지질재해 원격탐사 조사 및 모니터링 기술

1. 내용 개요

원격탐사 기술은 이미 1970년대 후반부터 지질재해 조사에 활용되기 시작했다. 해외에서 잘 발전한 나라로는 일본, 미국, 유럽연합 등이 있다. 일본은 원격탐사 영상을 활용해 전국 1:50,000 지질재해 분포도를 작성했고, 유럽 국가들은 다수의 산사태와 토석류에 대한 원격탐사 조사를 기반으로 원격탐사 기술 방식을 체계적으로 정리하고 다양한 규모의 식별을 지적했다. 다양한 밝기 또는 산사태 및 토석류에 필요한 원격 감지 이미지의 공간 해상도를 대조합니다. 우리나라의 지질재해 원격탐사 조사는 1980년대 초에 시작되었으나 급속히 발전하여 산악지역의 대규모 프로젝트를 수행하면서 점차 발전하여 철도 및 고속도로 노선선택, 산간도시 및 기타 지역으로 확대되었습니다. Feng Dongxia et al., 2002). 토지 및 자원 조사가 시작된 이후 디지털 지질 위험 기술을 사용하여 칭하이-티베트를 따라 장강 삼협 저수지 지역의 거의 40×104km2의 지질 위험에 대한 특수 원격 감지 조사를 완료했습니다. 2005년 철도, 히말라야, 쓰촨성 동부, 황토 지역, 남서부 지역 등 지질 위험이 심각한 지역 127개 현의 약 40×104km2에 대한 1:50,000의 상세한 지질 재해 조사에 원격 감지 기술이 널리 사용되었습니다. , 후난(Hunan), 후베이(Hubei), 광시(Guangxi) 지역은 2015년부터 배치되었으며 SPOT 5 데이터로 수행되었으며, 주요 지역은 1m 이상의 고해상도 데이터로 처리됩니다.

2008년부터 원촨 지진 참사 '5·12', 충칭 우롱철광향 계위산 붕괴사고, '4·14' 산사태 등이 잇따랐다. Yushu 지진 재해 원격 감지 기술은 간쑤성 Zhouqu County의 "6·28" Guanling 산사태 재해 및 "8·7" 대규모 토석류 재해와 같은 지질 재해의 긴급 조사에 매우 중요한 역할을 했습니다. 특히, '5.12' 원촨 지진 피해 지역에서 완료된 '2차 지질재해 항공 원격탐사 조사' 프로젝트는 국내 최첨단 공중 원격탐사 기술 장비와 방법을 사용해 최대 규모의 다중 플랫폼, 다중 센서를 수행했다. 그리고 지금까지의 데이터 처리 시스템의 항공 원격 감지 긴급 재난 조사는 국무원 지진 구호 본부, 관련 국가 부처 및 위원회, 재난 피해를 입은 지방 자치 단체에 고화질 재난 지역 이미지 및 재난 해석 정보를 제공했습니다. 최단 시간 내에 최초로 지진 재해 지역 항공 정보를 획득했습니다. 잉슈진-원촨 선의 원격 탐사 영상과 고정밀 디지털 항공 원격 탐사 영상은 지진 구호 최전선 본부 동지들로부터 "훌륭한"이라고 칭찬받았습니다. 지진 구호에 기여합니다. 결과는 관련 국가 지진 비상 및 재해 구호 부서에 직접 제공되며 지진 구호 지휘, 2차 지질 재해 예방 및 재해 후 재건 작업 수행을 위한 중요한 과학적 기반을 제공하며 재해 구호 및 재해 후 재건에 중요한 역할을 합니다. 의사결정(Wang Pingping, 2009; Zhao Yingshi et al., 2003).

지질재해에 대한 원격탐사 측량 및 모니터링 기술의 특징은 다음과 같다.

1) 산사태 등 지질재난은 대개 분포가 분산되어 있고 원인 메커니즘도 복잡하다. 그러나 원격탐사 기술은 높은 고도에서 대규모 영역과 지역을 모니터링할 수 있으며 개인의 전체 모습을 감지하고 해당 지역의 거시적 특성 정보와 개인의 전체 모습을 획득하여 종합적인 조사 및 연구를 수행할 수 있습니다.

2) 대부분의 지질재해체는 교통 및 통신이 매우 불편한 지역에 위치하며, 원격탐사 기술은 지형 조건에 의해 제한되지 않으며 사막과 같이 자연 조건이 열악한 지역에서도 사용할 수 있습니다. , 늪, 산 등. 데이터 수집 및 탐지에서 인간을 대체합니다.

3) 전통적인 지질 재해 조사 방법은 상대적으로 데이터 수집 속도가 느리고 인건비가 많이 듭니다. 지역의 다양한 자연현상에 대한 최신 데이터를 제공합니다. 데이터의 변화에 따라 해당 지역의 자연현상을 동적으로 모니터링하고, 지상 사물의 변화를 동적으로 반영합니다.

II. 적용 범위 및 적용 사례

1. 히말라야의 지질 위험에 대한 원격 탐사 조사 및 모니터링

히말라야는 가장 심각한 지질 재해 지역입니다. 우리나라에서는 먼저 20세기 초 항공우주원격센터에서 히말라야 지역의 지질재해 조사 및 모니터링을 원격탐사 기술을 이용해 지역 내 산사태 175건, 토석류 도랑 361건, 붕괴 17건을 정확하게 해석했다. 히말라야 17만km2의 극심 구간, 13개의 폭발 빙하 말단 호수, 2개의 폭발 장벽 호수, 지질 위험 발생의 지역 환경 특성, 지질 위험 발생의 지역 지질 특성, 분포 특성. 지질 위험, 산사태 지역, 토석류 지역 및 붕괴 지역 등의 개발 패턴은 해당 지역의 주요 지질 재해 위험 분포와 영향을 받을 수 있는 지역을 평가하는 데 중점을 둡니다. 연구에 따르면 히말라야의 주요 지질 재해 위험에는 강 댐 호수 폭발 위험, 빙하 호수 폭발 위험, 산사태 위험 및 토석류 위험이 포함되며, 그중 강 댐 호수 폭발 위험 지역이 위험에 처해 있습니다. 면적이 넓고(그림 1) 재해위험도가 높다.

그림 1 Qu Dian Cuo, Zhi Xi Cuo, Jin Cuo 및 Fright Cuo 붕괴의 숨겨진 위험 평가 차트

2 원촨 지진 긴급 원격 탐사 조사

“5·12인치 원촨 지진 이후 항공 원격탐사 긴급재난조사를 실시해 베이촨 등 피해가 심각한 14개 현과 시에서 43,000km2의 고화질 항공 원격탐사 영상을 획득했다. 및 기타 재난뿐만 아니라 산사태, 방벽 호수와 같은 2차 재해를 통해 원격탐사 조사를 통해 최종적으로 산사태 7226건, 방벽 호수 147곳, 지진으로 인해 피해를 입은 도로 1423곳을 파악했습니다. 마을과 마을은 264개입니다( 그림 2)와 잠재적으로 위험한 도로 1,732개. 결과는 관련 국가 지진 비상 및 재해 구호 부서에 직접 제공되며 지진 구호 지휘, 2차 지질 재해 예방 및 재해 후 재건 작업 수행을 위한 중요한 과학적 기반을 제공하며 재해 구호 및 재해 후 재건에 중요한 역할을 합니다. 의사결정(Wang Pingping, 2009; Tong Liqiang, 2008).

그림 2 Beichuan 현의 2차 지질 재해의 잠재적 위험에 대한 원격 감지 평가

3. Zhouqu 잔해 흐름에 대한 원격 감지 조사 및 모니터링

2010년 8월 7일 오전 11시경, 간쑤성 저우취현 북동부 산간지대에 갑자기 폭우가 쏟아져 40분 이상 쏟아지는 강수량을 기록해 대규모 홍수지질재해를 일으켰다. Sanyanyu와 Luojiayu의 두 도랑에서 산사태가 Zhouqu 카운티로 유입되어 Bailong 강으로 흘러 들어가 장벽 호수를 형성하여 사람들의 생명, 재산, 생산 및 생활에 막대한 손실을 초래했습니다.

주로 저우취현 북쪽의 산옌위(Sanyanyu) 강과 뤄자위(Luojiayu) 강 유역에서 주로 토석류가 발생한다. 두 강 유역 모두 백룡강 좌안의 일급 지류로 '국자' 모양을 하고 있다.

(1) 토석류 특성에 대한 원격 감지 해석(그림 3)

산얀위 토석류: 도랑을 빠져나와 산야뉴로 진입한 후 토석류 영역의 평균 폭은 80m입니다. , 지형으로 인해 평탄하고 넓어지며 수로비가 144‰에서 88‰로 감소하여 길이 1.6km, 평균 폭 260m의 표층류를 형성하고 두께 5~2m의 토석류를 형성한다. ; 현진 진입 후 건물 건설로 인해 충격으로 인해 토석류가 수축되어 폭 50m로 좁아진 후 320m를 달려 백룡강으로 유입되었습니다. 토석류 가시 순환 면적은 0.35km2의 흐름 면적을 가지며, 대구의 가시 순환 면적 길이는 3.2km, 샤오위구의 가시 순환 면적은 1.2km이다. 면적은 0.41km2, 길이는 약 2km, 가장 넓다. 거리는 350m, 평균 폭은 200m로 언론보도에 따르면 이 지역의 평균 퇴적두께는 약 1m로 추정된다. 추정 잔해 축적량은 41×104m3입니다.

나자유 토석류: 토석류 지역의 평균 폭은 15m이며, 도랑 입구를 나와 낙자유로 진입한 후 지형이 평평해지고 넓어지며 수로 비율이 224‰에서 110‰로 감소합니다. 토석류 피해지역이 넓어지고(100m) 토석류 축적이 점차적으로 형성되어 800m를 달린 후 토석류의 감소로 인해 토석류의 폭이 좁아진다(40m). 1.6km를 달리면 피해지역이 더 넓어진다(100m). 성관진을 지나 백룡강으로 들어간다.

Luojiayu 도랑 입구 위 토석류의 가시적 유동 면적은 0.09km2, 길이 6.2km이고 Luojiayu 도랑 입구 아래 토석류 면적은 0.16km2, 길이 2.5km, 가장 넓은 부분은 160m, 평균 폭은 70m, 평균 두께 기준 1m로 계산하면 잔해 축적량은 16×104m3이다.

그림 3 원격탐사 토석류 특성 해석

그림 4 원격탐사 토석류 재해 영상

백룡장 토석류 퇴적 구역: 면적 0.16km2, 길이 2.2km, 쇄설물 퇴적대의 최대 두께는 10m로 보고되고 있으며, 평균 두께 4m를 기준으로 계산하면 쇄설물 퇴적량은 64×104m3이다. 토석류의 주요 원인은 Sanyanyu 토석류이며 Luojiayu 토석류는 1/4, Sanyanyu 토석류는 3/4을 차지한다는 계산에 따르면 Bailong River의 Sanyanyu 토석류의 토석 축적량은 다음과 같습니다. 48×104m3 백룡강 Luojiayu 토석류의 토석 축적량은 16×104m3입니다.

요약하자면 싼옌위 토석류에 의해 형성된 토석류의 총량은 89×104m3로, 뤄자위 토석류에 의해 형성된 토석류의 총량은 32배에 달하는 거대한 규모입니다. 104m3, 대규모용.

(2) 토석류 재해 해석(그림 4)

저우취현 '8·7' 거대 토석류 재해로 방갈로 232개소(3층 미만)가 매몰 파괴됐다. , 22개의 건물이 있으며, 사망자 수는 2,000명에 가까운 것으로 추산됩니다. 이 토석류로 인한 재난은 중대한 지질학적 재난이다.

(3) Sanyanyu 협곡 토석류 제어 프로젝트의 원격 감지 해석 평가

1999년 Sanyanyu 협곡은 50년에 한 번이라는 표준에 따라 설계된 토석류 제어 프로젝트를 완료했습니다. , 주로 차단 및 배수 공학을 기반으로 차단 및 배수와 생물학적 조치를 결합합니다. Sanyanyu 잔해 종합 제어 프로젝트에는 주로 4개의 도랑 고정 및 경사 안정화 댐, 4개의 모르타르 제방 보호 댐, 댐 높이가 8~18m인 11개의 모래 유지 댐이 포함됩니다. 주요 도랑 입구에 2개의 주요 댐, Dayugou에 5개의 모래 점검 댐, Xiaoyugu에 4개의 모래 점검 댐 및 0.5m 높이의 반세굴 댐이 있습니다.

재난 후 이미지를 분석한 결과, 모래폭포 프로젝트는 이번 재난의 심각성을 줄이는 데 일정한 역할을 했습니다. 그림 6에서 볼 수 있듯이 각 모래막의 상류에서 많은 양의 토석류가 차단되었으며, 샤오유 계곡의 토석류 흐름은 규모가 작았고 도랑 입구의 모래막은 손상되지 않았습니다. 잔해물 흐름이 대부분의 잔해물을 가로막았습니다. 제어 프로젝트는 최대 유량과 퇴적물 유출을 줄이는 역할을 했습니다.

그림 7 Dayugou와 Xiaoyougou 교차점에서 토석류가 흐른 후의 Quick Bird 이미지

그림 8 Guanling 산사태 재해 전 위성 원격 감지 이미지

그림 9 관링 산사태 후 디지털 항공 사진

4. 관링 산사태의 심각한 지질 재해에 대한 원격 감지 조사 및 모니터링

2010년 6월 28일 14:30, 구이저우성 관링현 관링시 '6·28' 지질재해로도 알려진 강우진 다자이촌 용워군에서 계속되는 폭우로 산사태가 촉발됐다. 이번 산사태로 인해 37가구 99명이 실종되거나 매몰된 사례는 흔치 않은 산사태 토석류 복합재난이었다(그림 8, 그림 9).

(1) 산사태 지형 및 재해지역 특성 해석

산사태가 발생한 산은 위로는 가파르고 아래로는 완만한 '장화형 지형'이며, 산사태 지역은 가파르고 완만한 변화가 일어나는 곳에 정확하게 위치합니다. 산사태 지역의 지형 평균 경사는 31°, 산사태 뒤 지형의 평균 경사는 46°, 산사태 후단 표고는 1160m, 전단 출구 표고는 1000m이다. 토석류 영역의 채널 비율은 175‰로 떨어졌습니다(그림 10).

그림 10 Erdaoyan-Yongwo 지형 프로파일

산사태 재해 전후의 이미지를 비교해 보면 산사태 재해의 흔적이 매우 뚜렷합니다. 그림 11에 나타난 바와 같이 재해는 산사태 지역, 긁힘 지역, 토석류 축적 지역, 후기 토석류 축적 지역, 제방 붕괴 지역으로 구분할 수 있으며, 재해 피해 지역의 면적은 186,775㎡이다.

산사태는 남쪽에서 북쪽으로, 450m를 달리다가 다자이촌 용워촌군이 위치한 작은 산비탈과 격렬하게 충돌한 뒤 80° 방향을 틀어 대체로 서쪽으로 향하는 고속의 토석류로 변했습니다. 도랑을 따라 토석류를 삽질한 결과, 기존의 지형과 지질환경 자료를 종합하면 다자이 지역의 용워 산사태 피해 면적은 186,775m2에 달하는 것으로 해석됐다.

그림 11 관링 다자이-용워 산사태 재해 지역 해석 지도

그림 12 관링 다자이-용워 산사태 재해 지역의 지형 개요

그림 13 관링 다자이-용워 산사태 재해 지역의 지형 변화 관링 다자이-융워 산사태 재해 지역

(2) 산사태 규모 계산(그림 12, 그림 13)

산사태 규모: 산사태 규모: 산사태 길이 370m, 평균 폭 166m, 산사태 면적 72,500m2, 최대 산사태 두께 55m, 산사태량 약 117.6×104m3의 중형 산사태이다.

잔해물 축적 규모: 길이 960m, 평균 폭 110m, 면적 114,275m2, 최대 두께 40m, 부피 174.7×104m3.

(3) 재해 해석 및 평가

산사태 전후 이미지를 비교한 결과, 산사태 발생 면적의 약 80%가 경사진 농경지로, 면적은 약 90에이커, 잔해 축적 면적은 약 70%입니다. 경작지로 약 120에이커의 면적이 다자이 마을(그룹)에 묻혀 있고, 용워 마을(그룹)에 17채가 묻혀 있습니다. 하부에는 도로를 따라 1채의 집이 매설되어 있었습니다. 해석도에서 볼 수 있듯이, 제방 붕괴의 영향으로 저수지 근처 하부에 4개의 제방이 붕괴되었고, 2채의 주택 뒤에 균열이 발생하여 안전 위험이 발생했습니다. 현지 사정에 따르면 이주노동자들로 인해 한 집에 3~5명이 살고 있는 것으로 추정되고 있다. 최저추정에 따르면 매장된 인원은 약 34×3명으로 이를 기준으로 하면 102명이다. 이번 재난은 대형 재난으로 결정됐다.

3. 혁신 방법 홍보

회의 교류, 기술 교육 및 기술 상담.

기술 지원 부서: 중국 토지 자원 항공 지구 물리학 탐사 및 원격 탐사 센터

담당자: Ge Xiaoli

통신 주소: Aerospace Remote Center, No. 31 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing Institute of Remote Sensing Method and Technology

우편번호: 100083

전화: 010-62060051

이메일: gxiaoli@ 소후.com