吳瑋 胡凱龍 蘇琮

吳瑋，博士，應(yīng)急管理部國(guó)家減災(zāi)中心衛(wèi)星遙感部副主任，副研究員。主要研究領(lǐng)域?yàn)闉?zāi)害遙感監(jiān)測(cè)、空間數(shù)據(jù)管理與可視化、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與損失評(píng)估等。近年來(lái)具體負(fù)責(zé)和承擔(dān)了民用空間基礎(chǔ)設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)規(guī)劃論證、多源衛(wèi)星資源協(xié)調(diào)與獲取機(jī)制建設(shè)、災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估業(yè)務(wù)、應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等工作。先后多次參與重特大災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估與現(xiàn)場(chǎng)核查工作。主持或參與10 余項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目，發(fā)表科技論文20余篇，合著出版專著/圖集3部，獲得發(fā)明專利1項(xiàng),主持或參與編寫防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。

引言

習(xí)近平總書記指出，我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，災(zāi)害種類多，分布地域廣，發(fā)生頻率高，造成損失重，這是一個(gè)基本國(guó)情。黨的十九大報(bào)告中明確提出了“健全公共安全體系，完善安全生產(chǎn)責(zé)任制，堅(jiān)決遏制重特大安全事故，提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力”的要求。衛(wèi)星遙感技術(shù)憑借其觀測(cè)范圍廣、探測(cè)手段多樣、多尺度動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在重特大災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)情評(píng)估以及災(zāi)后恢復(fù)重建等過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，是防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)重要的技術(shù)支撐手段之一。當(dāng)前，全球遙感衛(wèi)星正在加速升級(jí)換代，多星組網(wǎng)和全球化觀測(cè)趨勢(shì)日益明顯，多維、多尺度、多平臺(tái)的衛(wèi)星遙感綜合觀測(cè)能力正逐步形成。與此同時(shí)，我國(guó)的遙感衛(wèi)星正步入高質(zhì)量發(fā)展的快車道，新平臺(tái)、新載荷、新成像體制不斷出現(xiàn)，遙感業(yè)務(wù)衛(wèi)星穩(wěn)步增長(zhǎng)，商業(yè)遙感發(fā)展迅速，這些都為衛(wèi)星遙感在應(yīng)急管理中的應(yīng)用提供了豐富的遙感數(shù)據(jù)資源。進(jìn)入新時(shí)代，根據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)災(zāi)害形勢(shì)，習(xí)近平總書記提出要“堅(jiān)持以防為主、防抗救相結(jié)合，堅(jiān)持常態(tài)減災(zāi)和非常態(tài)救災(zāi)相統(tǒng)一，努力實(shí)現(xiàn)從注重災(zāi)后救助向注重災(zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，從應(yīng)對(duì)單一災(zāi)種向綜合減災(zāi)轉(zhuǎn)變，從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變”，這一防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的新理念、新論述、新要求為我們開展衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用指明了方向，提供了根本遵循。隨著應(yīng)急管理部的組建和機(jī)構(gòu)改革的深入推進(jìn)，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用也正逐步從關(guān)注自然災(zāi)害向人為事故災(zāi)難拓展，從主要面向?yàn)?zāi)害損失評(píng)估向注重災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變，從單一的災(zāi)害遙感信息提取向天—空—地、多源多尺度數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用方向發(fā)展。

本文旨在總結(jié)近年來(lái)我國(guó)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及其應(yīng)用特點(diǎn)，分析新形勢(shì)下應(yīng)急管理對(duì)衛(wèi)星應(yīng)用的需求以及遙感衛(wèi)星在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的應(yīng)用能力，展望未來(lái)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的前景，為衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用的發(fā)展提供借鑒參考。

圖1 遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用需求圖

新形勢(shì)下遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)急管理應(yīng)用需求分析

衛(wèi)星遙感是開展致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性、承災(zāi)體脆弱性監(jiān)測(cè)和災(zāi)情精細(xì)評(píng)估的重要支撐手段。針對(duì)新形勢(shì)下防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援、安全生產(chǎn)等應(yīng)急管理工作，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用需求主要可歸納為以下4個(gè)方面（圖1）。

1.遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)種類需求。我國(guó)災(zāi)害種類多樣，不同類型災(zāi)害、不同災(zāi)害監(jiān)測(cè)對(duì)象以及災(zāi)害管理不同階段對(duì)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的類型和技術(shù)指標(biāo)要求都不相同。從衛(wèi)星遙感探測(cè)波段角度分析，可見(jiàn)光、近紅外、短波紅外至熱紅外譜段對(duì)洪澇、干旱、雪災(zāi)、火災(zāi)、人為事故等各類災(zāi)害的監(jiān)測(cè)均有不同程度的應(yīng)用能力；對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等精細(xì)辨識(shí)需要納米級(jí)的高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)；不同頻段、極化方式和成像模式的微波遙感衛(wèi)星是全天候獲取災(zāi)害信息不可或缺的重要手段；激光雷達(dá)、差分干涉SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)于開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害損失評(píng)估等有積極作用。從衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)空間分辨率角度分析，大尺度干旱、洪澇災(zāi)害需要大幅寬、中低分辨率遙感數(shù)據(jù)，而對(duì)于由地震、滑坡、泥石流、人為事故等災(zāi)害引起的房屋、基礎(chǔ)設(shè)施等承災(zāi)體損毀，需要米級(jí)甚至亞米級(jí)的空間辨識(shí)能力進(jìn)行精細(xì)化評(píng)估。因此，防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作對(duì)于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)類型的需求應(yīng)該是高中低多種分辨率相結(jié)合，涵蓋全色多光譜、紅外、高光譜、微波、激光雷達(dá)等多種類型有效載荷數(shù)據(jù)，甚至近年來(lái)發(fā)展的視頻衛(wèi)星數(shù)據(jù)、夜光/微光遙感數(shù)據(jù)在防災(zāi)減災(zāi)中也有應(yīng)用潛力。

2.遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取與服務(wù)需求。應(yīng)急管理工作的特殊性決定了對(duì)遙感衛(wèi)星應(yīng)急響應(yīng)時(shí)效性和持續(xù)動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)能力有較高的要求。災(zāi)害發(fā)生發(fā)展受大氣、地理環(huán)境、地質(zhì)條件等多因素影響，干旱等緩發(fā)性災(zāi)害的變化較慢，對(duì)衛(wèi)星重訪觀測(cè)時(shí)間要求不高，可以天、旬等為單位進(jìn)行觀測(cè)成像；而臺(tái)風(fēng)、洪澇、森林草原火災(zāi)等災(zāi)害發(fā)展變化很快，需要遙感衛(wèi)星能第一時(shí)間獲取災(zāi)害情況，觀測(cè)時(shí)間間隔需達(dá)到小時(shí)甚至分鐘級(jí)。在完成遙感衛(wèi)星成像任務(wù)后，還需要盡可能地縮短數(shù)據(jù)接收、預(yù)處理和分發(fā)時(shí)間，為應(yīng)急管理應(yīng)用部門高效獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供保障。在滿足時(shí)效性要求的同時(shí)，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力還會(huì)受到分發(fā)服務(wù)的遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量影響，只有經(jīng)過(guò)輻射定標(biāo)、幾何定位精度高、覆蓋災(zāi)區(qū)噪聲小的遙感數(shù)據(jù)才能滿足災(zāi)害遙感指數(shù)參數(shù)反演以及洪澇、火災(zāi)、雪災(zāi)等災(zāi)害監(jiān)測(cè)對(duì)定量化應(yīng)用的需求。

3.遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)需求。圍繞防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)決策對(duì)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求，需要推動(dòng)遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用處理關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，制定數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范，建立面向應(yīng)急管理全過(guò)程的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)多維展示、處理、分析與服務(wù)系統(tǒng)，為遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的業(yè)務(wù)化應(yīng)用提供可靠、穩(wěn)定的技術(shù)支撐平臺(tái)。

4.遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。災(zāi)害管理周期包含減災(zāi)、備災(zāi)、應(yīng)急救災(zāi)和恢復(fù)重建等階段，各階段對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)需求和工作內(nèi)容各不相同。為支撐災(zāi)害應(yīng)急管理全過(guò)程業(yè)務(wù)，需要國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)有效支撐災(zāi)害事故要素監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、應(yīng)急監(jiān)測(cè)、損失評(píng)估和災(zāi)后恢復(fù)重建等工作。其中，災(zāi)害事故要素監(jiān)測(cè)是對(duì)各類自然災(zāi)害和安全事故的遙感特征和指數(shù)參數(shù)進(jìn)行定量化反演和識(shí)別提取，通過(guò)連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析，為災(zāi)害事故的隱患排查和早期發(fā)現(xiàn)提供信息服務(wù)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)是利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)等資料對(duì)災(zāi)害事故發(fā)生的可能性、危險(xiǎn)程度及其區(qū)域以及可能的損失進(jìn)行評(píng)估，為災(zāi)害事故的預(yù)報(bào)預(yù)警提供依據(jù)。應(yīng)急監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)是在災(zāi)害事故發(fā)生后，利用中高分辨率遙感數(shù)據(jù)對(duì)洪澇淹沒(méi)區(qū)域、滑坡泥石流范圍、火點(diǎn)位置和過(guò)火面積、安置帳篷、尾礦庫(kù)、危化品等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為災(zāi)害應(yīng)急救援和緊急救助提供及時(shí)、精準(zhǔn)的信息支持。損失評(píng)估業(yè)務(wù)是利用高分辨率國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)害范圍、毀損實(shí)物量和直接經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估。災(zāi)后恢復(fù)重建業(yè)務(wù)是災(zāi)害穩(wěn)定后，利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)區(qū)的民房、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施以及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為政府評(píng)估災(zāi)后恢復(fù)重建效果提供決策支持。

表1 我國(guó)主要在軌民用遙感衛(wèi)星一覽表

國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星及數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析

經(jīng)過(guò)四十多年的努力，我國(guó)在軌對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)到100余顆，基本形成了“風(fēng)云”“海洋”“資源”“環(huán)境減災(zāi)”“天繪”等系列的遙感衛(wèi)星，吉林一號(hào)、高景等各具特色的商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)展迅猛，初步實(shí)現(xiàn)了不同分辨率自主遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、處理和分發(fā)服務(wù)能力，為陸地、大氣、海洋等災(zāi)害系統(tǒng)綜合觀測(cè)提供了有效的數(shù)據(jù)保障。近年來(lái)，我國(guó)主要在軌民用遙感衛(wèi)星見(jiàn)表1。

衛(wèi)星 主要載荷 性能指標(biāo) 發(fā)射時(shí)間高分四號(hào)（GF-4）凝視相機(jī) 靜止衛(wèi)星，分鐘級(jí)重訪。全色多光譜通道：5個(gè)譜段，空間分辨率為50m，幅寬400km中波紅外通道：1個(gè)譜段，空間分辨率為400m，幅寬400km 2015/12/29高分五號(hào)（GF-5）可見(jiàn)短波紅外高光譜相機(jī)、全譜段光譜成像儀等共6臺(tái)可見(jiàn)短波紅外高光譜相機(jī)：0.4～2.5 μm，空間分辨率為30m，幅寬為60km，330個(gè)通道全譜段光譜成像儀：0.45～12.5 μm，12個(gè)通道，空間分辨率為20m（0.45～2.35 μm）/40m（3.5～12.5 μm），幅寬為60km 2018/05/09高分六號(hào)（GF-6）高分相機(jī)、寬幅相機(jī) 高分相機(jī):空間分辨率為2m（全色）/8m（多光譜），多光譜為可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為90km寬幅相機(jī): 空間分辨率為16m，可見(jiàn)光近紅外8個(gè)波段，幅寬為800km 2018/06/02環(huán)境減災(zāi)（HJ-1）A星CCD相機(jī)、高光譜成像儀CCD相機(jī)：可見(jiàn)光紅外4個(gè)波段，空間分辨率為30m，幅寬360km，4天重訪高光譜成像儀：115個(gè)波段，0.45～0.95 μm，空間分辨率為100m，幅寬50km，4天重訪2008/09/06環(huán)境減災(zāi)（HJ-1）B星CCD相機(jī)、紅外多光譜相機(jī)CCD相機(jī)：可見(jiàn)光紅外4個(gè)波段，空間分辨率為30m，幅寬360km，4天重訪紅外多光譜相機(jī)：4個(gè)波段，幅寬720km，空間分辨率為150m（近紅外至中紅外）/300（熱紅外），4天重訪2008/09/06環(huán)境減災(zāi)（HJ-1）C星合成孔徑雷達(dá) S波段，空間分辨率為5m（單視）/20m（4視），幅寬為40km（條帶）/100km（掃描）2012/11/19資源一號(hào)04星（CBERS-04）全色多光譜相機(jī)、紅外多光譜相機(jī)、多光譜相機(jī)、寬視場(chǎng)成像儀全色多光譜相機(jī)：空間分辨率5m（全色）/10m（多光譜）,可見(jiàn)光近紅外3個(gè)波段，幅寬為60km，3天重訪紅外多光譜相機(jī): 空間分辨率40m（近紅外短波紅外）/80m（熱紅外），4個(gè)波段，幅寬為120km多光譜相機(jī)：空間分辨率20m，可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為120km寬視場(chǎng)成像儀：空間分辨率73m，可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為866km，3天重訪2014/12/07資源一號(hào)02C星（ZY-1 02C）全色多光譜相機(jī)、全色高分辨率相機(jī)全色多光譜相機(jī)：空間分辨率5m（全色）/10m（多光譜），可見(jiàn)光近紅外3個(gè)波段，幅寬為60km，3天重訪全色高分辨率相機(jī)：空間分辨率2.36m，幅寬27km（單臺(tái)）2011/12/22資源三號(hào)（ZY3）01/02前視相機(jī)、后視相機(jī)、正視相機(jī)、多光譜相機(jī)01星：空間分辨率3.5m（前/后視）、2.1m（正視）、6m（多光譜）,幅寬≥51km，前/后/正視相機(jī)光譜范圍0.5～0.8 μm，多光譜相機(jī)含可見(jiàn)光近紅外4個(gè)譜段，5天重訪02星：空間分辨率2.5m（前/后視）、2.1m（正視）、5.8m（多光譜）,幅寬51km，前/后/正視相機(jī)光譜范圍0.5～0.8 μm，多光譜相機(jī)含可見(jiàn)光近紅外4個(gè)譜段，3～5天重訪2012/01/09（01）2016/05/30（02）實(shí)踐九號(hào)（SJ-9）A/B A星全色多光譜相機(jī)、B星紅外相機(jī)A星全色多光譜相機(jī)：空間分辨率2.5m（全色）/10m（多光譜）,可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為30km，4天重訪B星紅外相機(jī)：光譜范圍0.8～1.2 μm，1個(gè)譜段，空間分辨率73km，幅寬18km，8天重訪2012/10/14天繪一號(hào)01/02全色相機(jī)、多光譜相機(jī)、三線陣全色立體相機(jī)空間分辨率為2m（全色）/5m（三線陣全色）/10m（多光譜），可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為60km 2010/08/24（01）2012/05/06（02）北京二號(hào) VHRI-100成像儀 空間分辨率為0.8m（全色）/3.2m（多光譜），多光譜為可見(jiàn)光近紅外4個(gè)波段，幅寬為24km，3顆衛(wèi)星1天重訪2015/07/11吉林一號(hào) 光學(xué)A星載荷、視頻星載荷光學(xué)A星: 空間分辨率為0.72m（全色），2.88m（多光譜）；包含1個(gè)全色和3個(gè)可見(jiàn)光波段；幅寬為11.6km；重訪周期：1天（4星）視頻01/02星：空間分辨率為1.13m（彩色），幅寬為4.6km×3.4km視頻03星：空間分辨率為0.92m（彩色），幅寬為11km×4.5km視頻04/05/06/07/08星：空間分辨率為1m（彩色），幅寬為19km×4.5km。具備凝視、立體、夜光等多種成像模式2015/10/07（光學(xué)A星、視頻01/02）2017/01/09（視頻03）2017/11/21 （視頻04/05/06） 2018/01/09（視頻07/08）高景一號(hào)（SuperView-1）01/02/03/04全色多光譜相機(jī) 空間分辨率：0.5m（全色），2m（多光譜）；光譜：1個(gè)全色和4個(gè)多光譜波段（可見(jiàn)光近紅外）；幅寬：12km；重訪周期：1天（4星）2016/12/28（01/02）2018/01/09（03/04）

表1主要反映了近年來(lái)我國(guó)用于防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作的科研、業(yè)務(wù)和商用遙感衛(wèi)星資源情況。從中不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)風(fēng)云氣象衛(wèi)星已經(jīng)形成了靜止和極軌兩個(gè)序列的衛(wèi)星。面向?yàn)?zāi)害性天氣過(guò)程的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警任務(wù)，風(fēng)云衛(wèi)星配備有可見(jiàn)光紅外自旋掃描輻射儀、微波溫度計(jì)、微波濕度計(jì)、光譜成像儀、微波成像儀等多型傳感器。針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和跟蹤，風(fēng)云衛(wèi)星能每15分鐘對(duì)地球圓盤掃描成像一次。同時(shí)，由于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)空間分辨率一般為公里級(jí)，最高達(dá)250m，可為各類突發(fā)災(zāi)害天氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、短時(shí)預(yù)報(bào)和臨近天氣預(yù)報(bào)提供大尺度、高頻次的衛(wèi)星觀測(cè)資料。針對(duì)風(fēng)暴潮、赤潮、海冰、海浪等海洋災(zāi)害事件的預(yù)防、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、評(píng)估和指揮決策等應(yīng)用需求，我國(guó)發(fā)展了海洋水色環(huán)境（海洋一號(hào)）、海洋動(dòng)力環(huán)境（海洋二號(hào)）等系列衛(wèi)星，配置有海洋水色掃描儀、海岸帶成像儀、微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)和微波輻射計(jì)等多種遙感載荷，提供的遙感數(shù)據(jù)資料具有譜段范圍寬、覆蓋范圍廣、中低分辨率為主等特點(diǎn)。

陸地觀測(cè)衛(wèi)星主要提供中高分辨率的遙感數(shù)據(jù)，隨著我國(guó)航天工業(yè)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星圖像質(zhì)量不斷提高（圖2）。

其中，以環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星、高分一號(hào)為代表的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星可提供大尺度、大范圍、中分辨率的遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)多星組網(wǎng)時(shí)間分辨率可達(dá)1天重訪，而靜止軌道高分四號(hào)衛(wèi)星甚至能實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)的重訪觀測(cè)成像。以資源、天繪、實(shí)踐以及商業(yè)衛(wèi)星為代表的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星能夠提供優(yōu)于5m的高分辨率遙感數(shù)據(jù)，譜段配置上以全色和可見(jiàn)光近紅外多光譜數(shù)據(jù)為主，最高可實(shí)現(xiàn)0.5m分辨率成像，通過(guò)衛(wèi)星組網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)1天重訪成像。目前，在軌民用SAR衛(wèi)星數(shù)量總體偏少，高分辨率的紅外和高光譜遙感數(shù)據(jù)仍然不足，尚未形成小時(shí)級(jí)的高分辨率衛(wèi)星遙感應(yīng)急成像能力。同時(shí)，視頻成像、夜光/微光成像等新型遙感數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，為災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估提供了更豐富的監(jiān)測(cè)手段。

圖2 高分一號(hào)寬幅相機(jī)假彩色影像圖

圖3 2018年11月3日西藏阿里地區(qū)改則縣4.5級(jí)地震災(zāi)區(qū)資源三號(hào)遙感影像圖

國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用能力分析

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域我國(guó)已初步建立了一套遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)體系和產(chǎn)品體系，形成了常態(tài)減災(zāi)和應(yīng)急救災(zāi)相結(jié)合的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，災(zāi)害遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)初步建立。目前，我國(guó)已建立了國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取機(jī)制，衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取渠道還在穩(wěn)步拓展。利用環(huán)境減災(zāi)、高分、資源等國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，已開展災(zāi)害應(yīng)急制圖（圖3）、災(zāi)情監(jiān)測(cè)評(píng)估和恢復(fù)重建監(jiān)測(cè)等工作，在四川蘆山地震、云南魯?shù)榈卣?、長(zhǎng)江中下游暴雨洪澇、四川茂縣山體滑坡、大興安嶺森林大火等減災(zāi)與應(yīng)急業(yè)務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

結(jié)合遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)對(duì)象和應(yīng)用服務(wù)方向（圖4），應(yīng)用能力主要包括：

在災(zāi)害事故要素監(jiān)測(cè)方面，利用國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，能夠反演植被指數(shù)、水體指數(shù)、雪被指數(shù)、陸表溫度等遙感指數(shù)參數(shù)，提取和分析植被、水體、積雪、礦山、尾礦庫(kù)、?；返葹?zāi)害系統(tǒng)重要要素的空間分布及其變化等信息。在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，利用國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)重點(diǎn)針對(duì)洪澇、臺(tái)風(fēng)、干旱、滑坡等災(zāi)害，提供災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)要素的分布和狀態(tài)，在暴雨天氣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)評(píng)估、海洋風(fēng)場(chǎng)和氣旋的監(jiān)測(cè)與風(fēng)暴潮風(fēng)險(xiǎn)防范、地面沉降分布與地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面發(fā)揮作用。在應(yīng)急監(jiān)測(cè)方面，針對(duì)突發(fā)性災(zāi)害，利用國(guó)產(chǎn)遙感數(shù)據(jù)，分析災(zāi)害在遙感影像上的光譜、結(jié)構(gòu)、紋理等特征，獲取洪澇、地質(zhì)、森林草原火災(zāi)等災(zāi)害范圍及其發(fā)展演變情況。在損失評(píng)估方面，主要利用高分辨率遙感影像對(duì)受災(zāi)范圍內(nèi)房屋、道路等毀損實(shí)物的數(shù)量和程度進(jìn)行分析和評(píng)估。在災(zāi)后恢復(fù)重建方面，國(guó)產(chǎn)遙感影像能對(duì)房屋規(guī)劃重建進(jìn)度、道路修復(fù)進(jìn)展和生態(tài)植被恢復(fù)進(jìn)程等進(jìn)行時(shí)序的定期監(jiān)測(cè)。針對(duì)國(guó)際災(zāi)害，國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)已應(yīng)用到阿富汗干旱、緬甸洪澇、老撾潰壩等重大災(zāi)害的應(yīng)急快速制圖服務(wù)中，為國(guó)際援助和應(yīng)急救援提供了及時(shí)遙感信息服務(wù)。

圖4 遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用框架圖

衛(wèi)星遙感在應(yīng)急管理中取得顯著成效的同時(shí)，受多方面因素的影響，實(shí)際應(yīng)用中還存在諸多問(wèn)題，突出表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

一是缺乏衛(wèi)星資源統(tǒng)籌調(diào)度，遙感數(shù)據(jù)存在冗余重復(fù)現(xiàn)象。由于遙感衛(wèi)星資源及配套地面系統(tǒng)分布在不同的機(jī)構(gòu)，針對(duì)重大災(zāi)害應(yīng)急任務(wù)，衛(wèi)星觀測(cè)規(guī)劃的協(xié)調(diào)機(jī)制尚未有效形成，導(dǎo)致衛(wèi)星成像在時(shí)間上不銜接、空間上不統(tǒng)籌，造成災(zāi)區(qū)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)存在既多又少的問(wèn)題。一方面在空間上重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域往往遙感數(shù)據(jù)集中，存在大量冗余，而其他災(zāi)區(qū)有效覆蓋數(shù)據(jù)較少，難以有效獲取全覆蓋的災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)；另一方面在時(shí)相上衛(wèi)星連續(xù)協(xié)同監(jiān)測(cè)還不夠，定期獲取災(zāi)區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)遙感數(shù)據(jù)還存在不足。

二是缺乏業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，遙感數(shù)據(jù)深度融合應(yīng)用不夠。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)作為一種有效的天基資源，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)災(zāi)區(qū)的廣域覆蓋監(jiān)測(cè)，但也需要與航空、地面監(jiān)測(cè)、社會(huì)輿情、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等各方面的資料進(jìn)行復(fù)合分析，才能最大限度地發(fā)揮衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果。由于還沒(méi)有形成協(xié)同聯(lián)動(dòng)工作模式，各類資料沒(méi)有有效、及時(shí)的匯聚、共享和復(fù)用，導(dǎo)致衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用容易出現(xiàn)低水平的重復(fù)，信息的時(shí)效性和可靠性降低，制約了衛(wèi)星遙感應(yīng)用成效的發(fā)揮。

三是遙感數(shù)據(jù)在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范中的應(yīng)用研究不夠，缺乏信息共享與服務(wù)技術(shù)支撐平臺(tái)。加強(qiáng)災(zāi)害隱患的排查與識(shí)別、災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)的防范是新時(shí)代防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作的迫切要求。長(zhǎng)期以來(lái)，盡管以風(fēng)云衛(wèi)星為代表的遙感衛(wèi)星在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的跟蹤監(jiān)測(cè)、短臨災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警等方面發(fā)揮重要作用。然而，遙感數(shù)據(jù)在洪澇、干旱、森林草原火災(zāi)、滑坡泥石流等自然災(zāi)害和人為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用研究還很薄弱，相應(yīng)的模型方法儲(chǔ)備不足。同時(shí)，跨部門、跨層級(jí)的應(yīng)急管理遙感信息共享平臺(tái)尚未建立，盡管已經(jīng)建立了多個(gè)與防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)相關(guān)的技術(shù)系統(tǒng)，但在遙感信息共享標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)服務(wù)接口、信息交換共享協(xié)議等方面還存在較大差異，形成了多個(gè)封閉的技術(shù)系統(tǒng)，信息孤島、信息壁壘現(xiàn)象不同程度存在，嚴(yán)重制約了遙感數(shù)據(jù)在應(yīng)急管理中的支撐保障能力。

結(jié)束語(yǔ)

隨著《國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃（2016—2020年）》《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》的深入實(shí)施，針對(duì)新時(shí)代應(yīng)急管理的新任務(wù)新要求，建立高中低軌衛(wèi)星相結(jié)合，全譜段、寬覆蓋、多分辨率載荷相配套，機(jī)動(dòng)靈活、穩(wěn)定運(yùn)行的防災(zāi)減災(zāi)與應(yīng)急管理衛(wèi)星星座，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害事故的全天候、全天時(shí)、全要素、全球化動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)和應(yīng)急觀測(cè)能力，將是應(yīng)急管理領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星發(fā)展的重要方向，必將為遙感衛(wèi)星在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的深度應(yīng)用提供更為豐富的遙感數(shù)據(jù)資源。為強(qiáng)化災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范，落實(shí)《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體制機(jī)制改革的意見(jiàn)》和中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第三次全體會(huì)議關(guān)于提高自然災(zāi)害防治能力的有關(guān)要求，在災(zāi)害遙感天基平臺(tái)快速發(fā)展的同時(shí)，未來(lái)還要進(jìn)一步完善國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的共享服務(wù)和任務(wù)協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制，健全數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)規(guī)程和產(chǎn)品體系，配套建設(shè)相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，加強(qiáng)天—空—地?cái)?shù)據(jù)的融合應(yīng)用，不斷提高災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與損失評(píng)估的智能化、定量化和精細(xì)化水平，為帶動(dòng)地方防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)遙感應(yīng)用能力和推動(dòng)全球化的災(zāi)害遙感國(guó)際服務(wù)提供更為有力的技術(shù)支撐。