王立娟 唐堯 馬松 尹恒 王志軍 劉歡

前言

2019年6月17日晚22時(shí)55分，四川省長寧縣雙河鎮(zhèn)附近發(fā)生里氏6.0級地震，震源深度16公里，地震烈度VI度區(qū)及以上區(qū)域總面積為3058平方千米。地震造成13人遇難，宜賓市長寧縣、高縣、珙縣、興文縣、江安縣、翠屏區(qū)6個(gè)縣區(qū)房屋不同程度地受損。

6月17日23時(shí)，四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院迅速啟動(dòng)二級響應(yīng)，成立長寧地震應(yīng)急處置工作組，其中包括綜合協(xié)調(diào)小組、災(zāi)害監(jiān)測小組、災(zāi)情評估小組、專家支持小組和宣傳報(bào)道小組，震后4小時(shí)，災(zāi)情監(jiān)測小組6名技術(shù)人員攜5架無人機(jī)、3臺(tái)高性能移動(dòng)圖形工作站、1套R(shí)TK、2臺(tái)三維激光掃描儀等精良裝備，奔赴長寧地震災(zāi)區(qū)開展現(xiàn)場工作（圖1）。

本文以這次地震應(yīng)急現(xiàn)場工作為例，介紹了以低空無人機(jī)遙感與高分衛(wèi)星遙感為代表的新興遙測技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢，以及基于該技術(shù)開展四川長寧6.0級地震震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)村鎮(zhèn)判譯、?；髽I(yè)安全應(yīng)急跟蹤監(jiān)測及礦山安全狀態(tài)應(yīng)急監(jiān)測等應(yīng)急處置，分析了震后災(zāi)區(qū)受災(zāi)人口分布與災(zāi)損應(yīng)急評估，結(jié)果表明新興遙測技術(shù)在突發(fā)地震或重特大地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置中效果較好，具有較好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

新興遙感測繪技術(shù)

近年來新興遙感測繪技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是低空無人機(jī)與國產(chǎn)高分衛(wèi)星技術(shù)的日新月異，助推與豐富了新興遙感測繪技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)容與發(fā)展。新興遙感測繪技術(shù)具有響應(yīng)時(shí)間短、直觀形象、分辨率高、監(jiān)測范圍大的優(yōu)點(diǎn)，其對助力突發(fā)重特大災(zāi)害災(zāi)情監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害隱患排查及災(zāi)后應(yīng)急救援起著舉足輕重的作用。

圖1 長寧地震災(zāi)區(qū)現(xiàn)場

（一）低空無人機(jī)遙測技術(shù)

低空無人機(jī)遙測技術(shù)是以獲取高分辨率數(shù)字影像為目標(biāo)，以無人駕駛飛機(jī)為平臺(tái)，飛行高度較低，以高分辨率數(shù)碼相機(jī)為傳感器，并通過3S技術(shù)系統(tǒng)集成應(yīng)用來獲取地面一定范圍內(nèi)的遙感正射影像與點(diǎn)云的一種遙感技術(shù)。其技術(shù)優(yōu)勢有：①靈活機(jī)動(dòng)、受空中管制與氣候影響較小、安全性較高；②可低空作業(yè)、地面分辨率高，可避免建筑物或高山遮擋；③成本較低、操作簡單；④影像獲取周期短、效率高。

2019年6月18日，我們采用了低空無人機(jī)（飛馬D200和F1000），針對雙河鎮(zhèn)、龍頭鎮(zhèn)等重災(zāi)區(qū)域設(shè)計(jì)了6條航線，高度380～500米，航向重疊度80%，旁向75%，地面分辨率9厘米，獲取了災(zāi)區(qū)航片1800余張和16.2平方千米區(qū)域的正射影像與地表模型（圖2、圖3），為指導(dǎo)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場震后應(yīng)急處置、科學(xué)救災(zāi)提供了重要的決策依據(jù)。

圖2 長寧地震災(zāi)區(qū)低空無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)場

（二）高分衛(wèi)星遙測技術(shù)

圖3 長寧地震災(zāi)區(qū)低空無人機(jī)獲取現(xiàn)場照片及正射影像地圖

近年我國陸續(xù)發(fā)射了多顆國產(chǎn)高分辨率對地觀測遙感衛(wèi)星，其中在民用領(lǐng)域應(yīng)用較多的有高分一號、高分二號、高分三號及高分四號等，國外也有WorldView（美國）、SPOT-6（法國）、Sentinel-1A/1B（歐空局）及 ALOS-2（日本）等，高分遙測技術(shù)兼有“空間分辨率高”“相機(jī)數(shù)量多”“中分辨率遙感視場大”“多載荷影像拼接融合應(yīng)用”等優(yōu)點(diǎn)。目前所獲取影像空間分辨率已經(jīng)達(dá)到米級或更高，對災(zāi)區(qū)地物識(shí)別及災(zāi)情分析具有重要作用，可用于評估震后災(zāi)損（居民聚居點(diǎn)）和災(zāi)后次生災(zāi)害（滑坡、崩塌等）隱患排查。受客觀條件（數(shù)據(jù)獲取性、災(zāi)區(qū)天氣）局限，本文選取災(zāi)前的高分二號衛(wèi)星2018年3月9日的高分遙感數(shù)據(jù)與無人機(jī)航攝數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。

震后應(yīng)急處置分析

地震發(fā)生后，在最短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，并開展應(yīng)急處置分析，對減少災(zāi)區(qū)地震損失及應(yīng)急救援、減少災(zāi)區(qū)人員生命財(cái)產(chǎn)損失意義重大。本節(jié)將從震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)村鎮(zhèn)判譯、震后災(zāi)區(qū)危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全應(yīng)急跟蹤監(jiān)測及震后災(zāi)區(qū)金屬非金屬礦山安全狀態(tài)應(yīng)急監(jiān)測三個(gè)方面，展開對長寧地震后災(zāi)區(qū)應(yīng)急處置的分析。

（一）震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)村鎮(zhèn)判譯

長寧地震發(fā)生后，第一時(shí)間掌握震中位置，并判定重災(zāi)區(qū)涉及的重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊空間分布，對科學(xué)指導(dǎo)震后應(yīng)急搶險(xiǎn)救援、救災(zāi)物資與人員調(diào)配意義重大。我們結(jié)合災(zāi)區(qū)地形、地震烈度、距震中距離、宜賓各區(qū)縣行政區(qū)劃及災(zāi)區(qū)救災(zāi)反饋照片等資料，完成了震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與村莊判譯（圖4），結(jié)果表明災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)約58個(gè)，受災(zāi)情況較嚴(yán)重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有長寧縣的雙河鎮(zhèn)、龍頭鎮(zhèn)、硐底鎮(zhèn)、花灘鎮(zhèn)及珙縣的底洞鎮(zhèn)、珙泉鎮(zhèn)、巡場鎮(zhèn)、仁義鄉(xiāng)、孝兒鎮(zhèn)等9個(gè)，其中以震中附近的雙河鎮(zhèn)災(zāi)情最重。同時(shí)為提高應(yīng)急救災(zāi)處置的針對性，結(jié)合災(zāi)區(qū)應(yīng)急指揮前線反饋，初步判譯出6個(gè)村寨（自然村，具體有魚池村、紅旗村、壩底村、店子榜、白巖村及石埡村）為震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)村，優(yōu)先保障救援力量開展人員施救、物質(zhì)配給及次生隱患排查等。

圖4 震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)受災(zāi)村鎮(zhèn)判譯圖

（二）震后災(zāi)區(qū)危化企業(yè)安全應(yīng)急跟蹤監(jiān)測

危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)主要是指從事生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用、經(jīng)營、運(yùn)輸化學(xué)品的企業(yè)，涉及易燃易爆、有毒有害及有腐蝕特性，對人員、設(shè)施、環(huán)境造成傷害或損害的化學(xué)品，企業(yè)在生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過程中建有諸多圓形、方形、柱形罐體等重大危險(xiǎn)源，易于通過遙感影像進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。

宜賓全市共有34家危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)，涉及重大危險(xiǎn)源成百上千，長寧6.0級地震及其余震勢必對?；髽I(yè)內(nèi)的諸多危險(xiǎn)源造成潛在安全隱患。本次應(yīng)急依據(jù)?；髽I(yè)與經(jīng)驗(yàn)地震烈度范圍、震中位置間的空間位置關(guān)系，共判譯出珙縣中正化學(xué)工業(yè)有限公司等5家?；髽I(yè)可能因地震受災(zāi)，評估地震可能構(gòu)成的安全生產(chǎn)隱患大小、整理名錄后及時(shí)上報(bào)四川應(yīng)急管理與行業(yè)監(jiān)管部門，同時(shí)組織專家對震后災(zāi)區(qū)重點(diǎn)企業(yè)開展重大危險(xiǎn)源應(yīng)急安全隱患排查，隔2～3小時(shí)匯報(bào)一次排查結(jié)果，跟蹤監(jiān)測企業(yè)安全現(xiàn)狀，最大限度地保障災(zāi)區(qū)危化企業(yè)的減災(zāi)救災(zāi)與安全生產(chǎn)秩序。

（三）震后災(zāi)區(qū)礦山安全狀態(tài)應(yīng)急監(jiān)測

地震對礦山的破壞主要表現(xiàn)在造成礦山生產(chǎn)設(shè)施損壞、礦山人員傷亡、因震缺水?dāng)嚯?、交通中斷及震后次生地質(zhì)災(zāi)害、礦山生態(tài)環(huán)境破壞等。因此，震后第一時(shí)間掌握震中與重災(zāi)區(qū)生產(chǎn)礦山空間展布，結(jié)合地震烈度分布快速分析提取因震受損或可能因震受損礦山名錄，及時(shí)開展礦山安全狀態(tài)應(yīng)急監(jiān)測，同時(shí)報(bào)送應(yīng)急管理決策部門與礦山企業(yè)，可輔助應(yīng)急部門調(diào)撥人員物資運(yùn)赴受災(zāi)礦山開展應(yīng)急搶險(xiǎn)救援，提醒礦山企業(yè)及時(shí)開展抗震救災(zāi)與應(yīng)急安全生產(chǎn)隱患排查等工作。

圖5 震后災(zāi)區(qū)金屬非金屬礦山空間分布圖

受震后資料獲取難易性、時(shí)效性等因素影響，本次應(yīng)急主要選取金屬非金屬礦山開展震后災(zāi)區(qū)金屬非金屬礦山安全狀態(tài)應(yīng)急監(jiān)測。金屬非金屬礦山是指除煤礦、煤系硫鐵礦以及與煤共生、伴生礦山、石油礦山以外的所有礦山。長寧地震所處的宜賓全市共有230多家金屬非金屬礦山。結(jié)合災(zāi)區(qū)震后地震烈度分布特征，共解譯分析出97家礦山可能因震受損，其中9家（尾礦庫1家，采場8家）距離震中較近（圖5），建議作為重點(diǎn)企業(yè)，運(yùn)用無人機(jī)、高分衛(wèi)星、新興遙測技術(shù)等開展震后災(zāi)情分析、災(zāi)損評估、重大危險(xiǎn)源、次生地災(zāi)隱患排查等應(yīng)急工作。

震后災(zāi)損評估分析

（一）震后災(zāi)區(qū)受災(zāi)人口應(yīng)急監(jiān)測

對震后災(zāi)區(qū)受災(zāi)人口的應(yīng)急監(jiān)測，主要借鑒之前九寨溝地震后的“震區(qū)人口熱力圖”經(jīng)驗(yàn)，以全國人口分縣鄉(xiāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對長寧地震災(zāi)區(qū)采用格網(wǎng)劃分，統(tǒng)計(jì)各格網(wǎng)人口分布數(shù)量，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)推測的地震烈度分區(qū)空間展布特征，運(yùn)用GIS空間分析功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。分析結(jié)果表明，震后災(zāi)區(qū)受災(zāi)人口主要分布在長寧縣南部、珙縣北部、興文縣西北部及江安縣南部地區(qū)等多個(gè)區(qū)縣（圖6），估算受災(zāi)人口約13.4萬人，其中長寧縣受災(zāi)人口約9.2萬人，珙縣1.3人受災(zāi)。受災(zāi)情形包括房屋倒塌導(dǎo)致無居所（圖6）、牲畜死亡或財(cái)產(chǎn)損毀造成的經(jīng)濟(jì)損失、地震誘發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害造成異地避險(xiǎn)搬離及交通通信電力中斷造成出行生活不便等。

圖6 震后災(zāi)區(qū)受災(zāi)人口應(yīng)急監(jiān)測圖及人口受災(zāi)情形（房屋倒塌）示例

圖7 震后災(zāi)區(qū)重要場鎮(zhèn)災(zāi)損分析

（二）震后災(zāi)損應(yīng)急評估分析

本次長寧地震，距離震中最近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為雙河鎮(zhèn)與龍頭鎮(zhèn)，地震對其造成破壞較大，傷亡最重，因此震后災(zāi)區(qū)災(zāi)損應(yīng)急評估重點(diǎn)以這兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為例。通過對比震后（2019年6月18日）震中災(zāi)區(qū)（雙河鎮(zhèn)、龍頭鎮(zhèn)）低空無人機(jī)航攝影像和震前高分二號遙感影像（2018年3月9日）及部分災(zāi)區(qū)現(xiàn)場反饋照片（2019年6月18日）資料，運(yùn)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)與人機(jī)交互方式，開展震后災(zāi)損解譯與應(yīng)急評估分析，共完成震后震中災(zāi)區(qū)因震損毀房屋數(shù)量、受災(zāi)面積及潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患等，共解譯雙河鎮(zhèn)、龍頭鎮(zhèn)因震受損房屋537處，受災(zāi)房屋面積約106300平方米，地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害隱患11處（圖7），預(yù)估經(jīng)濟(jì)損失5300萬元。

雙河鎮(zhèn)位于長寧縣東南部，距離震中最近（僅為4.6千米），受地震破壞最大。該鎮(zhèn)總體地勢較為平緩，鎮(zhèn)內(nèi)分布有大量木結(jié)構(gòu)老屋及部分磚結(jié)構(gòu)房屋，有鋼筋混凝土圈梁、構(gòu)造柱的結(jié)構(gòu)房屋占比不大。災(zāi)損應(yīng)急分析共解譯雙河鎮(zhèn)房屋(居民)受損集中區(qū)12個(gè)，房屋受損點(diǎn)335處，其中損毀點(diǎn)46處，損壞點(diǎn)127處，損傷點(diǎn)162處，受災(zāi)面積77080平方米，發(fā)現(xiàn)地震次生地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)2處。雙河鎮(zhèn)內(nèi)受損房屋多為木結(jié)構(gòu)老屋，次為磚結(jié)構(gòu)房屋，木結(jié)構(gòu)老屋均建于20世紀(jì)七八十年代，建筑年代久遠(yuǎn)，房齡較長，建筑質(zhì)量較差，抗震能力較弱，本次震后傷亡人員多為此類房屋造成；鎮(zhèn)內(nèi)磚結(jié)構(gòu)房屋抗震能力雖略高于木質(zhì)老屋，但在此次地震中也造成了一定的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。另外，龍頭鎮(zhèn)也離震中較近，受災(zāi)也較重，龍頭鎮(zhèn)共解譯房屋(居民)受損點(diǎn)202處，其中損毀點(diǎn)21處，損壞點(diǎn)88處，損傷點(diǎn)93處，受災(zāi)面積29276平方米，發(fā)現(xiàn)因震次生地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)9處，與雙河鎮(zhèn)類似，龍頭鎮(zhèn)受損最嚴(yán)重的房屋也為木質(zhì)結(jié)構(gòu)老屋。

總結(jié)與思考

通過這次地震應(yīng)急處置，可以發(fā)現(xiàn)以無人機(jī)低空航攝與高分遙感衛(wèi)星為代表的新興遙測技術(shù)具有大范圍、快速及時(shí)、高分辨率的優(yōu)勢，作為防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的重要技術(shù)手段之一，在震后災(zāi)情跟蹤分析、災(zāi)損評估、重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)測次生地災(zāi)隱患排查方面有很大應(yīng)用前景和空間。但工作過程中也發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)方面需要改進(jìn)。

（一）提高基層應(yīng)急處置能力

重大災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急排查任務(wù)重、工作時(shí)效性要求高、應(yīng)急處置需求廣、應(yīng)急救援難度大，亟須建立跨行業(yè)、多領(lǐng)域的地震與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置專業(yè)隊(duì)伍。由于地震與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急排查、救援、搶險(xiǎn)等應(yīng)急處置工作職責(zé)剛剛劃入各級應(yīng)急管理部門，基層異常薄弱，應(yīng)急人員隊(duì)伍、裝備建設(shè)和資金投入嚴(yán)重不足，應(yīng)急處置能力明顯不夠，所以難以應(yīng)對四川嚴(yán)峻的災(zāi)害形式和復(fù)雜的應(yīng)急局面，建議采取集中輪訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育、“訂單式”培訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)演練等多方式開展應(yīng)急救援培訓(xùn)；推動(dòng)以基層為重點(diǎn)的常態(tài)化、實(shí)戰(zhàn)化災(zāi)害應(yīng)急演練，提高基層人員工作能力；通過配置應(yīng)急通信指揮車、單兵圖傳系統(tǒng)等方式從人員、裝備等方面提升基層應(yīng)急處置能力。

（二）加大地震等突發(fā)災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)儲(chǔ)備與共享力度

地震的發(fā)生往往是很突然的，本次應(yīng)急處置中暴露出震后災(zāi)區(qū)遙感影像、地形等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累不足，致使不能在震后第一時(shí)間（1小時(shí)）內(nèi)提供應(yīng)急處置專題圖件以輔助救災(zāi)。建議加大省域大范圍低空間分辨率遙感數(shù)據(jù)、地形（DEM、河流水系、道路橋梁、居民地）、行政區(qū)劃（省市縣級）、地震（地震烈度、歷史地震）、地質(zhì)（大型地質(zhì)斷裂構(gòu)造）、地災(zāi)（歷史地災(zāi)隱患點(diǎn)）、人口（分布、密度）、礦山、?；髽I(yè)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)備共享，保障應(yīng)急處置中各部門的數(shù)據(jù)支撐。

（三）梳理完善應(yīng)急專題產(chǎn)品優(yōu)先原則

總結(jié)本次地震應(yīng)急處置工作經(jīng)驗(yàn)，還開展地震與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置響應(yīng)機(jī)制研究，根據(jù)震/災(zāi)后響應(yīng)時(shí)間的先后分別制作相應(yīng)的應(yīng)急專題圖件（震/災(zāi)后1小時(shí)、震/災(zāi)后4小時(shí)、震/災(zāi)后8小時(shí)、震/災(zāi)后16小時(shí)、震/災(zāi)后7天、震/災(zāi)后30天），用于不同的應(yīng)急決策支撐。應(yīng)急專題圖件制作總體應(yīng)遵循“先區(qū)域后局部，先重點(diǎn)后細(xì)節(jié)” “先粗后細(xì)”原則。優(yōu)先提供大區(qū)域?yàn)?zāi)害地理位置分布、涉及威脅對象等圖件，先提供地震烈度、影響人口等圖件，后提供村鎮(zhèn)級受災(zāi)圖件、余震等次生災(zāi)害圖件。應(yīng)急處置保障圖件剛開始不可能面面俱到，因此前期提供圖件應(yīng)是初步、簡潔的，甚至允許少許錯(cuò)誤，后續(xù)不斷完善改進(jìn)。

（四）完善應(yīng)急指揮平臺(tái)和輪值制度

結(jié)合現(xiàn)有省市縣三級應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)，完善省級與地市州級地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮平臺(tái)功能，探索研發(fā)應(yīng)急處置輔助決策軟件，實(shí)現(xiàn)災(zāi)情速報(bào)、快速出圖、災(zāi)情智能分析研判、智能指揮等功能。具體包括結(jié)合災(zāi)區(qū)既有數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析災(zāi)害等級、影響范圍、受災(zāi)面積人口及經(jīng)濟(jì)損失等情況，通過災(zāi)情現(xiàn)狀和救援環(huán)境的智能關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)后災(zāi)情智能研判、救援人員物質(zhì)自動(dòng)匹配優(yōu)化及救援路線智能規(guī)劃分析。同時(shí)建議各級應(yīng)急管理部門建立健全保障應(yīng)急常備人員制度，重要崗位實(shí)行AB崗，以輪班形式，保障應(yīng)急突發(fā)情況下內(nèi)（編圖）外（數(shù)據(jù)采集）業(yè)應(yīng)急處置工作能正常開展。

（五）規(guī)范應(yīng)急預(yù)案編制、引導(dǎo)公眾參與減災(zāi)

對省內(nèi)地震與地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)易發(fā)區(qū)，應(yīng)開展市州級應(yīng)急預(yù)案和手冊編制，優(yōu)化調(diào)整應(yīng)急預(yù)案體系頂層設(shè)計(jì)，修訂《四川省地震與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》、完善市縣兩級地震與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案和手冊編制，規(guī)范應(yīng)急預(yù)案編制程序；充分利用廣播、電視、報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)等媒體，多形式開展災(zāi)害應(yīng)急救援宣傳活動(dòng)，向社會(huì)公眾普及逃生避險(xiǎn)基本技能，提升應(yīng)急情況下自救互救能力。

總而言之，各級應(yīng)急管理部門及各技術(shù)支撐服務(wù)單位應(yīng)秉承“抓關(guān)鍵少數(shù)”“舉綱張目”原則，立志做合格的應(yīng)急管理事業(yè)“守更人”，兼具“預(yù)防為主、應(yīng)急為標(biāo)、安全為本”的價(jià)值觀，以預(yù)防為主導(dǎo)，提高防范意識(shí)和責(zé)任意識(shí)；以應(yīng)急為利器，化解、消除、減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與災(zāi)害損失。