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遙感技術在地震中的應用范文第1篇

【關鍵詞】遙感，地質勘測，煤田地質

1引言

隨著遙感技術的快速興起，遙感地質勘測已經得到全面推廣，也得到了實際工作單位的認可。很多人開始研究遙感技術在煤田地質勘測中的深入推廣及應用，并取得了一定的效果。利用遙感技術進行地質的測繪與勘探是非常有必要的，而且也是非常有效的技術手段。由于遙感技術具有很多的優點，且在配合相關的高新技術，使得遙感技術能夠貫穿于煤田地質勘測工作的全過程中，將遙感技術應用在煤田地質勘測中具有非常廣闊的發展前景。能成倍提高了煤田地質勘測工作的社會和經濟的效益。

2遙感技術

遙感技術是指從高空以及衛星星座的各種平臺上，通過非接觸的方式，利用紅外線、可見光、紫外線、微波等探測手段，獲得遙感影像數據資料。通過對被探測物體的光譜特性、影像特點、圖形圖像特點，利用目視判讀、計算機圖像分析、計算機輔助波普分析等方法進行數據信息處理。從而識別探測對象的性質和運動狀態，數量質量特征等信息。該手段獲得數據通常利用GIS數據處理軟件進行處理和分析，已獲得直觀的或直接的數據信息。

可獲取大量的信息數據。利用遙感技術能夠成功的獲取大范圍的地理數據資料，通常遙感數據獲取往往使用的飛機甚至衛星，其飛行高度比較高。同時也可以飛行較低的高度，以獲取更高分表率的遙感數據。因此，遙感技術能夠覆蓋很大的范圍，也可以獲得高分辨率的高清數據，進而能夠獲取大量數據信息。

獲取信息速度快。遙感技術最重要的特點就是其獲取數據信息的速度非常快、更新周期非常短。遙感衛星可以快速的獲取其所經過地區的各種信息和資料，并對原有的資料和信息進行及時的更新；利用無人機進行航拍技術獲得實時的動態數據，可以實現地質災害動態監測等實時獲取信息任務。

限制條件少。遙感技術在進行地質測繪時，受到的限制條件比較少，只要太空云量較少，大氣透射性好就可以進行遙感數據采集。在煤田地質勘測中能夠廣泛應用的一個主要的特點。由于遙感技術脫離了地面的限制，無需控制點、無需通視、無需接觸。因此，在進行地質測繪時，完全不受地面條件的影響，獲取遙感影像資料更加的方便快捷。

獲取信息方法多。遙感技術不但能夠獲取大量的煤田地質勘測信息，而且具有非常豐富的獲取數據信息的方法。在利用遙感技術進行煤田地質勘測時，可以根據具體的地質條件和相關要求，選用不同遙感儀器以及不同的波段。已獲得不同地質條件的數據信息。同時利用獲取數據可以應用到地質的災害調查、區域地質的調查及礦產資源勘查等方面。

3煤田地質勘測中的遙感技術

遙感影像定位。遙感影像定位技術在煤田地質勘測中的應用，衛星遙感技術所傳輸的圖像信息能夠清晰的分析出含水層構造的邊界，對于了解當地的水文分布具有重要的作用。如在地下水的勘察過程中，地質人員首先應對該地的地貌特征等進行分析，以準確獲得水文分布規律做好前提工作。利用衛星遙感圖像、航空相片以及其他的信息影像數據，分析地下水的形成、儲存以及流量變化和流動趨勢等信息，并進行詳細的勘察。因此，通過對衛星遙感定位技術所獲得的信息進行分析研究，能夠在較短的時間內得到準確性較高的水文地質規律。

此外，遙感影像定位技術在地震災害中的也有廣泛應用。遙感影像定位技術在地震中的應用還體現在獲取地震后的災害后的具體情況，對賑災搶險等決策提供一手準確的數據資料。利用遙感影像定位技術可以有效的偵測到地形和地質的內部構造，就可以掌握地震的地質構造類型。因此，可以對地震進行有效的環境分析研究。可以有效的預測地震發生的地質內部的變化情況，得到一定的信息反饋，這樣就可以根據地震發生之前內部地質的變化情況，及時對地質構造、內部構造進行分析研究，也可提高地震預警預報的高效性。

優化勘測方案以及勘測路線。在進行野外地質觀測方案的選擇時能達到事半功倍的效果：利用遙感影像的微觀和宏觀分析，對地質勘測路線進行合理的選擇和布置。能很好的控制煤田地質勘測范圍，在分析地質體和地質構造的空間分布過程中，對地質勘測測區附近不同地質體和地質構造的遙感影像特征，及其相互關系進行仔細的研究和分析，可以清晰的確定地質體的劃分地質特征；根據地質勘測測區事先建立好的遙感地質解譯標志進行三維遙感影像分析。地質觀測的路線一般布置在通行條件最好，且能夠穿越最多的遙感影像巖石地區；地質測量的路線一般以垂直于測量區線路方向的穿越路線為主，適當加以追索路線。當巖性巖相變化比較大時，地質體的延伸走向關系不清楚，為了解某些巖石的接觸關系、礦化帶和巖石構造現象的空間延伸情況等，只依靠穿越路線達到目的有一定難度時，此時，可以利用遙感影像進行追索路線布設，非常方便和快捷。

遙感影像測繪地質圖。地質圖的繪制可以利用影像技術來實現。利用衛星遙感圖像傳送信號，這樣不僅可以得到精確的信息地面信息，而且對于掌握各階段的地質情況也十分有利，這也更加精確的繪制地質圖。地質勘測是一項比較綜合性的工作，數據的得來主要是依靠影像數據信息進行實時監測。將遙感影像數據息進行深入分析研究，能夠在較短時間內獲得準確度的地質數據，利用這些數據繪制地質圖將非常方便有效。

煤田勘探的三維地質模型重構。利用煤田勘探所涉及到的遙感資料、地面采樣資料、鉆孔資料、地震剖面（或三維地震）以及電法、重磁等物探等資料，建立煤田勘探的三維地質構造模型，可以直觀的反應煤田勘探效果。同時可以直接量測相應數據，對煤田開采等決策性工作提供形象直觀數據。此外，煤田地質勘探具有原始資料數據來源種類繁雜、數據類型異構、采樣數據的三維空間位置重要等特點，特別適合于用具有三維地質建模功能的三維GIS（地理信息系統）來進行管理。

煤田勘測三維可視化及動態監測。與傳統的煤田地質勘測方法相比，遙感技術在煤田地質勘測主要是利用遙感圖像三維可視化及遙感影像動態分析技術。在布置專門的追索路線，利用遙感圖像三維可視化和遙感影像動態分析方法則就很容易實施。

4結語

隨著遙感技術在測繪行業的不斷擴展，與測繪相關的行業也得到了快速發展。遙感技術在煤田地質勘測中已經得到了應用，但是應用的不夠深入，相信隨著遙感技術，地理信息技術的不斷發展，遙感技術在煤田行業的應用會更加深入更加廣泛。

參考文獻：

[1] 段薇.質測繪中的影像定位技術淺析[J].地球. 2015.（5）

遙感技術在地震中的應用范文第2篇

近年來，隨著遙感技術的發展，尤其是高分辨率民用遙感衛星的成功發射和應用，使得利用遙感技術進行地震震害預測成為可能。

地震期間，獲取的數據以高分辨率衛早遙感、航空和無人機數據為主，再加上災害影響范圍小，所以為開展災害損失精細評估提供了很好的數據保障。為開展精細評估，將災區分為平房區和樓房區，通過人機結合方式，按照個部倒塌，重受損和輕度受損3種類型，開展房屋倒損情況解譯與評判，同時開展受災居民點、滑坡點分布與風險、災民安置點分布與規劃、交通堵塞等監測與評判工作。將房屋倒損情況劃分為完全倒塌、嚴重受損和輕度受損幾種情況，其中：

（1）完全倒塌指房屋倒塌成一片廢墟；

（2）嚴重受損指房屋結構受到破壞，需推倒重建；

（3）輕度受損指房屋結構收到輕微影響，需進行處理就可使用。

一、計算房屋倒損建筑面積

根據解譯結果，統計計算完全倒塌、嚴重受損、輕度受損三個類別房屋的建筑面積，其中平房 建筑面積一屋頂投影面積，樓房建筑面積一樓層數×屋頂投影面積。

二、高分辨率衛星遙感的作用

此次地震應對期間， 高分辨率衛星遙感等技術在房屋倒損、交通線路堵塞、次生災害監測、災民安置區規劃和安置點監測等方面發揮了十分重要的作用， 有效地支撐了救災應急決策。最突出的作用體現在以下三方面：

1.利用高分辨率衛星遙感數據為主， 結合航空數據開展災情精細評估， 包括平房與樓房建筑面積監測、居民戶數監測、帳篷安置進度監測等， 為開展災害損失全面評估和災后恢復重建工作提供了重要的依據；

2.利用高分辨率衛星遙感、航空和無人機數據開展災區災民緊急轉移安置區規劃， 為帳篷的緊急調運、安置規劃等災民安置工作提供了重要決策依據， 同時也為災后恢復重建工作提供了依據；

3.啟動了天-空-地-現場災害立體監測模式，實現了現場采集對衛星遙感、航空遙感解譯工作的支撐， 并通過災情現場信息采集系統， 實現現場地毯式信息采集與遙感判讀工作的協同與相互驗證，完成房屋（ 包括平房、樓房） 倒損等級區劃、倒損建筑面積評估、災民轉移安置區規劃、帳篷搭建進度監測、滑坡點及交通堵塞監測等工作， 為應急救災和災害總體評估提供了重要的依據。此次地震應對工作為利用高分辨率衛星遙感數據開展災害精細評估， 從響應規程、工作模式、監測內容、評估對象、決策服務等方面提供了良好的基礎， 并積累了豐富的經驗。

三、近年來地震的臨震應急準備

1.備好臨震急用物品。地震發生之后，食品、醫藥等日常生活用品的生產和供應都會受到影響水塔、水管往往被震壞，造成供水中斷。為能度過震后初期的生活難關，臨震前社會和 家庭都應準備一定數量的食品、水和日用品，以解燃眉之急。

2.建立臨震避難場所。住的問題也是一件大事。房舍被震壞，需要有安身之處；余震不斷發生，要有一個躲藏處。這就需要臨時搭建防震、防火、防寒、防雨的防震棚。各種帳篷都可以利用，農村儲糧的小圓倉，也是很好的抗震房。

3.劃定疏散場所，轉運危險物品。城市人口密集，人員避震和疏散比較困難，為確保震時人員安全，震前要按街、區分布，就近劃定群眾避震疏散路線和場所。震前要把易燃、易爆和有毒物 資及時轉運到城外存放。

4.設置傷員急救中心。在城內抗震能力強的場所，或在城外設置急救中心，備好床位、醫療器械、照 明設備和藥品等。

遙感技術在地震中的應用范文第3篇

【關鍵詞】救災機器人 研究現狀

天災人禍往往是一種不可抗拒的力量，由于自然災害、公共安全事件等因素而造成的災難時常發生，在救災活動中，救援人員需在短短48小時之內找到受災者，否則發現幸存者的概率將會大大降低。在此環境下，救災機器人給予了救援人員很大的幫助，讓搜救成功的概率大大提高，同時也減少了救援人員的傷亡。因此，救災機器人未來的發展趨勢大多投入到地震、煤礦坍塌、火災等的救援中，為救災工作提供安全保障。

1 救災機器人的研究現狀

1.1 國外研究現狀

救災機器人在國外發展迅速，技術上也相對成熟，并已進入了實用化的階段，尤其是在美國、英國、日本等發達國家，其已經開始成批裝備使用。

救災機器人最大的作用之一就是能夠在救援現場迅速找到幸存者的具置。最早由日本研發的蛇形機器人，能在高低不平的路面上行進，利用其頂端的攝像頭和身體部位的傳感器，在廢墟中找到幸存者。美國也研制了類似的能在崎嶇不平的環境中爬樓梯執行偵察任務的救災機器人，不僅可以有效找到幸存者的位置，同時還能檢測到化學物品是否泄漏[1]。其研究的另一大進展是微型機器人的研發，美國成功研發出世界上第一個蒼蠅機器人，其頭部裝有微型傳感器和攝像機，能夠在建筑物廢墟中找到幸存者。美國現特別發明了一種交互式救災機器人―賽門，可以偵測出周遭人的情緒反應，未來還會增加溝通能力，在災難現場，其獨具的交互式溝通能力，還可慰藉受災民眾。

1.2 國內研究現狀

與發達國家相比，國內機器人研究雖起步較晚，但發展日趨迅速。02年，我國研制出第一臺蛇形機器人，其由16個單自由度的關節模塊和蛇頭、蛇尾組成，在監控系統的無線控制下能夠完成前進、翻滾、側移等動作，并通過裝設在蛇頭部分的攝像頭把現場的圖像傳回監控系統。13年，我國自主研發的救災智能雙臂機器人“小龍蝦”在廬山地震中發揮了顯著的作用，其每只機械臂有七個自由度，可自由升降，并模仿人的雙臂進行無死角的協調及配合作業，還能實現輪履兩用驅動行駛。另外，它還可以油電雙動力切換驅動雙臂，并能進行生命探測、圖像傳輸、故障自診等。在廬山地震中還使用了可變形搜救機器人、機器人化生命探測儀和旋翼無人機三款機器人。我國現對機器人研制的投入力度急劇加大，中國已成為世界最大的機器人市場。

2 救災機器人的應用

2.1 在煤礦救災中的應用

在我國，由于采礦大多數都是由礦工進行開采，礦井中的不安全因素又很多，在出現瓦斯爆炸和火災等災害事故后，不但會造成嚴重的經濟損失，同時還會造成重大的人員傷亡，損失慘重。由于煤礦的安全事故發生的原因極其復雜，并且存在突發性、災難性和破壞性的特點，因此，救災機器人應用到煤礦救災中具有十分顯著的意義。

2.2 在地震救災中的應用

救災機器人還被大量投入到地震救災中，由于近幾年我國地震頻發，加速了地震救災機器人的研發，現已成功研發出地震搜索與輔助救援的機器人，該系列機器人主要包含空中旋翼搜索機器人、廢墟表面可變形搜救機器人以及狹小縫隙搜索機器人。這類機器人負重能力極強，能夠攜帶多種傳感器，根據救援現場的聲、溫等條件有效搜尋到遇難者。同時，由于其可以不斷通過電池補給的方式續電，大大提高了搜救的效率，

2.3 在火災中的應用

在火災發生事故現場，救災機器人有較強的移動能力，能根據現場分析實際情況，自動攀爬樓梯，并利用傳感器向救援人員傳遞現場第一手資料，輔助現場指揮人員做出正確判斷。同時，其還具有消防功能，能自動噴水，有效滅火，在搶險中發揮巨大的作用。

2.4 救災機器人應用到救災中所具有的意義的具體表現

（1）救災機器人的靈活性和機動性很強，并具有較強的爬坡和翻越障礙的能力，能夠適應不同事故現場的環境。

（2）救災機器人的探測技術很強，可以依靠其傳感器來檢測到遇難人員的叫聲及心臟跳動的頻率，能夠迅速發現遇難人員的具置。同時，救災機器人的視頻探測器具有信息直觀的功能，能夠將救援現場的圖像傳到救災中心，方便救援工作的開展。最后，救災機器人還能夠深入到災區未穩定地區，檢測到現場環境的變化，防止事故的二次發生。

（3）救災機器人還能夠為災區投遞食品和藥物，大大減少了受災人員和救援人員的傷亡。

3 救災機器人的發展前景

3.1 多種技術融合化

由于救災機器人要在極其復雜的環境中完成任務，因此加大了研發難度。災難現場充滿了不確定性和不可預知性，這也要求了救災機器人的系統要具備自主性、靈活性、實用性以及耐用性。為了使其發揮出更大的作用，未來的救災機器人技術的發展上需融合一定的人工智能技術、計算機技術、仿生學技術、遙感技術以及網絡技術，多種技術融合的條件下能讓其救援更加方便[2]。

3.2 多智能體網絡化

在救災現場，救災機器人、空中直升機、醫護人員和醫療車輛之間應該形成一個多智能體的立體化網絡，以便于資源共享。在實際操作中，空中直升機將現場環境信息傳遞給救援人員，救援人員操控機器人進入現場救援，待救援完成后救護人員和救護車輛針對被救者進行善后處理。多智能體網絡化，是未來救災機器人的一個發展趨勢。

4 結語

救災機器人的研制及應用，其主要目的之一是減少受災人員和救援人員的傷亡，在“以人為本”的社會中，其研究應用意義非常重要。雖然救災機器人的應用技術仍然需要改進和提高，但通過科研人員的努力，一定能夠取得更高的成效。為救災工作發揮巨大的作用。

參考文獻：

遙感技術在地震中的應用范文第4篇

關鍵詞海洋環境污染海洋災害海洋工程與海洋環境相互作用

隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。

遙感技術在地震中的應用范文第5篇

關鍵詞：海洋環境污染海洋災害

海洋工程與海洋環境相互作用隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。