典型地质灾害遥感监测的技术需求

使用单一数据源 、依靠人工解译等传统手段开展地质灾害监测预警和评估具有很大局限性，难以满足应用需求，因此，迫切需要发展基于遥感等先进技术的应急监测预警和评估技术。针对地质灾害综合管理和应急的需求，迫切需要开展空天地一体化应急模式与任务规划、海量多源数据的快视与实时处理、典型地质灾害机理因子提取和分析、地质灾害快速监测预警和灾害损失实物量评估等技术研究，研发应急综合管理与应用系统，通过示范应用将研究成果转化到国家灾害遥感业务运行系统中，连通新技术应用与国家防灾减灾业务链条。

空天地一体化协同观测与应急快速处理是提高地质灾害应急响应效率的首要问题，随着新型传感器和对地观测技术的快速发展，地质灾害的监测手段日益丰富。但在应对地质灾害时依然难以快速调度合适的对地观测资源，获取面向灾害现场的观测数据。因此，急需发展空天地体化的对地观测资源调度模型与方法， 开发空天地体化对地现测资源应急调度任务规划系统。从影像数据快速处理和提取灾害相关特征信息，为抢灾救灾提供决策支持，对影像的快速处理，甚至机上实时处理，提出了很高的要求。因此，开展针对空天地一体化协同观测与应急快速处理技术的研究，是提高第一时间获取灾害遥感数据的重要手段。

传感器网络的构建、灾害关键机理因子提取及模型优化是地质灾害监测和预警的重要研究基础。目前灾害预测预报的基础研究重点和难点在于:对灾害机理因子的有效辨识缺乏多维实测数据支持，观测数据的采集方法及融合技术与灾害经验模型/物理模型之间的整合和检验。对于任何一种稳定性模型评价的方法， 需要首先确定灾害的关键因子以建立淮确的分析模型。而建准确的分析模型是需要对地质灾害关键机理因子进行准确甄别，明确灾害产生的机理因子及诱导因素。需要围绕灾害关键机理因子的协同定量观测这一核心问题开展研究工作，包括灾害监测的遥感传感器的高效自组网、传感器网络的协同观测、传感器网络智能强化观测、监测数据处理。通过构建遥感传感器网络，对典型灾害机理因子与灾害经验和物理模型协同分析以及验证优化。基于优化模型和优化灾害遥感监测传感器网络，集成监测信息建立监测数据库，以此开发灾害定量评估分析等关键技术，从而提高现有典型地质灾害遥感监测与预警能力。因此，充分利用传感器网络信息构建灾害关键机理因子提取模型及开展模型优化是基础性研究工作。

基于多源数据融合的大范围、高时速、高精度的地质灾害快速监测评估是实现地质灾害应急响应的关键技术。随着三峡、高铁等大型工程的建设和运营，加剧了地质灾害风险，传统全站仪、GPS测量、目视解译等人工技术手段已经不能满足国家快速、高效，准确的防灾减灾需求，因此，急需开展基于多源数据融合的大范围、高时速、高精度重大工程地质灾害监测预警与评估评价技术。在掌握地质灾害形成和发生的控制因素和诱发因素的基础上，研究基于多源遥感数据与非遥感数据的人类工程活动、地形地貌、龙质构造，岩性、库水等多因素的自动化提取与分析技术，建立地质灾害易发性评估模型评估外界地质环境变化条件下地质灾害可能发生的空间位置和灾害发生的可能性大小。

通过研究超长线状区域跨幅时间序列干涉处理、困难地区相位高保真干涉处理、地基雷达干涉测量时空数据相关结构分析与预测、高维降维等技术，进而建立高时空分辨率高铁沿线地质灾害立体监测与预警技术，提高处置和应对能力。为监测评估地质灾害对交通生命线的影响，急需在对交通生命线网络特性研究的基础上，研究基于多源遥感数据的道路信息快速提取方法、交通生命线网络拓扑分析模型，以及高可靠性的交通网络路径优化和调度方法，进而提高应急救援调度能力。

基于遥感成像机理定量提取建构筑物破坏是灾情精确评估的关键技术。随着遥感技术的不断成熟与发展，精密观测地表的多维状况已逐渐成为了可能，但要在较短的时间内获取准确的灾情信息，不能单纯地从图像特征角度去提取有效信息，而应当基于遥感成像机理突破倾斜摄影、激光雷达、合成孔径雷达等新技术手段在灾情评估中的关键技术，利用多源高分辨率遥感数据分析灾后建构筑物、道路等人工目标在光谱、后向散射和三维形态等方面特征，同时结合地震学、地质学、结构工程学等多学科的知识，分析灾情的空间分布与破坏程度等定量的灾情信息，形成多级别、多类型的产品，如重点目标损毁程度评估、实物量损毁评估产品等。

基于高分辨率、多角度、多维度遥感的房屋道路损毁实物量评估是灾害综合评估的核心内容。灾害管理是一项系统工程，需要跨部门参与和合作，通过对地观测技术获取的海量异构数据，实现数据信息高效管理和共享；综合多源遥感数据进行准确、客观的实物量损失评估，是灾害直接经济损失评估、应急救助和灾区恢复重建规划的重要依据。地质灾害中房屋、道路等目标损毁情况复杂、形态各异，如直下型地震中，高层建筑项层房屋结构没有发生变化，但低层却可能发生了坍塌，经过正射校正的遥感影像难以精确判读其损毁情况。倾斜摄影技术和激光雷达可以获取多角度、多维度的遥感数据，可在二维和三维环境中综合呈现灾害目标的特征状况，为灾害目标识别和灾情综合评估提供更丰富的信息。