Tecnología de vigilancia y reconocimiento remoto de peligros geológicos
Ya a finales de la década de 1970, la tecnología de teledetección se aplicaba a la investigación de desastres geológicos. Países como Japón, Estados Unidos y Europa se han desarrollado relativamente bien. Japón utilizó imágenes de teledetección para compilar un mapa nacional de peligros geológicos de escala 1:50.000. A través de una gran cantidad de estudios de teledetección de deslizamientos de tierra y flujos de escombros en Europa, se resumen sistemáticamente las tecnologías y métodos de teledetección, y se determina la resolución espacial de las imágenes de teledetección necesarias para identificar deslizamientos de tierra y flujos de escombros a diferentes escalas, con diferente brillo o contraste. señaló. El estudio de los peligros geológicos por teledetección en mi país comenzó a principios del decenio de 1980. Comenzó tarde pero se desarrolló rápidamente. Se desarrolló gradualmente para atender proyectos a gran escala en zonas montañosas y se expandió a la selección de rutas de ferrocarriles y carreteras, ciudades montañosas y otros campos (Feng Dongxia et al., 2002). Desde el lanzamiento del estudio de tierras y recursos, se han completado estudios especiales de detección remota de peligros geológicos en el área del embalse de las Tres Gargantas del río Yangtze, a lo largo del ferrocarril Qinghai-Tíbet, el Himalaya y el este de Sichuan utilizando peligros geológicos digitales. tecnología. Desde 2005, la tecnología de teledetección se ha utilizado ampliamente en estudios detallados de desastres geológicos de 1:50.000 en 127 condados en zonas de desastres geológicos graves, como la región de Loess, el suroeste de China, Hunan, Hubei y Guangxi, y las áreas clave cubren datos de alta resolución. de más de 1m.
Desde 2008, el terremoto de Wenchuan de "5,12", el Jiweishan de "6,5" en el municipio de la mina de hierro de Wulong, Chongqing, el terremoto de Yushu de "4,14", el deslizamiento de tierra de Guanling de "6,28", el condado de Zhouqu de "8,7" , Gansu, etc. Desastres geológicos. Especialmente en el área de Wenchuan afectada por el terremoto "5.12", se completó el proyecto "Estudio de desastres geológicos secundarios por teledetección aérea", utilizando la tecnología y el equipo de teledetección aérea nacional más avanzados para llevar a cabo el mayor multiplataforma y multisensor. y el reconocimiento aéreo del sistema de procesamiento de datos múltiples El estudio de desastres de emergencia por teledetección proporcionó imágenes de desastres de alta definición e información de interpretación de desastres a la Sede de Ayuda para Terremotos del Consejo de Estado, los ministerios y comisiones nacionales pertinentes y los gobiernos locales afectados por desastres en el menor tiempo posible. . La primera imagen aérea de teledetección de la zona del desastre después del terremoto y la imagen 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 ayuda tras el terremoto como una "gran contribución" a la ayuda tras el terremoto. . Los resultados sirven directamente a los departamentos pertinentes de rescate de emergencia nacional en caso de terremotos, proporcionan una base científica importante para ordenar el socorro en caso de terremotos, prevenir desastres geológicos secundarios y llevar a cabo la reconstrucción posterior a un desastre, y desempeñan un papel importante en la toma de decisiones de socorro en caso de desastre y reconstrucción posterior a un desastre. (Wang Ping, 2009; Zhao et al., 2003).
Las características de la tecnología de investigación y monitoreo de desastres geológicos por teledetección son las siguientes:
1) Los desastres geológicos como los deslizamientos de tierra generalmente están dispersos y tienen mecanismos de causa complejos. La tecnología de detección remota puede detectar un área grande y un panorama individual desde gran altitud, obtener información macroscópica característica del área y del panorama individual y realizar investigaciones e investigaciones integrales.
2) Los desastres geológicos a menudo se localizan en áreas con transporte y comunicaciones muy inconvenientes, y la tecnología de detección remota no está limitada por las condiciones del terreno. En áreas con duras condiciones naturales, como desiertos, pantanos y montañas, se puede utilizar tecnología de teledetección para recopilar y detectar datos en lugar de humanos.
3) Los métodos tradicionales de investigación de desastres geológicos son relativamente lentos en la recopilación de datos y tienen altos costos laborales. La detección por teledetección puede recopilar datos periódica y repetidamente en la misma área, obteniendo así los datos más recientes sobre diversos fenómenos naturales que pasan por el área de manera oportuna. Según los cambios en los datos, los fenómenos naturales en esta área se monitorean dinámicamente para reflejar dinámicamente los cambios en las cosas terrestres.
2. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
1. Investigación por teledetección y seguimiento de desastres geológicos en el Himalaya.
La región del Himalaya es una de las áreas. uno de los desastres geológicos más graves en China. A principios del siglo XX, el centro espacial llevó a cabo investigaciones y seguimiento de los peligros geológicos en el Himalaya. Utilizando tecnología de teledetección, se interpretó que el área de 170.000 km2 del Himalaya tenía 175 deslizamientos de tierra, 361 barrancos de flujo de escombros, 17 áreas de colapso severo, 13 morrenas y 2 lagos de barrera, y se analizó en detalle el desarrollo de los peligros geológicos en la región. . Condición. La evaluación se centró en la distribución de los principales riesgos de desastres geológicos en la región y las áreas que pueden verse afectadas. Se encontró que los principales desastres geológicos en el Himalaya incluyen principalmente lagos que bloquean ríos, lagos glaciares, deslizamientos de tierra, flujos de escombros y otros desastres. Entre ellos, los lagos represados y lagos glaciares que bloquean ríos tienen un área amplia y son muy dañinos (Figura). 1).
Figura 1 Cuadro de evaluación de peligros potenciales de errores clásicos, errores de aprendizaje directo, errores dorados y errores impactantes
2 Encuesta de teledetección de emergencia por terremotos de Wenchuan
“ 5·12 "Después del terremoto de Wenchuan, se llevó a cabo una investigación de emergencia del desastre mediante teledetección aérea. * * Obtuvimos 43.000 km2 de imágenes aéreas de teledetección de alta definición de los 14 condados y ciudades más gravemente afectados, incluido Beichuan, y completamos estudios de teledetección de carreteras, daños a viviendas, deslizamientos de tierra, lagos barrera y otros desastres secundarios en los 14 condados más gravemente afectados. y ciudades, incluida Beichuan. * * *Interpretación. Hay 264 pueblos peligrosos (Figura 2) y 1.732 carreteras potencialmente peligrosas. Los resultados sirven directamente a los departamentos pertinentes de rescate de emergencia nacional en caso de terremotos, proporcionan una base científica importante para ordenar el socorro en caso de terremotos, prevenir desastres geológicos secundarios y llevar a cabo la reconstrucción posterior a un desastre, y desempeñan un papel importante en la toma de decisiones de socorro en caso de desastre y reconstrucción posterior a un desastre. (Wang Ping, 2009; Tong, 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.
2065 438 00 Aproximadamente a las 11 de la noche del 7 de agosto, cayeron repentinamente fuertes lluvias en la zona montañosa de la parte noreste del condado de Zhouqu, provincia de Gansu. Las precipitaciones alcanzaron los 97 mm y duraron más de 40 minutos, lo que provocó. inundaciones repentinas extremadamente grandes en los barrancos de Sanyanyu y Luojiayu. Desastres geológicos. El flujo de escombros entró en el condado de Zhouqu y desembocó en el río Bailong, formando un lago barrera, causando grandes pérdidas y dificultades a la vida, la propiedad, la producción y la vida de las personas.
Los flujos de escombros ocurren principalmente en las cuencas hidrográficas de Sanyanyu y Luojiayu en la parte norte del condado de Zhouqu. Ambas cuencas son afluentes de primera clase en la margen izquierda del río Bailongjiang 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 de circulación del flujo de escombros es de 80 m. Después de que la salida del barranco ingresa al valle de Sanyan, el terreno se vuelve plano y ancho, y la relación del cauce del río disminuye de 1,44 ‰ a 88 ‰, formando un flujo superficial de 1,6 km de largo con un ancho promedio de 260 m, formando una acumulación de flujo de escombros con un espesor de 5-2 m; ingresando al condado Más tarde, debido a la influencia de los edificios, el flujo de escombros se redujo a 50 m de ancho y entró en el río Bailong después de fluir 320 m. El área de flujo del área de circulación visible del flujo de escombros. es 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 de 1,2 km;: El área del área de acumulación de flujo superficial y el área de acumulación de socavación es de 0,41 km2, la longitud es de aproximadamente 2 km , la parte más ancha es de 350 m y la anchura media es de 200 m. Según informes de los medios, se estima que el espesor promedio de los sedimentos en esta área es de aproximadamente 1 m y el volumen estimado de acumulación de escombros es de 41 x 104 m3.
Flujo de escombros de Luojiayu: el ancho promedio del área de flujo de escombros es de 15 m. Después de que la salida del barranco ingresa a Luojiayu, el terreno se vuelve plano y ancho, la proporción del cauce del río disminuye de 224 ‰ a 110 ‰, el área afectada por el flujo de escombros se vuelve más amplia (100 m) y la acumulación del flujo de escombros se forma gradualmente. Después de conducir 800 metros, llegamos cerca de Luojiayu. El área de flujo visible del flujo de escombros sobre la desembocadura del valle de Luojiayu es de 0,09 km2 y la longitud es de 6,2 km. El área del flujo de escombros debajo de la boca de la zanja de Luojiayu es de 0,16 km2, la longitud es de 2,5 km, el punto más ancho es de 160 m y el ancho promedio es de 70 m. Considerando un espesor promedio de 1m, el volumen de acumulación de escombros es de 16x104m3.
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 acumulación del flujo de escombros de Bailongjiang: área 0,16 km2, longitud 2,2 kilómetros. Se informa que el espesor máximo de la capa de acumulación es de 10 m. Basado en un espesor promedio de 4 m, el volumen de acumulación es de 64×104 m3. El principal contribuyente al flujo de escombros es el flujo de escombros de Sanyanyu. Según el cálculo de que el flujo de escombros en Luojiayu representa 1/4 y el flujo de escombros en Sanyanyu representa 3/4, el volumen de acumulación del flujo de escombros en Sanyanyu del río Bailongjiang es 48 × 104 m3, y el volumen de acumulación de escombros El caudal en el valle Luojiayu del río Bailongjiang es de 16×104 m3.
En resumen, la cantidad total de acumulación de flujo de escombros causada por el flujo de escombros de Sanyanyu es de 89×104 m3, lo cual es enorme. La cantidad total de acumulación de flujo de escombros causada por el flujo de escombros de Luojiayu es de 32 × 104 m3, lo cual es de gran escala.
(2) Explicación 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 (de menos de 3 pisos) y 22 edificios. Se espera que el número de muertos se acerque a los 2.000. El desastre causado por este deslizamiento de tierra es un desastre geológico importante.
(3) Interpretación y evaluación por teledetección del Proyecto de Control y Prevención de Flujos de Detritos del Valle de Sanyanyu.
En 1999, la zanja de flujo de escombros de Sanyanyu completó un proyecto de control de flujo de escombros diseñado de acuerdo con el estándar de retorno de 50 años, que era principalmente un proyecto de intercepción y combinado con medidas biológicas. El proyecto de control integral del flujo de escombros de Sanyanyu incluye principalmente: 4 presas de fijación de zanjas y estabilización de pendientes; 4 presas de protección de bancos de mampostería (Figura 5), con una altura de presa de 8 a 18 m, de las cuales hay 2 presas principales; en la desembocadura de la zanja principal, Dayu. Hay 5 presas de arena en la zanja de Xiaoyu y 4 presas de arena en la zanja de Xiaoyu y 24 barreras anticorrosión de 0,5 m de altura;
A partir del análisis de imágenes posteriores al desastre, el proyecto de la presa de arena jugó un cierto papel en la reducción de la gravedad del 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 Xiaoyugou fue relativamente pequeño y la barra de arena en la boca de la zanja no resultó dañada. Como se muestra en la Figura 7, el flujo de escombros desbordó la presa e interceptó la mayoría de los escombros. El proyecto de mejora ha contribuido a reducir el flujo máximo y la descarga de arena.
Figura 5 Imagen WorldView-1 del tratamiento de ingeniería en la intersección de Dayugou y Xiaoyugou.
Figura 6: Fotografías posteriores al vuelo del flujo de escombros en la intersección de los valles de Dayugou y Xiaoyu.
Figura 7. Imagen de Quick Bird después del flujo de escombros en la intersección de Dayugou y Xiaoyugou.
Figura 8 Imagen de teledetección satelital antes del desastre del deslizamiento de tierra de Guanling.
Figura 9 Fotografías aéreas digitales tras el deslizamiento de tierra de Guanling.
4. Investigación y seguimiento por teledetección de los desastrosos desastres geológicos causados por deslizamientos de tierra en Guanling.
A las 14:30 de 2010, los aldeanos del grupo Yongwo de la aldea de Dazhai, ciudad de Wugang, condado de Guanling, provincia de Guizhou, sufrieron deslizamientos de tierra causados por fuertes lluvias continuas, también conocidas como la gran tormenta Guanling "6·28". desastre geológico. Este deslizamiento de tierra * * * causó que 99 personas de 37 hogares desaparecieran o quedaran sepultadas. Fue una catástrofe compuesta poco común por deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra (Figura 8, Figura 9).
(1) Explicación de la topografía 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 zapato" con una cima empinada y un fondo suave. justo en la zona de transición entre cambios pronunciados y suaves. La pendiente promedio del área del deslizamiento de tierra es de 31°, la pendiente promedio de la pendiente posterior del deslizamiento de tierra es de 46°, la elevación del borde de salida del deslizamiento es de 1160 m y la elevación de la salida de corte es de 1000 m. La proporción del canal en el área de flujo de escombros cayó a 175 ‰ (Fig. 10).
Figura 10 Perfil del terreno de Erdaoyan-Yongwo
Al comparar las imágenes antes y después del desastre del deslizamiento de tierra, el desastre del deslizamiento de tierra es muy claro. Como se muestra en la Figura 11, el desastre se puede dividir en área de deslizamiento de tierra, área de raspado, área de acumulación de flujo de escombros, área de acumulación tardía de flujo de escombros y área de colapso de bancos. El área afectada es de 186775 m2. El deslizamiento de tierra se desliza de sur a norte a oeste. Después de correr 450 m, hubo una violenta colisión con una ladera donde se encuentra el grupo de aldeanos Yongwo de la aldea Dazhai. Después de desviarse 80°, se convirtió en un flujo de escombros de alta velocidad hacia el oeste, que eliminó la acumulación superficial a lo largo de la zanja, formando finalmente un raro desastre de flujo de escombros por deslizamiento de tierra. Combinando los datos del terreno existente y del entorno geológico, se explica que el área afectada por el deslizamiento de tierra de Dazhai Yongwo es de 186.775 m2.
Figura 11 Mapa de interpretación de la zona del desastre por deslizamientos de tierra de Guanling Dazhai-Yongwo.
Figura 12 Perfil topográfico de la zona del desastre del deslizamiento de tierra de Dazhai-Yongwo en Guanling.
Figura 13 Cambios topográficos en la zona del desastre por deslizamientos de tierra de Guanling Dazhai-Yongwo.
(2) Cálculo de la escala del deslizamiento (Figura 12, Figura 13)
Escala del deslizamiento: longitud del deslizamiento 370 m, ancho promedio 166 m, área del deslizamiento 72500 m2, espesor máximo del deslizamiento 55 m, volumen del deslizamiento aproximadamente 117,6×104 m3, es un deslizamiento de tierra de tamaño mediano.
Escala de apilamiento: largo 960m, ancho medio 110m, superficie 114275 m2, espesor máximo de apilamiento 40m, volumen 174,7×104 m3.
(3) Interpretación y evaluación del desastre
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, cubriendo un área de alrededor de 90 acres. Aproximadamente el 70% del área de acumulación del flujo de escombros es tierra cultivada, que cubre 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 casa fue enterrada; a lo largo de la carretera de abajo. Como se muestra en el diagrama explicativo, hay cuatro derrumbes de bancos cerca del embalse inferior. Afectados por el derrumbe del banco, aparecieron grietas detrás de dos edificios residenciales, lo que representa riesgos para la seguridad. Dependiendo de las condiciones locales y 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, o 102.
En base a esto, se determinó que este desastre era un desastre mayor.
En tercer lugar, promover la transformación de métodos
Intercambios de conferencias, capacitación técnica y consultas técnicas.
Unidad de soporte técnico: Centro de Detección Remota y Exploración Geofísica Aérea de Tierras y Recursos de China.
Contacto: Ge Xiaoli
Dirección: Instituto de Tecnología de Detección Remota, Centro Aeroespacial, No. 31 Xueyuan Road, Distrito de Haidian, Beijing.
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