灾害遥感在防灾减灾中发挥哪些作业?
1 用于洪涝灾害
(1) 早在1983年我国水利部就利用多频段扫描仪系统(MSS)数据监测了三江平原挠力河的洪 水。之后,水利部、中科院、气象局和民政部等有关单位进行了大量类似的研究工作,并在 实践中取得一定成效。例如,"九五"期间,中科院等单位完成了洪涝灾情遥感速报系统, 它有两种运行模式:第一种为灾区的宏观监测评估。其主要是利用NOAA气象卫星的数据, 每天两次对全国洪涝灾害易发区内的灾情分布状况、淹没范围、持续时间以及影响程度等进行宏观监测评估,并给出灾情图像、简报以及淹没损失数量的统计报表等。第二种为灾区的重点监测评估。它 是用雷达卫星和机载合成孔径雷达(SAR)图像数据、专题制图仪(TM)数据、SPOT数据和其他来源的高分辨率数据,结合地理信息系统(GIS)技术对灾情严重地区,进行多层次的监测和详细评估,并给出相应的灾情图像、详细评估报告和以县为单位的灾情损失的分区分类数据表格,同时提出灾后重建家园的决策建议。在我国1998年特大洪涝灾害中,该系统先后采用了NOAA数据近80个时相,RADARSAT数据18景,并开 展了汛中SAR图像数据与汛前TM数据融合处理快速反应洪涝动态、农作物损失评估、防洪工程有效性分析 、险工险段调查分析、城市洪灾监测、工业区生命线工程易损性评估、长江洪水蓄洪分洪必 要性分析、防灾减灾决策建议和灾后重建家园功能分区规划等工作。广西善图科技。
(2) IRS-1C、1D的几何分辨率较高,有助于洪涝灾害的详细评估,而印度又 是世界上洪灾最严重 的国家之一,为此印度空间研究组织建立了灾害管理系统(DMS)。DMS最主要的工作即提供洪 灾损失评估信息,为防灾救灾服务。IRS-1C、1D在这方面发挥了极大的作用:遥感集市上的影响数据可提供详细的有关道路(包括土路、柏油路 、机动车道和铁路等)、沟渠和大堤等基础设施信息,包括受损信息;LISS数据可提供土地分类信息;广角数据(WIFS)可提供洪水淹没信息等。该系统在1998年印度洪灾的救 灾、抗灾以及灾后评估中发挥了重大作用。
(3) 美国是应用较早的国家,在1993年美国密西西比河的大洪灾期间,地球卫星(Earth Sa tellite)公司为联邦救灾署(Fediral Relief Agencies)快速提供了洪水淹没图,为救灾的快速反应提供了重要受灾信息,并于灾后几个月内,公司利用TM、ERS-1和SPOT数据建立了洪灾分布图库。
实践证明,卫星遥感在减轻洪涝灾害损失方面是可以发挥重大作用的,特别是在紧急救灾和灾后重建方面,卫星提供的灾情信息比其他常规手段有着更快速、客观、全面等优越性。
2 地震
地震孕育和发生的规律十分复杂,应用卫星遥感开展这一领域的工作还不成熟,既通晓地震知识又扎实掌握遥感理论与图像处理技术的人才稀缺,严重限制了卫星遥感技术在地震预测预报中的有效应用。此外,我国获取高分辨率且能够短周期重复观测的遥感卫星数据 还相当困难,难以满足需详细地面资料支持的地震紧急救援工作的要求。因此,卫星遥感技术至今在防震、抗震和震后救灾减灾工作中,尚未得到非常有效的应用。
正如谢礼立院士指出:随着卫星遥感技术的发展,这一技术可以在以下几个方面发挥作用。
(1) 活动断层及地震破裂带调查。
(2) 房屋破坏调查。
(3) 生命线工程破坏调查。
(4) 干涉雷达(INSAR)技术应用于地壳形变监测,国外专家已成功地应用于美国Lander s地震的形变处理、火山的形变监测和滑坡的形变监测等领域。
在国际上由于某些发达国家遥感数据源相对丰富,所以应用效果较好。如2000年10月份, 欧空局 (ESA)、加拿大空间局(CSA)和法国空间局(CNES)签订协议,决定联合对发生重大灾害 的国家提供帮助,包括动用3个部门所管辖的遥感卫星(包括ERS、SPOT、RADARSAT以及将 发射的ENVISAT)、远程医疗、导航设施、地面设施和存档数据以及已发射的"阿蒂米斯"( ARTEMIS)和将发射的"宏声"(STENTOR)通信卫星。在协议签订后的3个月,在萨尔瓦多 发生了7.6级地震。CNES马上利用SPOT等卫星数据绘制了地震灾情图,从图 上可明确受灾范围、生命线损害情况以及受灾区的各种地物类型,为救灾工作提供了及时的帮助。
3 滑坡和泥石流
2001年我国因滑坡和泥石流造成的人员和财产伤亡巨大,因此滑坡和泥石流的预测与治理显 得尤为迫切。我国在这方面已取得较好的研究成果。如河北省遥感中心于1999年曾利用TM数据在太行山南段预测出110余条近几年极易发生泥石流的沟谷,据有关部门提供的资料和媒体的报道,泥石流灾害严重区与遥感预测的区域完全一致。又如中科院有关单位先后利用了LANDSAT、SPOT、CBERS、IKONOS等卫星的数据,对2000年的西藏易贡滑坡进行了动态监测,用图像清楚显示了受灾范围、受灾对象以及灾后受损情况,为救灾提供了一定的依据。
国际上这方面的工作也较深入,如1993年厄瓜多尔的大滑坡,有关专家在灾后评估和区域重建中利用LANDSAT卫星数据进行了以下工作:
(1) 分析滑坡的范围和可能产生的影响。
(2) 监测洪水过后的状况和影响。
(3) 确认交通等生命线破坏情况和确定救灾路线。
(4) 评估滑坡上下游长期的经济和环境影响。
4 森林火灾
在1987年大兴安岭特大火灾发生时,中科院中国遥感卫星地面站通过研究首次发现:TM第7 波段对火焰反应十分敏锐,采用TM第7、4、3波段合成的影像图具有丰富的林火信息,从而 弥补了NOAA卫星低空间分辨率的不足,可以成功地指导人们实施防火救灾,并用实践证明,利用TM数据对数年后过火区的恢复情况进行监测非常有效。
在美国、新加坡、法国和德国等国家通过实践证明,利用RADARSAT、ERS等卫星雷达数据可有效圈定火灾易发区;用NOAA、LANDSAT、SPOT卫星以及有关高分辨率数据,结合GIS和GPS 技术,可建成火灾监测、救灾的运行性系统,提供火灾实况信息,这样既能清楚显示火灾范 围及受灾区环境的遥感图像,又为制定救灾计划提供了最及时的空间信息。
5 其他
卫星遥感技术可用于多种灾害的监测,还可应用于以下方面:
(1) 人为灾害。如美国"九一一"恐怖事件发生后第2天和第5天,IKONOS卫星(1 m分辨率 )均获取了该地区的卫星数据,并与事件发生前的卫星图片比较,为灾情进行及时、客 观的评估提供了重要依据。
(2) 火山的监测。如法国已建立了一套有效的基于卫星数据的火山监测方法。
(3) 沙尘暴的防治。我国荒漠化监测中心等单位开展了有关沙尘暴遥感监测技术与灾害影 响评估模型等研究,结果表明,通过以气象卫星云图数据的处理分析为主要技术手段,有可 能做到监测沙尘暴的形成、预警及其发展和评估它的危害程度。我国已建立了"沙尘暴 的卫星遥感监测与灾情评估系统",并取得一定成效。
(4) 森林松毛虫灾监测。森林虫灾是林业生产的重大灾害之一,有不冒烟的森林火灾之称。 在20世纪80年代,我国南北方松毛虫灾严重,中科院遥感卫星地面站利用TM图像成功监测了安徽孤山林场虫灾,经有关部门鉴定,完全达到生产管理要求。
(5) 土地荒漠化。1995年组建的荒漠化监测中心的主要任务就是采用卫星遥感技术,在GIS 、GPS和现在通信手段的支持下,对土地荒漠化进行定期预报和趋势预测,提出荒漠化防治的各种对策。
(6) 国内外许多案例表明,对于台风、龙卷风、森林退化、霜冻、土壤侵蚀、海洋漏油污染 等灾害,遥感监测均已取得较满意的结果。广西善图科技有限公司