淺析遙感在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

段文旭 陳江河 鄧冉冉

摘要：我國(guó)特殊的地理位置導(dǎo)致各類自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，對(duì)人們的生活造成了極大的威脅，而傳統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)方式耗時(shí)費(fèi)力，遙感技術(shù)可利用自身探測(cè)范圍大、受地區(qū)限制少、信息獲取方法多等特點(diǎn)來(lái)對(duì)災(zāi)害發(fā)生前進(jìn)行預(yù)測(cè)和對(duì)災(zāi)區(qū)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，形成有效的預(yù)防監(jiān)測(cè)體系，減少人員及財(cái)產(chǎn)損失。實(shí)時(shí)的自然災(zāi)害監(jiān)控，可以有效地服務(wù)于決策者的戰(zhàn)略部署。本文通過(guò)闡述了遙感技術(shù)在預(yù)防自然災(zāi)害的作用與優(yōu)勢(shì)，并介紹了遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中應(yīng)用的實(shí)用性解決了有效實(shí)時(shí)監(jiān)控自然災(zāi)害的問(wèn)題。[2]

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)

0引言

中國(guó)幅員遼闊，地理環(huán)境復(fù)雜，自然災(zāi)害種類繁多，如地震、干旱、洪澇、泥石流、滑坡等災(zāi)害。這些災(zāi)害發(fā)生時(shí)很大程度上因?yàn)樾畔⒉粔蛄魍ㄔ斐扇藛T傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失，通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)某些場(chǎng)景的采集與分析，來(lái)預(yù)測(cè)災(zāi)害的發(fā)生以此來(lái)減少人們的危害。同時(shí)這類災(zāi)害往往會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)赝ㄓ?、交通設(shè)施方面造成影響，阻斷當(dāng)?shù)氐呐c外界進(jìn)行信息交流，導(dǎo)致信息不通，難以開(kāi)展救援等問(wèn)題發(fā)生。遙感技術(shù)可以有效的對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并依據(jù)自身信息獲取快、周期短、受條件限制少等特點(diǎn)快速反應(yīng)災(zāi)區(qū)的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)獲取的影像數(shù)據(jù)分析，可全面了解災(zāi)區(qū)受害情況，災(zāi)區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)以及災(zāi)害損失狀況。對(duì)決策者開(kāi)展救援提供強(qiáng)有力的支撐。

1、遙感技術(shù)在預(yù)防自然災(zāi)害的作用與優(yōu)勢(shì)

1.1地震

我國(guó)地處兩大地震帶的交匯處，地震分布較為集中。地震發(fā)生時(shí)，熱輻射遙感可引起溫度異常變化。通過(guò)遙感技術(shù)采集和分析斷層的溫度與位移變化，可以識(shí)別和判斷斷層的狀態(tài)和滑動(dòng)趨勢(shì)，有效監(jiān)測(cè)和判斷斷層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過(guò)對(duì)聯(lián)合斷層溫度、位移異常變化從而推斷出地震三要素，提高地震預(yù)測(cè)水平，減少人員傷亡以及損失，起到未雨綢繆的作用。地震發(fā)生后會(huì)造成房屋塌陷、地面毀壞以及通訊故障等問(wèn)題，阻礙災(zāi)區(qū)內(nèi)外交流，遙感技術(shù)利用其快速實(shí)時(shí)、覆蓋面積大、信息豐富、不受地面條件限制、圖像獲取方便等優(yōu)勢(shì)，可以提供豐富的影視素材和詳細(xì)的信息。通過(guò)這些信息，可以更好的分析災(zāi)區(qū)的情況，有利于救援活動(dòng)。

1.2干旱

隨著全球氣候變暖，干旱越來(lái)越成為困擾和制約人們的一個(gè)重大問(wèn)題，它嚴(yán)重影響國(guó)家糧食安全與水資源管理，積極有效的進(jìn)行土壤水分檢測(cè)和預(yù)測(cè)未來(lái)降水是至關(guān)重要的。

由于采用傳統(tǒng)方法測(cè)量陸地表面的水文和土壤會(huì)耗費(fèi)大量資源，并且不能實(shí)現(xiàn)精確的觀測(cè)，而遙感技術(shù)可以克服在有限尺度對(duì)土壤水分及溫度的測(cè)量。同時(shí)，遙感技術(shù)可以依據(jù)自身數(shù)據(jù)源豐富、監(jiān)測(cè)周期小、快速獲取大范圍數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)在空間上實(shí)現(xiàn)全區(qū)域連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。遙感影像技術(shù)還可以監(jiān)測(cè)植被干旱指數(shù)（TVDI）和植被供水指數(shù)（VSWI）來(lái)監(jiān)測(cè)地區(qū)的土壤干濕程度，通過(guò)結(jié)合TVDI和VSWI的優(yōu)勢(shì)建立一個(gè)綜合指數(shù)來(lái)進(jìn)行干旱評(píng)估，通過(guò)該指數(shù)可推斷出該區(qū)域的年降水量以及降水季節(jié)變化，在預(yù)防干旱方面起到重要指導(dǎo)作用。[3]

1.3洪澇

我國(guó)位于最大的大陸，同時(shí)瀕臨最大的海洋，季風(fēng)氣候顯著，降水年際分布和季節(jié)分布不均勻，夏季經(jīng)常出現(xiàn)大規(guī)模降水從而引發(fā)洪澇災(zāi)害，給人們生產(chǎn)生活造成影響。

遙感技術(shù)可以通過(guò)對(duì)云層的監(jiān)測(cè)，做出該地降水概率、降水總量、降水時(shí)間。給人們起到一個(gè)預(yù)防作用，以此減少損失。當(dāng)降水過(guò)多形成洪澇時(shí)，遙感技術(shù)可利用自身反應(yīng)快、監(jiān)測(cè)范圍廣的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)空天地一體化監(jiān)測(cè)汛情。同時(shí)基于星載傳感器的航天遙感可以利用進(jìn)化深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感水體提取方法實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的提取淹沒(méi)區(qū)的數(shù)據(jù)信息，為汛情監(jiān)測(cè)提供全方位視角的信息支撐;基于無(wú)人機(jī)傳感器的航空遙感可以快速部署，結(jié)合5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖傳，與高空衛(wèi)星相結(jié)合，可方便、快速的獲取災(zāi)情信息。為決策者提供實(shí)時(shí)信息;基于車(chē)載傳感器的地面遙感，可作為航空和航天的遙感的補(bǔ)充，起到信息核實(shí)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)動(dòng)等作用。同時(shí)無(wú)人機(jī)遙感和高空衛(wèi)星遙感可監(jiān)測(cè)分析當(dāng)?shù)氐乃畮?kù)、大壩等信息，判斷是否存在決堤危險(xiǎn)造成二次損失。

1.4滑坡、泥石流

遙感中的Worldview-Ⅱ高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)生滑坡泥石流的地方進(jìn)行解譯?？梢赃x擇不同波段特征的組合使其具有數(shù)字圖像特征，從而提高地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境地質(zhì)信息的利用效率。采用機(jī)器輔助的目視解譯方法對(duì)遙感影像和信息進(jìn)行解譯。利用遙感觀測(cè)資料，可以分析當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，推測(cè)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。[1]

當(dāng)滑坡發(fā)生時(shí)，會(huì)有明顯的斷塊運(yùn)動(dòng)。在傾角較大或急傾斜坡體上的地方可能發(fā)生崩塌現(xiàn)象，會(huì)形成面積較大堆積物衛(wèi)星容易觀測(cè)。有些地方還會(huì)出現(xiàn)地裂縫等現(xiàn)象，可在衛(wèi)星上比較清楚的發(fā)現(xiàn)。而泥石流常發(fā)生在溝谷有水流經(jīng)過(guò)的地方或較為陡峭的山坡上，該現(xiàn)象比較容易觀測(cè)。遙感技術(shù)可以為工程項(xiàng)目快速準(zhǔn)確提供各種地質(zhì)災(zāi)害各種參數(shù)，也能夠指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)工作，還可以對(duì)地質(zhì)調(diào)查工作有很好的輔助作用。

2、對(duì)遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)的展望

隨著時(shí)代的變遷，遙感技術(shù)已越來(lái)越成熟，它憑借自己宏觀性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)態(tài)性、時(shí)效性等特征現(xiàn)在已經(jīng)成為人類監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害的一個(gè)重要“利器”。通過(guò)這一“利器”可以及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取災(zāi)情信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)會(huì)成為決策者制定防災(zāi)減災(zāi)重要的依據(jù)。

遙感技術(shù)正朝著智能化、快速化、信息化等方面發(fā)展，用于解決人類在防災(zāi)減災(zāi)方面的一些重大問(wèn)題。雖然遙感技術(shù)已經(jīng)對(duì)人類觀測(cè)、測(cè)量方面起到重要作用，但觀測(cè)精度有待進(jìn)一步提高。隨著高分辨率和多分辨率衛(wèi)星圖像的獲取，遙感在未來(lái)的測(cè)量精度將會(huì)更加精確。利用遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)航拍和地面監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)空天地一體化的完備遙感體系，無(wú)人機(jī)航拍可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確將災(zāi)區(qū)利用5G技術(shù)快速傳出，對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，地面監(jiān)測(cè)將獲取的信息進(jìn)行匯總，實(shí)時(shí)反饋給后方?jīng)Q策部門(mén)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)空天地一體化的災(zāi)區(qū)監(jiān)測(cè)，為災(zāi)區(qū)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)保障。在以后發(fā)展中可以利用GIS與RS技術(shù)相結(jié)合，對(duì)災(zāi)區(qū)實(shí)現(xiàn)災(zāi)情評(píng)估，以及根據(jù)實(shí)際情況模擬生成一些解決措施。希望遙感技術(shù)更加完善，為防災(zāi)減災(zāi)方面做出更多貢獻(xiàn)。

3、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的闡述，可知隨著社會(huì)信息技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)可以進(jìn)行航空、航天、地面的多方位檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)紫外線，電磁波的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)GPS和GIS更加貼合實(shí)際的一體化，不僅能廣泛運(yùn)用在監(jiān)測(cè)災(zāi)害方面，遙感技術(shù)還可基于本身的獲取、傳輸、存儲(chǔ)和處理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)貧困地區(qū)的全面普查，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)脫貧攻堅(jiān)工作的成功也具有非常重大的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王東明.破壞建筑物遙感信息提取技術(shù)——以尼泊爾8.1級(jí)地震為例[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào).2016，25（03）

[2]劉耀輝.面向地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的高分辨率遙感影像建筑物信息提取與研究[D].中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，2020.

[3]孫麗等.干旱遙感監(jiān)測(cè)模型在中國(guó)冬小麥區(qū)的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2010，26（01）.

作者簡(jiǎn)介

段文旭（2002-），男，山東濱州，本科，主要學(xué)習(xí)和研究方向：測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)。

鄧冉冉（2001-），女，山東聊城，本科，主要研究方向：工程管理。

通信作者

陳江河（2001-，男，山東臨沂人，本科，主要研究方向：測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)。