卫星遥感技术在地震监测中应用

日本的核污染问题一直悬而不绝,近期再次让全世界跟着捏了一把冷汗。2月13日日本福岛沿海发生7.3级地震,震源深度为55千米,所幸据日本东京电力公司14日透露,在福岛东部海域13日晚发生地震后,福岛第一核电站5、6号机组反应堆厂房上方的乏燃料池等处有部分水溢出,但没有流出建筑物外,对外界没有影响。

据统计,地球上每年约发生500多万次地震,即每天要发生上万次的地震,地震常常造成严重人员伤亡,能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害,严重威胁着人们的生命安全。因此,做好地震监测预测工作尤为重要。

传统的地震监测主要依靠地面布设和观测台站来进行地震活动的地球物理和化学现象观测,但因数目和观测范围的局限性,很难给出明面上精细且及时的信息。而卫星遥感技术以其获取信息范围大、数据更新快、可以实施时空动态监测的优势弥补了传统监测方法的不足,使地震前兆的监测从传统的静态定点观测模式向动态连续的大面积观测模式发展,为地震活动性研究开辟了一条新的途径。

大量震例研究表明,在地震发生前,由于震区岩层大面积受热,使震中周围的岩层产生裂隙,二氧化碳、氢气、氮气和甲烷等气体从岩层的裂隙中释放出来。同时,地表电磁场的异常变化轰击这些气体,从而释放出热量,产生热红外异常,造成震区地表温度明显升高,这就为卫星遥感技术监测地震的发生提供了可能。所以,可以通过卫星遥感技术对地面热红外辐射进行反演,找出地表温度异常区,再综合地质构造,地震带分布和其他情况的分析,来预警地震发生的时间、震中的位置以及震级。

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玉树灾前广场(图片来自中国科学院对地观测与数字地球科学中心)

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玉树灾后广场(图片来自中国科学院对地观测与数字地球科学中心)

卫星遥感技术以其不受地域限制、获取简捷、覆盖面积广、分辨率高等优势,在地震监测中发挥着越来越重要的作用。作为卫星数据应用及信息挖掘的综合服务商,零重力实验室具有我国首个全自主、高时间分辨率卫星星座——灵鹊星座,组网完成后将形成覆盖全球的高时间分辨率对地观测,实现12小时全球覆盖,并对重点区域实现30分钟重访。基于自有星座,并结合高光学分辨率的灵鹊二号和雷达星座灵鹊三号,可以有效的检测出地表温度异常区域,做出及时的地震预警。并且通过高分辨率的图像数据还能够快速掌握灾区全面宏观的受灾情况,进而能够精确地判读各种交通的受损情况,结合图像处理、信息提取与分析可以确定坐标、高程等地理要素,为救灾指挥、灾害评估、次生灾害防御及灾后重建等提供了大量第一时间的决策支持信息。