遥感技术在防灾减灾救灾工作中的应用探讨

吕瑞瑞

（甘肃省综合减灾救灾应急管理中心，甘肃 兰州730000）

1 概述

甘肃省地域辽阔，地理环境复杂，是干旱、洪涝、泥石流、山体滑坡等自然灾害发生频率较高的省份。对于突发性重特大自然灾害，由于地形条件以及灾害造成的通讯中断、交通设施毁坏等多方面影响，导致在灾害发生时很难通过传统的方法及时获取灾区的实时信息，从而影响救灾工作的进行[1-3]。遥感技术具有获取信息快速、周期短、信息量大、受条件限制少等特点，在救灾工作中具有传统手段不可比拟的优势，利用遥感技术可快速获取受灾区域的遥感影像数据，通过分析处理，可全面地掌握受灾情况、灾害发展变化趋势、灾害损失概况等信息，为行政指挥决策和灾害损失评估提供数据支撑，是完成减灾救灾工作的重要技术手段。

2 遥感技术在综合防灾减灾救灾工作中的优势

2.1 可同时进行大面积同步观测

在开展防灾减灾工作中，大面积同步观测所取得的数据是最宝贵的。依靠传统的地面调查，实施起来非常困难，工作量很大。而遥感观测则可以为此提供最佳的信息获取方式，并且不受地形阻隔等限制。特别是对大区域的干旱、洪涝等自然灾害监测具有十分重要的作用[1-3]。

2.2 与传统的地面调查相比，遥感具有获取信息的速度快，周期短的特点

遥感探测，最大的特点就是全天时、全天候、大面积范围内进行探测。尤其是空间遥感探测，可以在短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化。而传统的地面调查则须在大量的人力、物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此，遥感大大提高了观测时效性。这对于研究各类自然灾害不同周期的动态变化非常重要，并为抢险救灾提供了时间保证。

2.3 数据量大，承载信息丰富

遥感通过探测可见光—反射红外、热红外和微波等不同波长范围的电磁辐射能，来获取包括植被覆盖、土壤水分、区域地质、水文地质、环境污染、森林火灾和地表形态等信息。不同遥感影像的分辨率在几十厘米至几百公里之间，能够满足不同尺度下减灾救灾的应用需求[1-3]。

3 减灾救灾中常用的遥感数据介绍

目前，国内外灾害监测和救援工作中常用到的遥感数据类型主要包括可见光—反射红外光学数据、热红外遥感数据和雷达数据以及高光谱数据。随着获取方式的不断发展，无人机数据也开始广泛应用于减灾救灾中。这些数据各具特点，针对性不同，构成了减灾救灾中遥感技术信息支持的基础[1-3]。

3.1 可见光—反射红外数据

以中国的风云2号为主，幅宽3000km，数据对植被、水体、岩石等地表覆盖具有敏感记录特征，因此可主要用于地震、沙尘暴、干旱、洪涝灾害监测以及山洪泥石流预报与评估。

3.2 雷达数据

由于雷达数据全天时工作，能够穿透浓厚的云层和一定程度的雨区进行全天候作业，成像的立体效应可以增强地形、地貌及地质构造的探测效果。因此可用于发生地震、洪涝灾害、地质灾害等多云、多雨，不易进入的区域，可进行灾害的监测与评估[1-3]。

3.3 高光谱数据

由于高光谱数据光谱分辨率高，因此，地表覆盖的识别能力非常高，在灾害监测中，可以进行定量或半定量的监测，对农业干旱监测、病虫害监测，以及火灾具有很好的监测效果。

4 遥感技术在防灾减灾救灾工作中的应用思路

遥感业务工作开展的总体思路是以提升民政遥感技术应用能力为目标，以遥感数据采集、传输、分析、处理、产品制作、综合应用为工作主线，重点加强省市两级无人机航空遥感数据采集与传输能力，遥感数据分析处理及产品制作能力，基于遥感、地理信息、灾情等多源数据的综合应用能力建设，有效辅助于灾害损失评估及行政指挥决策。

4.1 灾害预警和准备

对于非瞬时性爆发的自然灾害而言，其孕育到发生的过程需要一定的时间，及时准确的灾害预警能够有效降低灾害造成的损失。在灾害发生前，利用高分辨率遥感数据，对灾害频发区、灾害隐患区、重要江河流域等进行遥感监测与评估并开展房屋、道路等受灾体及其在不同灾害情境下脆弱性分析，进行数据准备，及时发布灾害预警信息，为灾前准备争取宝贵的时间，采取必要的防灾措施将损失降到最小，进行灾情预评估[4-8]。

4.2 灾害监测与救援

利用高分辨率遥感数据，估计受灾范围、受灾程度、交通运输状况等信息，制作包括物资储备库、转移路线、避难场所等专题要素的灾害风险图、虚拟环境，重建环境，承载灾害风险、灾害演练等减灾工作。

4.3 灾后评估

1）快速评估。利用灾前高分辨率遥感数据和房屋、道路等受灾体脆弱性数据，开展灾后第一时间灾情快速评估，从宏观上初步估计受灾范围、受灾程度、交通运输状况等信息，支撑灾害应急救援和救助工作。

2）应急评估。灾后第一时间获取高分辨率无人机等遥感数据，开展灾害信息和灾情监测，支撑灾害应急救援和救助工作。

3）灾情综合评估。遥感数据经过解译和分析后，能够快速寻找并定位倒塌房屋、损毁道路等灾情的位置，估计灾害影响的范围和程度；同时遥感获取的地形地貌、地质构造和城镇规模等数据也是区域脆弱性评价的重要资料[3]，如图1所示。利用灾后高分辨率遥感数据，开展灾害损失实物量评估，支撑重特大自然灾害综合评估，支撑灾区恢复重建规划开展。

图1 利用高分三号数据进行地震前后的变化监测地震滑坡引起的道路损毁

4）恢复重建阶段。利用灾区高分辨率遥感数据，了解恢复重建完成情况，对恢复重建进度进行监测。

5 遥感技术在各类灾害中的应用

5.1 地震灾害

目前遥感技术在地震灾害中主要应用于大范围灾害信息获取、设施受损情况评估等方面。在震区可以使用搭载摄影系统的微型无人机第一时间快速获取灾区的大范围影像，通过图像判读和多波段组合处理，能够提取出地震中的受灾范围、损毁道路、堰塞湖、倒塌房屋等多种专题信息。利用灾后高分影像，制成正射影像图，结合灾前的影像数据，开展房屋建筑物损坏情况、生命线工程损毁程度、次生灾害调查、灾后安置、重建等方面的灾情遥感应急监测工作，为地震应急决策救援提供了宏观、科学的辅助决策依据[3-8]。

5.2 洪涝灾害

“风云2号”（FY-2）卫星能够获取全景原始云图，监测和预报降水信息；利用遥感影像与地理信息和大数据技术，建立洪涝灾害监测评估系统，能够进行快速、准确、动态和全天候的洪涝灾害监测预评估；制作洪水风险图，进行了水情监测和淹没面积的估算，为国家有关部门提供了重要的科学数据。

5.3 地质灾害

遥感技术在地质灾害的预警、调查、监测和评估等过程中得到了广泛应用，如可以通过泥石流发生前后的影像制作正射影像图，采用人工智能的方法自动提取水体，评估出泥石流发生的面积，灾害影响范围，灾害强度等定量信息及其空间分布状况。

5.4 干旱灾害风险预警

利用时间序列不同分辨率的卫星遥感影像，持续获取灾害背景参数，分析灾害异常信息，评估农业植被干旱、自然灾害风险，开展灾害预警。

6 小结

随着遥感技术的不断提高，遥感技术已经在我国防灾减灾救灾工作中发挥了重要作用，同时为相关专家提供灾难前的预警信息、灾难时的检测信息、灾难后的总结信息。今后的工作重点主要是遥感影像解译，通过解译的准确率及解译效率的提高，将为灾后重点目标识别、房屋倒损、道路损毁、农田受损等快速灾情评估提供了有效快速的技术手段。