防灾减灾(3s技术在火山监测中的作用)

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1、3S技术在火山监测中的作用火山喷发是地球内部物质和能量骤然强烈释放的一种突发性自然现象。火山喷发及其产牛的爆炸、火山灰和有毒气体、熔岩流和火山碎屑流等灾害不仅给人类的生命财产带来严重危害，而R对人类生存环境产生极大影响。据统计，近400年来火山喷发已经夺取了大约27万人的生命。因此火山灾害被列为世界主要自然灾害之一。所以，如杲我们能够准确地监测和预报火山喷发的时间，及时采取和应的对•策措施，可以有效的减轻火山灾害。火山喷发有明显的前兆，与Z相伴随的会出现一些特殊的地质现彖，如地质杲常、地壳形变、地球化学异常

2、、地热异常和火山喷气等，通过对这些地质、地球物理和地球化学指标进行系统的、准确的和连续监测，例如，火山喷发Z前，由于熔岩侵入到火山的下部会引起小震活动增强、地震波速下降、岩石密度降低、热流值增高、倾斜面与水准面变化等等,从而实现对火山喷发的有限预测。火山监测是指记录火山及其周围地区发牛的可见和不可见的所有变化。对火山的监测工作主要包括两个方面的内容：基础地质调杏和火山活动监测。对火山的监测可以从多角度进行，目前应用较广泛的是火山灾害管理系统即3S系统，包括遥感技术(RS)、全球卫星定位系统(GPS)、地理信

3、息系统(GIS).遥感技术(RS)是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物冃标的电磁辐射信息，判认地球坏境和资源的技术。这是20卅:纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。hl前利用人造卫星每隔18天就可送冋一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质最地测绘地图。遥感技术监测火山的内容主要有火山区大地形变、火山区地热片常、熔岩流温度、熔岩结杯火山总体变化以及火山

4、变化历史等。国外用遥感技术监测火山形变技术已经比较成熟。山科健一郎等用稳定区域环绕的火山地貌的立体影像成功地监测到1992年9刀6口LI木云仙火山的熔岩丘缓慢移动，同时监测到熔岩块体在崩塌之前的快速运动，上述现象可导致火山碎属流的发生I应用同一地点的新旧两幅遥感影像的时域差分立体镜方法观测到1994年11月云仙火山熔岩隆起带的增长，在40小时内，增长的起伏波动与倾斜角的不正常摆动有关。用雷达干涉测量法监测火山地区的地而形变具有很人的潜力。蒂尔(K・H.Thiel)等通过欧洲资源卫星干涉测虽观测冰岛乩特纳冰原

5、火山小的地而形变，并基于地形和地面形变预测了该火山近來的喷发情况。遥感监测火山熔岩、火山温泉、火山灰等少火山喷发有关的温度信息伍斯特等(M.J.Woostetal.).用欧洲资源卫星(ERS)负载的船轨道扫描辐射计(ATSR)记录的时序短波近红外光谱辐射信息识别火山熔岩穹隆和熔岩流，以监测标志火山特征的地热输出的变化。用ATSR光谱辐射数据观测岀智利的Lascar火山、日木的云仙火山和厄瓜多尔西部加拉帕戈斯群岛上的费尔南辿纳火山熔岩穹隆的辐射出和熔岩流的总特征、物理特性与高空问分辨率的SPOT影像的分析结论

6、及喷发后地磁、地热场的调查结果相符。窄波道光谱辐射计被川來测定夏威夷地区基拉韦亚火山东部断裂带的普奥山第50期喷发的活动输动熔岩流的温度特性。在1992年2月19日黄昏(夏威夷标准时问18时29分至19时2o分)，这次喷发的第14次序列在问厢51分后开始，同吋还观测到这次能量热分布在两个18m的区域，一个靠近喷发中心，另一个靠近熔岩流的边缘地带。1992年2刀22日夏威夷标准时2时33分的AVHRR一2波段(0.72〜1.10,urn)的卫星记录显示了这次喷发热量的本质。这表明用现有的中等分辨率(一个象元代

7、表地血实际血积1kmXIkm)和高吋问覆盖率（1天8次经过夏威夷地区）的遥感影像，可为快速评估大的火山喷发造成灾害的概率提供地热开常警告。拉姆齐（MichaelS.Ramsey）等研究Hl用热红外遥感评估带小泡的硅质火山熔岩的火山成图和监测的新技术。遥感监测活熔岩丘以捉供洞察熔岩持续入侵和探测潜在喷发活动的能力。从厚透镜到多小泡的浮石的表而纹理的变化可能和活火山流的流动吋间、流动物质、内部结构冇关。遥感可清楚地显示浮石表面纹理在热辐射波段发生的变化，特别是黑曜石和气孔两种元素结合体的表面纹理不同，两者结合体

8、的热光谱特征与屮等黑体辐射体的极为相似。黑曜石-•般使浮石的热辐射特性明显减弱。假定这种热能量与气孔所占比例有直接线性关系，浮石表面气孔的光谱可用透明体和黑体光谱的线合成体模型来估计。基于这类发现，以加利福尼亚的梅迪辛湖火山上的小玻璃山和破火山口流纹岩流的航空热红外数据为饲，用最小二乘拟合法的线性修补模型进行研究。模型产生从气孔占0到70的熔岩流影像，这被分成3种宽纹理类型：厚黑耀石、细微气泡的浮石、粗糙气泡浮石