología de monitoreo y estudio de sensores remotos para desastres geológicos son las siguientes:
1) La distribución de los desastres geológicos, como los deslizamientos de tierra, generalmente está dispersa y los mecanismos de causa son complejos. Sin embargo, la tecnología de detección remota puede monitorear áreas y regiones a gran escala desde grandes altitudes. Detectar la imagen completa del individuo, obtener la información macro característica del área y la imagen completa del individuo, y realizar una investigación e investigación integrales.
2) La mayoría de los cuerpos de desastres geológicos están ubicados en áreas con transporte y comunicación muy inconvenientes. La tecnología de detección remota no está limitada por las condiciones del terreno. La tecnología de detección remota se puede utilizar en áreas con condiciones naturales adversas, como los desiertos. , pantanos, montañas, etc. Reemplazar a los humanos en la recopilación y detección de datos.
3) Los métodos tradicionales de investigación de desastres geológicos tienen velocidades de recopilación de datos relativamente lentas y altos costos de mano de obra. La detección por teledetección puede recopilar datos de la misma área de forma periódica y repetida, de modo que todos los peligros geológicos se puedan obtener de manera oportuna. manera los últimos datos sobre diversos fenómenos naturales en la región. Según los cambios en los datos, los fenómenos naturales en el área se monitorean dinámicamente y los cambios en el terreno se reflejan dinámicamente.
II. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
1. Investigación por teledetección y seguimiento de los peligros geológicos en el Himalaya.
Los Himalayas son las zonas de desastre geológico más graves. En mi país Primero, a principios del siglo XX, el Centro de Remota Aeroespacial llevó a cabo una investigación y un seguimiento de desastres geológicos en el Himalaya. Utilizando tecnología de teledetección, finalmente interpretó 175 deslizamientos de tierra, 361 deslizamientos de tierra y 17 colapsos dentro de un área de 170.000 km2. del Himalaya, secciones severas, 13 lagos terminales de glaciares y dos lagos de barrera, análisis detallado de las características ambientales regionales del desarrollo de desastres geológicos, características geológicas regionales del desarrollo de desastres geológicos, características de distribución de los desastres geológicos. , áreas de deslizamientos de tierra y áreas de flujo de escombros, así como los patrones de desarrollo de las áreas de colapso, etc., se centra en evaluar la distribución de los principales peligros de desastres geológicos en la región y las áreas que pueden verse afectadas. Las investigaciones han descubierto que los principales peligros de desastres geológicos en el Himalaya incluyen peligros de desbordamiento de lagos represados por ríos, peligros de desbordamiento de lagos glaciales, peligros de deslizamientos de tierra y peligros de flujo de escombros. Entre ellos, los peligros de desbordamiento de lagos represados por ríos y las áreas con peligro de desbordamiento de lagos glaciales están en riesgo. El área es amplia (Figura 1) y el grado de riesgo de desastre es alto.
Figura 1 Cuadro de evaluación de los peligros ocultos del colapso de Qu Dian Cuo, Zhi Xi Cuo, Jin Cuo y Fright Cuo
2. Encuesta de teledetección de emergencia del terremoto de Wenchuan
“5 · Después del terremoto de 12" de Wenchuan, se llevó a cabo un estudio de emergencia sobre desastres mediante teledetección aérea y se obtuvieron 43.000 km2 de imágenes de teledetección aérea de alta definición en 14 condados y ciudades gravemente afectados, incluido Beichuan. , daños a viviendas y otros desastres, así como desastres secundarios como deslizamientos de tierra y lagos de barrera, el estudio de teledetección finalmente interpretó 7226 deslizamientos de tierra, 147 lagos de barrera y 1423 carreteras dañadas por desastres causadas por el terremoto delinearon lugares peligrosos. Hay 264 aldeas y ciudades ( Figura 2) y 1.732 carreteras potencialmente peligrosas. Los resultados sirven directamente a los departamentos nacionales pertinentes de emergencia contra terremotos y socorro en casos de desastre, proporcionan una base científica importante para dirigir la ayuda en caso de terremotos, prevenir desastres geológicos secundarios y llevar a cabo la reconstrucción posterior a un desastre, y desempeñan un papel importante en las decisiones de socorro en caso de desastre y reconstrucción posterior a un desastre. -hacer (Wang Pingping, 2009; Tong Liqiang, 2008).
Figura 2 Evaluación por teledetección de los peligros potenciales de desastres geológicos secundarios en el condado de Beichuan
3 Investigación por teledetección y monitoreo del flujo de escombros de Zhouqu
La tarde de 7 de agosto de 2010 Alrededor de las 11 en punto, una fuerte tormenta cayó repentinamente en la zona montañosa en la parte noreste del condado de Zhouqu, provincia de Gansu. La lluvia alcanzó 97 mm y duró más de 40 minutos, lo que provocó un enorme desastre geológico de inundación repentina. en las dos zanjas de Sanyanyu y Luojiayu, y los deslizamientos de tierra entraron en el condado de Zhouqu y desembocaron en el río Bailong, formando un lago barrera, causando enormes pérdidas y grandes dificultades para la vida, las propiedades, la producción y la vida de las personas.
Los flujos de escombros se producen principalmente en las cuencas de los ríos Sanyanyu y Luojiayu en el norte del condado de Zhouqu. Ambas cuencas son afluentes de primera clase en la margen izquierda del río Bailong y tienen forma de "cucharón".
(1) Interpretación por teledetección de las características del flujo de escombros (Figura 3)
Flujo de escombros de Sanyanyu: el ancho promedio del área del flujo de escombros es de 80 m después de salir de la zanja y entrar a Sanyanyu. , debido a la topografía Se vuelve plano y ancho, y la relación del canal disminuye de 144 ‰ a 88 ‰, formando así un flujo superficial con una longitud de 1,6 km y un ancho promedio de 260 m, y formando una acumulación de escombros de 5-2 m de espesor. Después de ingresar a la ciudad del condado, debido a la construcción de edificios. Debido al impacto, el flujo de escombros se contrajo y se redujo a un ancho de 50 m, y luego ingresó al río Bailong después de correr 320 m. El área de circulación visible del flujo de escombros tiene un área de flujo de 0,35 km2, la longitud del área de circulación visible en Dayugou es de 3,2 km y el área de circulación visible en Xiaoyugou es de 1,2 km; el área de acumulación de flujo superficial y el área de acumulación de socavación tienen; un área de 0,41 km2, una longitud de unos 2 km, y el más ancho está a 350 m de distancia y tiene un ancho promedio de 200 m, según informes de los medios, se estima que el espesor promedio de sedimentación en esta área es de aproximadamente 1 m, y el volumen estimado de acumulación de escombros es de 41×104 m3.
Flujo de escombros de Luojiayu: el ancho promedio del área de flujo de escombros es de 15 m. Después de salir de la entrada de la zanja y entrar en Luojiayu, el terreno se vuelve plano y ancho, y la proporción del canal disminuye de 224 ‰ a 110 ‰. El flujo de escombros El área afectada se vuelve más ancha (100 m) y la acumulación de escombros se forma gradualmente. Después de recorrer 800 m, llega a las cercanías de Luojiayu. Debido a la reducción del material de escombros, el ancho afectado del flujo de escombros se estrecha (40 m). y regresa al cauce del río. Después de recorrer 1,6 km, el área afectada se ensancha (100 m pasa por la ciudad de Chengguan y entra en el río Bailongjiang). El área de flujo visible del flujo de escombros sobre la boca de la zanja de Luojiayu es de 0,09 km2, 6,2 km de largo; el área del flujo de escombros debajo de la boca de la zanja de Luojiayu es de 0,16 km2, 2,5 km de largo, la parte más ancha es de 160 m, el ancho promedio es 70 m, basado en el espesor promedio Calculado a 1 m, el volumen de acumulación de escombros es de 16×104 m3.
Figura 3 Interpretación de las características del flujo de escombros mediante teledetección
Figura 4 Imagen de teledetección del desastre del flujo de escombros
Zona de deposición de escombros del flujo de escombros de Bailongjiang: área 0,16 km2, Con una longitud de 2,2 km, se informa que el espesor máximo de la zona de sedimentación clástica es de 10 m. Calculado en base al espesor promedio de 4 m, el volumen de acumulación clástica es de 64 × 104 m3. El principal contribuyente de escombros es el flujo de escombros de Sanyanyu. Según el cálculo de que el flujo de escombros de Luojiayu representa 1/4 y el flujo de escombros de Sanyanyu representa 3/4, el volumen de acumulación de escombros del flujo de escombros de Sanyanyu en el río Bailong es. 48×104 m3 El volumen de acumulación de escombros del flujo de escombros de Luojiayu en el río Bailong es de 16×104 m3.
En resumen, la cantidad total de acumulación de escombros formada por el flujo de escombros de Sanyanyu es 89×104 m3, que es una escala gigante; la cantidad total de acumulación de escombros formada por el flujo de escombros de Luojiayu es 32×; 104 m3, para gran escala.
(2) Interpretación del desastre del flujo de escombros (Figura 4)
El enorme desastre del flujo de escombros "8·7" en el condado de Zhouqu enterró y destruyó 232 bungalows (menos de 3 pisos). , 22 edificios y el número de muertos se estima en cerca de 2.000. El desastre causado por este flujo de escombros es un desastre geológico importante.
(3) Evaluación de la interpretación por teledetección del Proyecto de Control de Flujo de Detritos de Sanyanyu Gorge
En 1999, el Canal de Flujo de Detritos de Sanyanyu completó un proyecto de control de flujo de escombros diseñado de acuerdo con el estándar de una vez en 50 años, basado principalmente en ingeniería de interceptación y drenaje, combinando interceptación y drenaje, junto con medidas biológicas. El Proyecto de Control Integral del Flujo de Detritos de Sanyanyu incluye principalmente: 4 presas de fijación de zanjas y estabilización de pendientes; 4 presas de protección de bancos de mampostería de mortero, 11 presas de control de arena (Figura 5), con una altura de presa de 8 a 18 m; 2 presas principales en la desembocadura de la zanja principal, 5 presas de arena en Dayugou, 4 presas de arena en Xiaoyugu y 24 umbrales anti socavación con una altura de 0,5 m.
Según el análisis de imágenes posteriores al desastre, el proyecto de presa de arena jugó un cierto papel en la reducción de la gravedad de este desastre.
Como se muestra en la Figura 6, se interceptó una gran cantidad de escombros aguas arriba de cada barra de arena; el flujo de escombros en el valle de Xiaoyu fue de pequeña escala y la barra de arena en la boca de la zanja no resultó dañada. el flujo de escombros derribó la presa. La mayoría de los escombros fueron interceptados. El proyecto de tratamiento ha contribuido a reducir el flujo máximo y la salida de sedimentos.
Figura 7 Imagen de Quick Bird después del flujo de escombros en la intersección de Dayugou y Xiaoyugou
Figura 8 Imagen de detección remota por satélite antes del desastre del deslizamiento de tierra de Guanling
Figura 9 Fotografía aérea digital después del deslizamiento de tierra de Guanling
4. Investigación por teledetección y seguimiento del grave desastre geológico del deslizamiento de tierra de Guanling
Condado de Guanling, Guizhou a las 14:30 del 28 de junio de 2010. Los deslizamientos de tierra fueron provocados por fuertes lluvias continuas en el grupo Yongwo de la aldea de Dazhai, ciudad de Gangwu, también conocido como el desastre geológico "6·28" en Guanling. Este deslizamiento de tierra provocó la desaparición o el enterramiento de 99 personas de 37 hogares. Fue un desastre compuesto por flujo de escombros poco común (Figura 8, Figura 9).
(1) Interpretación del terreno del deslizamiento de tierra y las características del área de desastre
La montaña donde ocurrió el deslizamiento de tierra es un "terreno en forma de bota" con subidas empinadas y descensos suaves, y el área del deslizamiento de tierra se encuentra exactamente donde se producen los cambios pronunciados y suaves. La pendiente promedio del terreno en el área del deslizamiento de tierra es de 31°, la pendiente promedio del terreno detrás del deslizamiento de tierra es de 46°, la elevación del borde posterior del deslizamiento de tierra es de 1160 m y la elevación de la salida del corte es de 1000 m. La proporción del canal en el área de flujo de escombros cayó a 175 ‰ (Fig. 10).
Figura 10 Perfil topográfico de Erdaoyan-Yongwo
Después de comparar las imágenes antes y después del desastre del deslizamiento de tierra, las huellas del desastre del deslizamiento de tierra son muy claras. Como se muestra en la Figura 11, el área del desastre se puede dividir en área de deslizamiento de tierra, área de raspado, área de acumulación de escombros, área de acumulación tardía de flujo de escombros y área de colapso de bancos. El área afectada por el desastre es de 186,775 m2. El deslizamiento de tierra se deslizó de sur a norte y oeste. Después de recorrer 450 m, chocó violentamente con una pequeña ladera donde se encuentra el grupo de la aldea Yongwo de la aldea Dazhai. Después de desviarse 80°, se transformó en un flujo de escombros de alta velocidad que generalmente se dirigía hacia el oeste. y paleó el flujo de escombros a lo largo de la zanja. El cuerpo de acumulación superficial finalmente formó un raro desastre de flujo de escombros. Combinando el terreno existente y los datos del entorno geológico, se interpretó que el área afectada por el desastre del deslizamiento de tierra de Yongwo en Dazhai era de 186.775 m2.
Figura 11 Mapa de interpretación del área de desastre por deslizamiento de tierra de Guanling Dazhai-Yongwo
Figura 12 Perfil topográfico del área de desastre por deslizamiento de tierra de Guanling Dazhai-Yongwo
Figura 13 Cambios topográficos en el área del desastre del deslizamiento de tierra de Guanling Dazhai-Yongwo
(2) Cálculo de la escala del deslizamiento de tierra (Figura 12, Figura 13)
Escala del cuerpo del deslizamiento: longitud del cuerpo del deslizamiento 370 m, con un promedio de ancho de 166m, un área de deslizamiento de 72,500m2, un espesor máximo de deslizamiento de 55m y un volumen de deslizamiento de aproximadamente 117.6×104 m3. Es un deslizamiento de tamaño mediano.
Escala de acumulación de escombros: 960 m de largo, 110 m de ancho promedio, 114275 m2 de área, 40 m de espesor máximo y 174,7×104 m3 de volumen.
(3) Interpretación y evaluación de desastres
Según la comparación de imágenes antes y después del deslizamiento de tierra, alrededor del 80% del área del deslizamiento son tierras de cultivo en pendiente, con una superficie de aproximadamente 90 acres; el área de acumulación de escombros es aproximadamente el 70% de tierra cultivada, con un área de aproximadamente 120 acres; 16 casas fueron enterradas en la aldea de Dazhai (grupo), 17 casas fueron enterradas en la aldea de Yongwo (grupo) y 1; La casa quedó enterrada a lo largo del camino de abajo. Como se muestra en el diagrama de interpretación, se desarrollaron cuatro derrumbes de bancos en la parte inferior cerca del embalse debido al impacto del derrumbe de bancos, se desarrollaron grietas detrás de dos casas residenciales, lo que plantea riesgos para la seguridad; Según las condiciones locales, debido a los trabajadores migrantes, se estima que en cada casa viven de 3 a 5 personas. Según la estimación más baja, el número de personas enterradas es de aproximadamente 34 × 3, lo que equivale a 102 personas. Se determina que este desastre será un desastre mayor.
3. Promoción de métodos de transformación
Intercambios de conferencias, formación técnica y consulta técnica.
Unidad de soporte técnico: Centro de detección remota y exploración geofísica aerotransportada de tierras y recursos de China
Persona de contacto: Ge Xiaoli
Dirección de correspondencia: Centro remoto aeroespacial, No. 31 Xueyuan Road, distrito de Haidian, Instituto de Tecnología y Métodos de Detección Remota de Beijing
Código postal: 100083
Tel: 010-62060051
Correo electrónico: gxiaoli@ sohu.com