遥感地质调查让南海更美丽

广西壮族自治区遥感中心 广西 南宁 530023

中国地处亚洲东部,陆地边界线总长2.2万余千米,海岸线总长1.8万余千米,陆地与15个国家接壤,海域与8个国家的大陆架或20海里专属经济区相连接。我国边境地区的构成也较为复杂,包括高寒高山地区、干旱沙漠地区、界河与跨境河流区、植被覆盖区及岛礁海域等,而我想研究的对象是中国南海的珊瑚岛礁。长期以来,由于我国南海海域辽阔,海岛众多,这些海岛远离大陆,人口稀少,且部分海域存在领海海权争议,船只难以到达,那么怎么在我们无法抵达这些岛屿实际考察的时候,如何解决这些难题呢?

西游记里,有位能目视千里之外的神仙,他叫做千里眼。曾在孙悟空出世时俯瞰人间,查看天庭振动的原因。在科技发达的今天,是否也有一种技术,能够一眼看到千里之外的景象呢?答案是肯定的,这种技术叫遥感。遥感故名思义就是从远处感知事物,不用到达现场,不用接触事物本身,却可以通过仪器,从远处探测和接受来自目标物体的信息。照相机我们都有用过,我们可以想象成遥感就是在几万英尺的卫星上放置一个巨型照相机,它叫做传感器,通过照相机可以对地球表面的物体拍照。由于卫星位置高、观测范围广,还能搭载各具特色的传感器对地球表面进行长期不间断的探测,所以把航天遥感叫做“千里眼大神”实至名归。

我国的南海包括西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁及其海域。我们都知道我们国家的最南的岛屿是曾母暗沙,也是中国南海的最南端。中国南海南起曾母暗沙海域,北至北卫滩海域,西起万安滩海域,东至黄岩岛海域。北接我国台湾、广东、海南和广西等省区,东面和南面分别隔着菲律宾群岛和加里曼丹群岛与太平洋、印度洋为邻,西南和越南、马来半岛等地相连,面积约为350万平方公里。共分布着200多个岛屿、沙洲、暗礁、暗沙和暗滩,它们散布在海南岛以南和以东。其中,已命名的岛屿、沙洲、暗礁、暗沙和暗滩有248个,其中露出海面的岛洲47座。南海东西相距约900公里,南北相距约1800公里,整个海域的形状大体上是自东北向西南伸展的。

遥感技术为地质研究和勘察提供了先进的手段,也为南海这种大范围地质研究创造了有利得条件,利用遥感手段,我们就可以很方便的对南海众多岛礁进行实时、全方位的观测。由于目前高分遥感卫星的分辨率能达到亚米级,由于遥感影像具有广阔的视野和逼真的影像,通过分析比对传感器传回的数据,可以全方位的对南海岛礁基础地质、工程地质、水文地质、地形地貌、土地覆被、近海水深、浅海海底地形、地层稳定性等信息进行监测。

1 基础地质

通过对遥感影像进行地质构造分析,可以直接看到岛礁表面的地质单元,尤其对一些第四纪松散沉积物覆盖下的隐伏构造反映的相当清晰,譬如西沙石岛上的一块石头明显与其他风化形成的珊瑚礁松散堆积物特征不同,属于年代更为久远的底层。

2 工程地质

利用遥感技术可以分析岛礁表面岩土的承载力,对岛礁上的建筑工程选址和道路选线,通俗点说就是帮我们找到更稳定的区域建造码头、机场、发电站等基础设施。因为稳定地层可以抵抗地震海啸、台风暴雨等灾害侵袭,在工程质量与安全方面起到了重要作用。

3 水文地质

通过对遥感影像解译分析,可以直接看到岛礁上的地表水分布情况,例如河流、湖泊、池塘以及人工水库等储水设施,以及海岸线的变化。同时通过对地下含水层的分析,也可以推断出是否地下有淡水透镜体,淡水对于偏远海岛建设和岛上人类生存起到至关重要的作用。

4 地形地貌

南海珊瑚岛礁基本都发育有灰沙岛,通过遥感影像,可以直接判读岛礁上礁凸起带、珊瑚生长带、沙滩、沙平台、潟湖等地貌单元,对全岛的地势进行分析,获取洼地和向海坡所在位置。

5 土地覆被

通过高分遥感影像,也可对已开发的岛礁土地覆被类型进行判读如林地、居民地、道路、机场、水利设施用地、港口码头、未利用土地、堤岸、灯塔等。

6 近海水深

利用卫星遥感技术,根据多光谱遥感的物理特性可以反演岛礁周边近海海水水深度,可以应用于获取存在危险或争议的浅水海区的水深,是一种新颖的水深测量手段,对于航运安全,海洋开发,军事部署等具有重要意义。

7 海底地形

利用多光谱影像反演得到的成像时刻水深数据,结合遥感影像成像时刻和观测站的潮位大数据信息获取标准水深,经过基准面差值补偿获取海底高程信息,从而制作浅海海底地形图。

8 地层稳定性

通过遥感技术手段对上述各专题因子分析成果,结合地形数据和已有资料判读地质灾害点和不稳定区域,并将地质构造、地形、地震强度、台风强度、潮汐、洋流、海底地质灾害等评价因子和不稳定区域输入神经网络建立模型,确定潜在的不稳定区域,实现地质稳定性评价,并对评价精度进行评估。

9 岛礁军事需求应用

结合军事需求分析和遥感技术分析,就岛礁的军事化效能进行评估,对军事地质需求及要素进行分析,包括远程战略环境研究,战场环境选址,军用工程选址,作战路线规划,特殊区域给水保障以及前沿阵地侦查等。为部队提供岛礁建设:海底地形、海洋地质、工程地质选址、水文给水保障、岛礁下沉变形监测等;守卫岛礁:对环境要素的需求,包括守卫士兵的人身安全(蛙人掳走)、雷达监测、水下防护等;登岛作战:结合气象、潮汐、风浪、噪声环境要素,对海上航母舰艇编队、两栖作战、武器平台运输(承载力)等进行分析,在高温、高湿、高压及台风天气如何保障作战。最终将地质信息转化为作战所用军事要素信息,帮助部队在宏观上进行远程战略指挥和路线规划,正确掌握战场地理环境等诸多要素的规律,便于军事行动的开展,