遙感技術在防災減災救災工作中的應用探討

呂瑞瑞

（甘肅省綜合減災救災應急管理中心，甘肅 蘭州730000）

1 概述

甘肅省地域遼闊，地理環境復雜，是干旱、洪澇、泥石流、山體滑坡等自然災害發生頻率較高的省份。對于突發性重特大自然災害，由于地形條件以及災害造成的通訊中斷、交通設施毀壞等多方面影響，導致在災害發生時很難通過傳統的方法及時獲取災區的實時信息，從而影響救災工作的進行[1-3]。遙感技術具有獲取信息快速、周期短、信息量大、受條件限制少等特點，在救災工作中具有傳統手段不可比擬的優勢，利用遙感技術可快速獲取受災區域的遙感影像數據，通過分析處理，可全面地掌握受災情況、災害發展變化趨勢、災害損失概況等信息，為行政指揮決策和災害損失評估提供數據支撐，是完成減災救災工作的重要技術手段。

2 遙感技術在綜合防災減災救災工作中的優勢

2.1 可同時進行大面積同步觀測

在開展防災減災工作中，大面積同步觀測所取得的數據是最寶貴的。依靠傳統的地面調查，實施起來非常困難，工作量很大。而遙感觀測則可以為此提供最佳的信息獲取方式，并且不受地形阻隔等限制。特別是對大區域的干旱、洪澇等自然災害監測具有十分重要的作用[1-3]。

2.2 與傳統的地面調查相比，遙感具有獲取信息的速度快，周期短的特點

遙感探測，最大的特點就是全天時、全天候、大面積范圍內進行探測。尤其是空間遙感探測，可以在短時間內對同一地區進行重復探測，發現地球上許多事物的動態變化。而傳統的地面調查則須在大量的人力、物力，用幾年甚至幾十年時間才能獲得地球上大范圍地區動態變化的數據。因此，遙感大大提高了觀測時效性。這對于研究各類自然災害不同周期的動態變化非常重要，并為搶險救災提供了時間保證。

2.3 數據量大，承載信息豐富

遙感通過探測可見光—反射紅外、熱紅外和微波等不同波長范圍的電磁輻射能，來獲取包括植被覆蓋、土壤水分、區域地質、水文地質、環境污染、森林火災和地表形態等信息。不同遙感影像的分辨率在幾十厘米至幾百公里之間，能夠滿足不同尺度下減災救災的應用需求[1-3]。

3 減災救災中常用的遙感數據介紹

目前，國內外災害監測和救援工作中常用到的遙感數據類型主要包括可見光—反射紅外光學數據、熱紅外遙感數據和雷達數據以及高光譜數據。隨著獲取方式的不斷發展，無人機數據也開始廣泛應用于減災救災中。這些數據各具特點，針對性不同，構成了減災救災中遙感技術信息支持的基礎[1-3]。

3.1 可見光—反射紅外數據

以中國的風云2號為主，幅寬3000km，數據對植被、水體、巖石等地表覆蓋具有敏感記錄特征，因此可主要用于地震、沙塵暴、干旱、洪澇災害監測以及山洪泥石流預報與評估。

3.2 雷達數據

由于雷達數據全天時工作，能夠穿透濃厚的云層和一定程度的雨區進行全天候作業，成像的立體效應可以增強地形、地貌及地質構造的探測效果。因此可用于發生地震、洪澇災害、地質災害等多云、多雨，不易進入的區域，可進行災害的監測與評估[1-3]。

3.3 高光譜數據

由于高光譜數據光譜分辨率高，因此，地表覆蓋的識別能力非常高，在災害監測中，可以進行定量或半定量的監測，對農業干旱監測、病蟲害監測，以及火災具有很好的監測效果。

4 遙感技術在防災減災救災工作中的應用思路

遙感業務工作開展的總體思路是以提升民政遙感技術應用能力為目標，以遙感數據采集、傳輸、分析、處理、產品制作、綜合應用為工作主線，重點加強省市兩級無人機航空遙感數據采集與傳輸能力，遙感數據分析處理及產品制作能力，基于遙感、地理信息、災情等多源數據的綜合應用能力建設，有效輔助于災害損失評估及行政指揮決策。

4.1 災害預警和準備

對于非瞬時性爆發的自然災害而言，其孕育到發生的過程需要一定的時間，及時準確的災害預警能夠有效降低災害造成的損失。在災害發生前，利用高分辨率遙感數據，對災害頻發區、災害隱患區、重要江河流域等進行遙感監測與評估并開展房屋、道路等受災體及其在不同災害情境下脆弱性分析，進行數據準備，及時發布災害預警信息，為災前準備爭取寶貴的時間，采取必要的防災措施將損失降到最小，進行災情預評估[4-8]。

4.2 災害監測與救援

利用高分辨率遙感數據，估計受災范圍、受災程度、交通運輸狀況等信息，制作包括物資儲備庫、轉移路線、避難場所等專題要素的災害風險圖、虛擬環境，重建環境，承載災害風險、災害演練等減災工作。

4.3 災后評估

1）快速評估。利用災前高分辨率遙感數據和房屋、道路等受災體脆弱性數據，開展災后第一時間災情快速評估，從宏觀上初步估計受災范圍、受災程度、交通運輸狀況等信息，支撐災害應急救援和救助工作。

2）應急評估。災后第一時間獲取高分辨率無人機等遙感數據，開展災害信息和災情監測，支撐災害應急救援和救助工作。

3）災情綜合評估。遙感數據經過解譯和分析后，能夠快速尋找并定位倒塌房屋、損毀道路等災情的位置，估計災害影響的范圍和程度；同時遙感獲取的地形地貌、地質構造和城鎮規模等數據也是區域脆弱性評價的重要資料[3]，如圖1所示。利用災后高分辨率遙感數據，開展災害損失實物量評估，支撐重特大自然災害綜合評估，支撐災區恢復重建規劃開展。

圖1 利用高分三號數據進行地震前后的變化監測地震滑坡引起的道路損毀

4）恢復重建階段。利用災區高分辨率遙感數據，了解恢復重建完成情況，對恢復重建進度進行監測。

5 遙感技術在各類災害中的應用

5.1 地震災害

目前遙感技術在地震災害中主要應用于大范圍災害信息獲取、設施受損情況評估等方面。在震區可以使用搭載攝影系統的微型無人機第一時間快速獲取災區的大范圍影像，通過圖像判讀和多波段組合處理，能夠提取出地震中的受災范圍、損毀道路、堰塞湖、倒塌房屋等多種專題信息。利用災后高分影像，制成正射影像圖，結合災前的影像數據，開展房屋建筑物損壞情況、生命線工程損毀程度、次生災害調查、災后安置、重建等方面的災情遙感應急監測工作，為地震應急決策救援提供了宏觀、科學的輔助決策依據[3-8]。

5.2 洪澇災害

“風云2號”（FY-2）衛星能夠獲取全景原始云圖，監測和預報降水信息；利用遙感影像與地理信息和大數據技術，建立洪澇災害監測評估系統，能夠進行快速、準確、動態和全天候的洪澇災害監測預評估；制作洪水風險圖，進行了水情監測和淹沒面積的估算，為國家有關部門提供了重要的科學數據。

5.3 地質災害

遙感技術在地質災害的預警、調查、監測和評估等過程中得到了廣泛應用，如可以通過泥石流發生前后的影像制作正射影像圖，采用人工智能的方法自動提取水體，評估出泥石流發生的面積，災害影響范圍，災害強度等定量信息及其空間分布狀況。

5.4 干旱災害風險預警

利用時間序列不同分辨率的衛星遙感影像，持續獲取災害背景參數，分析災害異常信息，評估農業植被干旱、自然災害風險，開展災害預警。

6 小結

隨著遙感技術的不斷提高，遙感技術已經在我國防災減災救災工作中發揮了重要作用，同時為相關專家提供災難前的預警信息、災難時的檢測信息、災難后的總結信息。今后的工作重點主要是遙感影像解譯，通過解譯的準確率及解譯效率的提高，將為災后重點目標識別、房屋倒損、道路損毀、農田受損等快速災情評估提供了有效快速的技術手段。