蘇門答臘島12.26海震eos-modis奇異遙感信息解析

1、蘇門答臘島蘇門答臘島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答臘島南西面太平洋底的8.6級大地震使南亞和環(huán)太平洋地區(qū)的13個國家遭受了嚴(yán)重災(zāi)難。本文采用美國MODISWeb和新加坡國立大學(xué)CRSP的MODIS遙感影像速據(jù)資料，不失時機地對重災(zāi)區(qū)蘇門答臘島北端及其臨震中海域開展了遙感調(diào)查研究，通過數(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。通過對其分析解譯，對這次海震災(zāi)難得到了更多的認識了解。【關(guān)鍵詞】蘇門答臘海震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答臘島南西面印度洋海底的8.6級大地震導(dǎo)致了一場史無前例的海嘯災(zāi)難。在地震數(shù)分鐘內(nèi)，大海洶涌沖上海岸，毀滅了北蘇門達臘海岸，造成南亞和東非13個國家近20萬人死亡，而財產(chǎn)損失更是不計其數(shù)。作者利用美國MODI

3、SWEB和新加坡國立大學(xué)（NationalUniversityofSingape）CRSP（CentrefRemoteImaging，SensingProcessing）網(wǎng)站發(fā)布的Terra－MODIS數(shù)據(jù)，不失時機地對印度尼西亞蘇門答臘島地災(zāi)情開展了研究，通過遙感信息處理發(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、?！茖尤图饨窃?。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，通過對它們解析研究，可

4、以對這次海嘯災(zāi)難有更多的認識了解?；狙芯繑?shù)據(jù)為TerraMODIS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，已不適于進一步作遙感信息提取處理。實際研究采用的MODIS數(shù)據(jù)來自美國MODISWeb提供的1B精度MODIS數(shù)據(jù)，共1～7波段，通過輸入以蘇門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島岸沒能反映出這種影像特征，是由于海嘯繞到蘇門答臘島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，該層圈主要由3種顏色區(qū)組成——緊靠島岸的藍色層區(qū)、遠離島岸的紅色層區(qū)和居于兩者之間的綠色層區(qū)。藍色層區(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，按照像元計算出的面積13640km2，具有連續(xù)和平行島岸分布的特點。紅色層區(qū)域為第三層，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方向一直擴展出影像圖之外。僅從遙感角度可以對這種層奇異圈結(jié)構(gòu)的成因有兩種推測，即：推測一：

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)對太陽光吸收反射率不同，從而造成海水影像差異。在原始影像中，這種差異知識表現(xiàn)為不明顯的藍色和黃綠色，不易識別，但分類處理使得這種目視解譯難于識別的差異大大明顯化。根據(jù)這種成因，藍層圈主要是對大體積大質(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海嘯沖出的陸地細小懸浮物在遠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，因為從平直形態(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)。推測二：海震造成海水環(huán)形震蕩成因。發(fā)生于蘇門答臘島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太陽光反射率起綜合改變效應(yīng)的場——海嘯

10、“綜合效應(yīng)場”。這種場圍繞海震中心呈對稱分布。由于海洋巨大的儲能功能，“綜合效應(yīng)場”足以保持很長的時間。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”的對稱慣性結(jié)構(gòu)仍在海水中潛存了下來，并通過對微小差異信息具有敏感性的ISODATA分類得以揭示反映出來。另外，在12.26大震后的較長一段時間里，仍余震不止，使得震中持續(xù)發(fā)出余波，對“綜合效應(yīng)場”能量進行補充，從而使該層圈結(jié)構(gòu)得以持續(xù)較長時間。2.3海云層圈由增強MOD

11、IS影像還可見，從海震中心向蘇門答臘島內(nèi)陸方向的區(qū)域內(nèi)，存在4種相對獨立的影像特征分區(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)該成因于同一動力源。這已在前面討論過了。至于EF和GH，它們反映的是一條弧形云層的輪廓線。AB、