蘇門(mén)答臘島12.26海震eos-modis奇異遙感信息解析

1、蘇門(mén)答臘島蘇門(mén)答臘島12.26海震海震EOSMODIS奇異遙感信息解析奇異遙感信息解析【摘要】2004年12月26日發(fā)生與印度尼西亞蘇門(mén)答臘島南西面太平洋底的8.6級(jí)大地震使南亞和環(huán)太平洋地區(qū)的13個(gè)國(guó)家遭受了嚴(yán)重災(zāi)難。本文采用美國(guó)MODISWeb和新加坡國(guó)立大學(xué)CRSP的MODIS遙感影像速據(jù)資料，不失時(shí)機(jī)地對(duì)重災(zāi)區(qū)蘇門(mén)答臘島北端及其臨震中海域開(kāi)展了遙感調(diào)查研究，通過(guò)數(shù)字圖像處理發(fā)現(xiàn)了4種具有特殊征狀的奇異遙感信息——黃邊島岸、海水層

2、圈、?！茖尤图饨窃?。這些遙感奇異信息具有比原始遙感影像更加深刻的指示意義。通過(guò)對(duì)其分析解譯，對(duì)這次海震災(zāi)難得到了更多的認(rèn)識(shí)了解?！娟P(guān)鍵詞】蘇門(mén)答臘海震EOSMODIS奇異遙感信息1引言2004年12月26日，發(fā)生在印度尼西亞蘇門(mén)答臘島南西面印度洋海底的8.6級(jí)大地震導(dǎo)致了一場(chǎng)史無(wú)前例的海嘯災(zāi)難。在地震數(shù)分鐘內(nèi)，大海洶涌沖上海岸，毀滅了北蘇門(mén)達(dá)臘海岸，造成南亞和東非13個(gè)國(guó)家近20萬(wàn)人死亡，而財(cái)產(chǎn)損失更是不計(jì)其數(shù)。作者利用美國(guó)MODI

3、SWEB和新加坡國(guó)立大學(xué)（NationalUniversityofSingape）CRSP（CentrefRemoteImaging，SensingProcessing）網(wǎng)站發(fā)布的Terra－MODIS數(shù)據(jù)，不失時(shí)機(jī)地對(duì)印度尼西亞蘇門(mén)答臘島地災(zāi)情開(kāi)展了研究，通過(guò)遙感信息處理發(fā)現(xiàn)了4種具有特殊征狀的遙感奇異信息——黃邊島岸、海水層圈、海—云層圈和尖角云。研究表明，這些遙感奇異信息具有比原始遙感影像更為深刻的指示意義，通過(guò)對(duì)它們解析研究，可

4、以對(duì)這次海嘯災(zāi)難有更多的認(rèn)識(shí)了解?；狙芯繑?shù)據(jù)為T(mén)erraMODIS災(zāi)前（2004.12.17）和災(zāi)后（2004.12.29）南亞軌道區(qū)影像數(shù)據(jù)，相關(guān)成像參數(shù)見(jiàn)表1[1]。這兩天影像區(qū)的云量覆蓋率都較高。但所幸的是，以重災(zāi)區(qū)蘇門(mén)答臘島北端為中心的區(qū)域云量偏少，這使得該區(qū)域數(shù)據(jù)應(yīng)用成為可能。由于成像時(shí)間分別為災(zāi)前11天和災(zāi)后1天，災(zāi)區(qū)影像特征變化具有很好的可比性。新加坡CRSP公布了這兩天整個(gè)東南亞MODIS影像的三種不同波段合成處理的結(jié)

5、果，即：（1）近紅外、紅光波段和綠光波段假彩色合成影像；（2）近紅外、紅光波段和綠光波段假彩色合成影像；（3）真彩色合成影像。但這些影像均為壓縮JPEG圖像格式，已不適于進(jìn)一步作遙感信息提取處理。實(shí)際研究采用的MODIS數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)MODISWeb提供的1B精度MODIS數(shù)據(jù)，共1～7波段，通過(guò)輸入以蘇門(mén)答臘島北端為中心的矩形區(qū)域坐標(biāo)直接從Inter上下載[2]。影像區(qū)域大小為1078（像元）4060（像元），面積為1，733，620k

6、m2（500米分辨率）。表1.2004.12.26和2004.12.29TerraMODIS南亞成像區(qū)參數(shù)Table1.imagingparametersofTerraMODIStoSouthAsiainNov.26&29.2004形成。之所以NE島岸沒(méi)能反映出這種影像特征，是由于海嘯繞到蘇門(mén)答臘島NE側(cè)之后，沖擊力已大為減弱，不再具備將表土植被沖刷走的能力。2.2海水層圈不同參數(shù)的ISODATA分類圖像都反映出在朝向震中一側(cè)的海洋中，

7、存在明顯的海水層圈結(jié)構(gòu)。從圖可見(jiàn)，該層圈主要由3種顏色區(qū)組成——緊靠島岸的藍(lán)色層區(qū)、遠(yuǎn)離島岸的紅色層區(qū)和居于兩者之間的綠色層區(qū)。藍(lán)色層區(qū)面積小，全部緊鄰島岸分布，形態(tài)極不規(guī)則，分布不連續(xù)。綠色層區(qū)為第二層，按照像元計(jì)算出的面積13640km2，具有連續(xù)和平行島岸分布的特點(diǎn)。紅色層區(qū)域?yàn)榈谌龑?，也是具有最大連續(xù)分布區(qū)域的層圈，其東臨綠色層區(qū)，而向SW方向一直擴(kuò)展出影像圖之外。僅從遙感角度可以對(duì)這種層奇異圈結(jié)構(gòu)的成因有兩種推測(cè)，即：推測(cè)一：

8、海嘯沖刷回流攜帶物成因。海嘯從陸地上席卷走的固體物質(zhì)，依其重量、體積大小和形態(tài)不同，在被攜帶入海后形成分異分布，如是造成了海中不同的懸浮物分區(qū)。而不同懸浮物分區(qū)對(duì)太陽(yáng)光吸收反射率不同，從而造成海水影像差異。在原始影像中，這種差異知識(shí)表現(xiàn)為不明顯的藍(lán)色和黃綠色，不易識(shí)別，但分類處理使得這種目視解譯難于識(shí)別的差異大大明顯化。根據(jù)這種成因，藍(lán)層圈主要是對(duì)大體積大質(zhì)量的海嘯沖出物在中近岸海水中分布的揭示反映，綠層圈主要是對(duì)小體積輕質(zhì)量的海嘯沖出

9、物在中近岸海水中分布的揭示反映；而紅層圈則主要是對(duì)海嘯沖出的陸地細(xì)小懸浮物在遠(yuǎn)岸海水中分布的揭示反映。但這種解釋與紅色層圈區(qū)具有圓弧形態(tài)而SW島岸卻是平直形態(tài)相矛盾，因?yàn)閺钠街毙螒B(tài)的島岸上回流入海的海水，應(yīng)該具有與海岸基本平行的平直形態(tài)，而不應(yīng)該是圓弧形態(tài)。推測(cè)二：海震造成海水環(huán)形震蕩成因。發(fā)生于蘇門(mén)答臘島SW側(cè)海底的大地震，使海水整體發(fā)生震蕩，導(dǎo)致海面宏觀形態(tài)和水體微觀結(jié)構(gòu)變化，使海洋中形成一種對(duì)太陽(yáng)光反射率起綜合改變效應(yīng)的場(chǎng)——海嘯

10、“綜合效應(yīng)場(chǎng)”。這種場(chǎng)圍繞海震中心呈對(duì)稱分布。由于海洋巨大的儲(chǔ)能功能，“綜合效應(yīng)場(chǎng)”足以保持很長(zhǎng)的時(shí)間。因此，雖然這是在災(zāi)后的第二天拍攝的MODIS影像，但“綜合效應(yīng)場(chǎng)”的對(duì)稱慣性結(jié)構(gòu)仍在海水中潛存了下來(lái)，并通過(guò)對(duì)微小差異信息具有敏感性的ISODATA分類得以揭示反映出來(lái)。另外，在12.26大震后的較長(zhǎng)一段時(shí)間里，仍余震不止，使得震中持續(xù)發(fā)出余波，對(duì)“綜合效應(yīng)場(chǎng)”能量進(jìn)行補(bǔ)充，從而使該層圈結(jié)構(gòu)得以持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。2.3海云層圈由增強(qiáng)MOD

11、IS影像還可見(jiàn)，從海震中心向蘇門(mén)答臘島內(nèi)陸方向的區(qū)域內(nèi)，存在4種相對(duì)獨(dú)立的影像特征分區(qū)，即：（1）由AB線圍成的紅色海水層區(qū)；（2）由AB與CD線圍成的綠色海水區(qū)；（3）由CD解譯線和EF解譯線圍成的陸地層區(qū)；（4）由EF解譯線和GH解譯線圍成的云層區(qū)。由AB、CD和EF3條解譯線基本上都與蘇門(mén)答臘島SW側(cè)海岸線呈平行關(guān)系，直觀反映出它們都應(yīng)該成因于同一動(dòng)力源。這已在前面討論過(guò)了。至于EF和GH，它們反映的是一條弧形云層的輪廓線。AB、