摘 要 介绍国产卫星遥感在灾害应急方面的发展现状、监测处理流程、关键技术及应用分析等。该技术与GIS的综合应用,快速为救灾部门提供决策支持手段,在灾害应急处理中发挥了重要的作用。
关键词 国产遥感;关键技术;GIS;灾害应急
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0101-01
我国卫星遥感技术发展起步较晚,但近十几年国家陆续发射资源、环境、海洋、高分一号等系列遥感卫星,分辨率高达2米,光谱信息丰富,卫星遥感及其相关产业发展迅速,这些都为灾害应急提供了重要的数据及技术支持。并且近些年,在各重大灾害应急处理中,国产遥感卫星数据及其相关技术的应用都发挥了非常重要的作用。
1 流程与关键技术
灾害应急监测流程如图1所示。
关键技术主要包括:卫星载荷选取、遥感影像处理、灾害信息提取及基于GIS的灾害信息及灾情评估等技术。
图1 灾害应急监测流程
1.1 载荷选取
结合灾区实际情况,选择空间分辨率较高、光谱信息丰富的遥感数据,国产资源遥感卫星中ZY‐3、ZY‐02C、高分一号在灾害应急监测中都具有相对优势;时间上,应在获取灾后最新的遥感影像的同时调取灾前存档数据,以便进行对比分析;同时,尽量获取天气状况较好的影像数据。
1.2 遥感影像处理
灾害应急遥感数据处理主要包括辐射校正、几何校正、图像融合、拼接等。目前国外遥感数据处理软件如:ENVI、ERDAS等都支持国产遥感数据的处理,国内软件Titan、GEOWAY IS等也能满足需求。同时,各相关单位相继研发了自主的数据处理平台,不仅能满足各载荷数据基本的处理功能,同时支持海量数据高精度批处理,很大程度上解放了遥感数据处理所需的大量人力。
1.3 灾害信息提取[1]
灾害信息主要包括灾害发生的地理位置、范围、灾后状况等。不同的灾害类型,提取方式不同,基本有两种方式:①目视解译:主要是通过人眼目视判别目标物,这种方法较传统,需要大量的人力支持;②计算机智能识别技术:主要是利用计算机高效的信息处理能力,结合现今先进的自动目标识别技术,对海量的遥感信息数据进行快速批处理,筛选出疑似目标区域,这种技术节省人力且高效,但需要提取目标物及其他非目标物样本的多光谱信息,进行相关性分析,建立并不断的验证和修正灾害信息识别模型,尽管如此,仍可能出现误判。也可将上述两种方法相结合使用,既提高了效率,也提高了准确度,这种模式在目前国产遥感灾害信息提取中应用广泛。
1.4 灾害信息结果及灾情评估[2]
灾害信息及评估结果主要形式有:图形、图像、图表及报告等。根据信息提取结果,结合基础地理数据库、存档影像库以及GIS空间分析、统计分析技术对灾情进行分析评估,并且利用GIS二维显示、三维模拟及制图输出功能将灾害信息及分析评估结果输出。同时也可通过遥感及GIS二次开发技术,建立灾害应急平台。
2 国产遥感应急监测应用
2.1 地震应急监测
“5·12”地震发生后,中国资源卫星中心启动灾害应急机制,利用处于在轨休眠状态的CBERS-02星和业务运行的02B星双星共同对地震灾区进行持续跟踪观测[3]。通过对多源遥感数据的直观判别、对比、可视化的三维仿真分析等方法对灾情进行监测,解译出灾区多处滑坡、堰塞湖和人工建筑损毁,并向上级部门和国家减灾部门报送监测结果,为抗震救灾的部署与决策,以及灾后重建工作提供了重要的信息支持。
2.2 洪水灾情监测
2013年8月中旬松花江流域出现自1998年以来最大洪水,截至8月19日,已造成东北三省111个县区市373.7万人受灾。灾情发生后,高分技术应用中心及时获取东北灾区高分一号卫星数据,并对这些数据进行几何校正、镶嵌与水体提取处理。通过处理与分析,实现灾区灾情的遥感分析,并统计受灾面积,实现对灾害重点关注地区的持续综合分析处理,为救灾部门提供抗洪救灾决策技术支持。
2.3 马航失联
2014年3月,马航客机失联后,西安卫星测控中心启动应急机制,根据马航客机目标的尺寸、卫星数据的分辨率及覆盖幅宽等因素综合考虑,紧急调度多颗遥感卫星,如:资源三号、资源02C星、 GF-1号等,为搜救马航失联客机提供数据服务。多家单位协助用目视解译与计算机智能识别技术相结合的方法进行目标源搜索。
3 展望
随着应用化需求及国家政策的大力支持,我国将陆续发射高分系列后续遥感卫星,各研究单位也将发射自主的商业化遥感小卫星,数据分辨率及质量将大幅度提高,为灾害应急提供了重要的数据来源。同时在卫星遥感产业化的时代中,随着各种技术力量(如:数据处理、GIS、数据库、云技术等)的发展与注入,为遥感卫星在灾害处理中的应用提供了新的技术支持。这都将为灾害应急监测提供非常有力的辅助决策信息。
参考文献
[1]马蔼乃.遥感信息模型[M].北京:北京大学出版社,1997.
[2]杨国周,李花.论增强防灾减灾综合实力的科技支撑[J].防灾科技学院学报,2007.
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