遥感技术在减灾救灾中的应用

                           遥感技术在减灾救灾中的应用

摘要：遥感技术已广泛应用于地震、洪涝、台风等自然灾害的减灾救灾工作中，并在灾前预警准备、灾中监测救援和灾后评估恢复阶段发挥了重要作用。首先介绍了灾害信息获取中常用的可见光、热红外和雷达数据及其特点，然后分析了遥感技术在减灾救灾中的应用优势，最后介绍遥感在不同种类灾害中的应用情况，并对我国遥感技术在减灾救灾的发展方向进行了展望。

关键词：遥感技术；自然灾害；减灾救灾

 

1.引言

我国地域辽阔，地理环境复杂，是灾害发生频率较高的国家，给人民生命财产造成严重威胁，引起了人们对减灾救灾工作的极大重视。然而对于大型的突发性自然灾害而言，由于灾害本身造成的通讯中断、交通设施毁坏等多方面影响，导致在大型灾害发生时很难通过常规手段获取灾区的实时信息，进而影响救援工作的进行。遥感技术的快速发展为我们提供了一种获取实时灾害信息的可靠手段。通过各种机载和星载的传感器，可以准确获取灾区实时的影像数据,作为减灾救灾工作决策的重要依据。

目前，遥感技术已被广泛应用于各种重大灾害的救灾工作中。事实证明，无论是印度洋海啸，还是中国的汶川地震,遥感技术都在减灾救灾工作中发挥了非常重要的作用。

2. 遥感在减灾救灾中的应用优势

遥感技术是20世纪60年代在航空摄影的基础上蓬勃发展起来的一门综合探测技术，它利用航空、航天遥感平台上的遥感仪器，获取地球表层特征的反射或发射电磁辐射能的数据，通过数据处理和分析,定性、定量地研究地球表层的物理、化学、地学、生物过程。物体具有的不同反射、发射电磁辐射的能力，在遥感中表现为不同的成像。对遥感影像进行处理与分析后，就可以实现地物的识别和信息的提取。与常规信息采集方式相比，遥感技术在灾区信息的获取，上具有明显的优势,主要表现在以下几个方面:

1. 覆盖范围广。遥感技术可以对大范围的受灾地区进行观测和数据采集，从宏观上反映受灾地区的情况。例如，一景TM影像可以覆盖185km的地表范围，相当于能够覆盖汶川地震中受灾最严重的北川县全境；我国/HJ10卫星获取的影像幅宽为360 km(2台组合\ 700 km),能够获取更大的地表范围。大范围的数据获取能力也为全球气候变化及区域地质活动的研究提供了有力条件。
2. 获取速度快、手段多。遥感技术可以对灾区进行周期性的观测来获取不同时相的影像。通过受灾前后遥感影像的对比分析，不但能够定位受灾区域、估计影响范围,还能跟踪灾情的动态变化。例如,搭载MODIS光谱仪的上午星Terra和下午星Aqua可以达到一天过境4次；SPOT卫星的HRV传感器具有倾斜观察能力，能够在不同轨道上用不同的观察角对同一地区进行观测，产生立体像对以获得三维空间数据。这种高时相分辨率以及多观测角度的特点，为实时获取灾情信息提供了可能。
3. 信息量大。遥感通过探测可见光、反射红外、热红外和微波等不同波长范围的电磁辐射能，来获取包括植被覆盖、土壤水分、区域地质、水文地质、环境污染、森林火灾和地表形态等信息。不同遥感影像的分辨率在几十厘米至几百公里之间，能够满足不同尺度下减灾救灾的应用需求。

3.遥感技术在减灾救灾阶段管理中的作用

自1906年CR劳伦斯利用固定在风筝，上的相机成功拍摄了美国旧金山8.3级地震，获取了震后大范围的受灾影像后,人类将遥感技术运用到灾害防治中的尝试没有停止过。20世纪60年代开始，随着航空摄影技术的发展，美国、日本、加拿大等国开始将航空遥感用于灾害信息调查中。20世纪90年代以来，高分辨率成像卫星的发射,推动了航天遥感技术在灾害信息获取方面的快速发展，并被广泛应用于各种自然灾害的灾前预防、灾中监测和灾后重建工作中,取得了很好的应用效果。现代遥感技术的应用贯穿于减灾救灾的各个阶段：

1. 灾害预警和准备。对于非瞬时性爆发的自然灾害而言，其孕育到发生的过程需要一定的时间，及时准确的灾害预警能够有效降低灾害造成的损失。覆盖全球范围的航空航天遥感器对陆地、海洋和大气等圈层的持续监测和记录，能够提供有关自然灾害形成条件的大量信息，据此对地热、洋流和气候出现的异常做出危害性分析;在灾害发生前对台风路径、洪水淹没地区、沙尘影响区域等做出估计，及时发布灾害预警信息，为灾前准备争取宝贵的时间,采取必要的防灾措施将损失降到最小。
2. 灾害监测与救援。重大灾害发生时往往会造成交通系统瘫痪和通讯网络失效,外界难以通过常规方式获取灾区信息。遥感凭借技术上的优势，可以在灾害发生的过程中动态监测其进展和态势,从宏观上初步估计受灾范围、受灾程度、交通运输状况等信息给各级抗灾指挥机关，作为抢险救灾的准确依据。
3. 灾后评估与恢复。灾害过后，快速评估受损情况是极为重要的。遥感数据经过解译和分析后，能够快速寻找并定位倒塌房屋、损毁道路、堵塞河道、受损农田、滑坡和泥石流的位置，估计灾害影响的范围和程度；同时遥感获取的地形地貌、地质构造和城镇规模等数据也是区域脆弱性评价的重要资料。科学准确的灾情分类评估结果和灾害脆弱性分析报告将作为政府制定重建方案的重要依据。

4.应用实例

1. 地震灾害具有时间上的随意性、地域上的不确定性及快速变化等特点。我国历史上发生在陕西华县、河北唐山、四川汶川和青海玉树等地的破坏性大地震给人们留下了不可磨灭的痛苦回忆。目前遥感技术在地震灾害中主要应用于大范围灾害信息获取、设施受损情况评估等方面。在震后道路与通信设施瘫痪的情况下，搭载了摄影系统的小型飞机仍可以在第一时间快速获取灾区的大范围影像,细致、全面地反映受灾情况；通过图像判读和多波段组合处理，能够提取出地震中的受灾范围、损毁道路、堰塞湖、倒塌房屋等多种专题信息，为灾情速报、损失评估和抗震救灾决策提供依据。
2. 洪涝灾害具有持续时间短、受灾面积广、危害大等特点。我国是洪涝灾害发生较为频繁的国家，且发灾地区周边往往是人口较为密集的区域，所以有效的防洪减灾机制和及时准确的灾情信息获取手段非常重要。/风云2号0( FY-2)卫星上搭载的可见光、红外和水汽自旋扫描辐射计( VIWSSR)能够获取白天的可见光云图、昼夜的红外云图以及水汽分布图像,每半小时就能获取一幅分辨率为5 km的全景原始云图,监测和预报降水信息;洪涝灾害发生时往往伴随着持续降雨，在可见光遥感受到影响的情况下，微波遥感凭借其全天时、全天候、具有穿透性等独特优势。依然可在第一时间获取灾区的实时数据。
3. 台风灾害。我国是世界上受台风灾害影响最为严重的国家之一，广东、海南、台湾、浙江、福建等省市受台凤影响较为频繁切。由于地势低平、人口和建筑密集，这些地区已成为面对台风灾害最腌弱的地区。台风灾害中的强风具有巨大的破坏力能够损毁房屋和设施；与之相伴的暴雨和风暴潮往往会引起海堤溃决、洪水暴发等次生灾害,冲毁建筑、淹没城镇和农田,造成大量的人员伤亡和经济损失。遥感气象卫星数据可以跟踪台风的形成和发展.确定其中心位置,监测实时的移动方向和速度.估计台风强度和登陆的时间地点,提供实时准确的台风预报。

5.结语

        尽管我国的遥感技术起步发展较晚，相关经验不足，但随着科学家对遥感技术的深入研究，现如今，遥感技术已经在我国减灾救灾工作中发挥了重要作用，同时为相关专家提供灾难前的预警信息、灾难时的检测信息、灾难后的总结信息。未来我国遥感技术应从以下几方面发展：制定应用规范，完善应用体系；增强遥感数据获取能力，促进信息共享；提高遥感数据处理的时效性。