GIS支持下國產遙感技術在災害應急監測中的應用

魏珍

摘 要 介紹國產衛星遙感在災害應急方面的發展現狀、監測處理流程、關鍵技術及應用分析等。該技術與GIS的綜合應用，快速為救災部門提供決策支持手段，在災害應急處理中發揮了重要的作用。

關鍵詞 國產遙感；關鍵技術；GIS；災害應急

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0101-01

我國衛星遙感技術發展起步較晚，但近十幾年國家陸續發射資源、環境、海洋、高分一號等系列遙感衛星，分辨率高達2米，光譜信息豐富，衛星遙感及其相關產業發展迅速，這些都為災害應急提供了重要的數據及技術支持。并且近些年，在各重大災害應急處理中，國產遙感衛星數據及其相關技術的應用都發揮了非常重要的作用。

1 流程與關鍵技術

災害應急監測流程如圖1所示。

關鍵技術主要包括：衛星載荷選取、遙感影像處理、災害信息提取及基于GIS的災害信息及災情評估等技術。

圖1 災害應急監測流程

1.1 載荷選取

結合災區實際情況，選擇空間分辨率較高、光譜信息豐富的遙感數據，國產資源遙感衛星中ZY‐3、ZY‐02C、高分一號在災害應急監測中都具有相對優勢；時間上，應在獲取災后最新的遙感影像的同時調取災前存檔數據，以便進行對比分析；同時，盡量獲取天氣狀況較好的影像數據。

1.2 遙感影像處理

災害應急遙感數據處理主要包括輻射校正、幾何校正、圖像融合、拼接等。目前國外遙感數據處理軟件如：ENVI、ERDAS等都支持國產遙感數據的處理，國內軟件Titan、GEOWAY IS等也能滿足需求。同時，各相關單位相繼研發了自主的數據處理平臺，不僅能滿足各載荷數據基本的處理功能，同時支持海量數據高精度批處理，很大程度上解放了遙感數據處理所需的大量人力。

1.3 災害信息提取[1]

災害信息主要包括災害發生的地理位置、范圍、災后狀況等。不同的災害類型，提取方式不同，基本有兩種方式：①目視解譯：主要是通過人眼目視判別目標物，這種方法較傳統，需要大量的人力支持；②計算機智能識別技術：主要是利用計算機高效的信息處理能力，結合現今先進的自動目標識別技術，對海量的遙感信息數據進行快速批處理，篩選出疑似目標區域，這種技術節省人力且高效，但需要提取目標物及其他非目標物樣本的多光譜信息，進行相關性分析，建立并不斷的驗證和修正災害信息識別模型，盡管如此，仍可能出現誤判。也可將上述兩種方法相結合使用，既提高了效率，也提高了準確度，這種模式在目前國產遙感災害信息提取中應用廣泛。

1.4 災害信息結果及災情評估[2]

災害信息及評估結果主要形式有：圖形、圖像、圖表及報告等。根據信息提取結果，結合基礎地理數據庫、存檔影像庫以及GIS空間分析、統計分析技術對災情進行分析評估，并且利用GIS二維顯示、三維模擬及制圖輸出功能將災害信息及分析評估結果輸出。同時也可通過遙感及GIS二次開發技術，建立災害應急平臺。

2 國產遙感應急監測應用

2.1 地震應急監測

“5·12”地震發生后，中國資源衛星中心啟動災害應急機制，利用處于在軌休眠狀態的CBERS-02星和業務運行的02B星雙星共同對地震災區進行持續跟蹤觀測[3]。通過對多源遙感數據的直觀判別、對比、可視化的三維仿真分析等方法對災情進行監測，解譯出災區多處滑坡、堰塞湖和人工建筑損毀，并向上級部門和國家減災部門報送監測結果，為抗震救災的部署與決策，以及災后重建工作提供了重要的信息支持。

2.2 洪水災情監測

2013年8月中旬松花江流域出現自1998年以來最大洪水，截至8月19日，已造成東北三省111個縣區市373.7萬人受災。災情發生后，高分技術應用中心及時獲取東北災區高分一號衛星數據，并對這些數據進行幾何校正、鑲嵌與水體提取處理。通過處理與分析，實現災區災情的遙感分析，并統計受災面積，實現對災害重點關注地區的持續綜合分析處理，為救災部門提供抗洪救災決策技術支持。

2.3 馬航失聯

2014年3月，馬航客機失聯后，西安衛星測控中心啟動應急機制，根據馬航客機目標的尺寸、衛星數據的分辨率及覆蓋幅寬等因素綜合考慮，緊急調度多顆遙感衛星，如：資源三號、資源02C星、 GF-1號等，為搜救馬航失聯客機提供數據服務。多家單位協助用目視解譯與計算機智能識別技術相結合的方法進行目標源搜索。

3 展望

隨著應用化需求及國家政策的大力支持，我國將陸續發射高分系列后續遙感衛星，各研究單位也將發射自主的商業化遙感小衛星，數據分辨率及質量將大幅度提高，為災害應急提供了重要的數據來源。同時在衛星遙感產業化的時代中，隨著各種技術力量（如：數據處理、GIS、數據庫、云技術等）的發展與注入，為遙感衛星在災害處理中的應用提供了新的技術支持。這都將為災害應急監測提供非常有力的輔助決策信息。

參考文獻

[1]馬藹乃.遙感信息模型[M].北京：北京大學出版社，1997.

[2]楊國周，李花.論增強防災減災綜合實力的科技支撐[J].防災科技學院學報，2007.endprint

摘 要 介紹國產衛星遙感在災害應急方面的發展現狀、監測處理流程、關鍵技術及應用分析等。該技術與GIS的綜合應用，快速為救災部門提供決策支持手段，在災害應急處理中發揮了重要的作用。

關鍵詞 國產遙感；關鍵技術；GIS；災害應急

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0101-01

我國衛星遙感技術發展起步較晚，但近十幾年國家陸續發射資源、環境、海洋、高分一號等系列遙感衛星，分辨率高達2米，光譜信息豐富，衛星遙感及其相關產業發展迅速，這些都為災害應急提供了重要的數據及技術支持。并且近些年，在各重大災害應急處理中，國產遙感衛星數據及其相關技術的應用都發揮了非常重要的作用。

1 流程與關鍵技術

災害應急監測流程如圖1所示。

關鍵技術主要包括：衛星載荷選取、遙感影像處理、災害信息提取及基于GIS的災害信息及災情評估等技術。

圖1 災害應急監測流程

1.1 載荷選取

結合災區實際情況，選擇空間分辨率較高、光譜信息豐富的遙感數據，國產資源遙感衛星中ZY‐3、ZY‐02C、高分一號在災害應急監測中都具有相對優勢；時間上，應在獲取災后最新的遙感影像的同時調取災前存檔數據，以便進行對比分析；同時，盡量獲取天氣狀況較好的影像數據。

1.2 遙感影像處理

災害應急遙感數據處理主要包括輻射校正、幾何校正、圖像融合、拼接等。目前國外遙感數據處理軟件如：ENVI、ERDAS等都支持國產遙感數據的處理，國內軟件Titan、GEOWAY IS等也能滿足需求。同時，各相關單位相繼研發了自主的數據處理平臺，不僅能滿足各載荷數據基本的處理功能，同時支持海量數據高精度批處理，很大程度上解放了遙感數據處理所需的大量人力。

1.3 災害信息提取[1]

災害信息主要包括災害發生的地理位置、范圍、災后狀況等。不同的災害類型，提取方式不同，基本有兩種方式：①目視解譯：主要是通過人眼目視判別目標物，這種方法較傳統，需要大量的人力支持；②計算機智能識別技術：主要是利用計算機高效的信息處理能力，結合現今先進的自動目標識別技術，對海量的遙感信息數據進行快速批處理，篩選出疑似目標區域，這種技術節省人力且高效，但需要提取目標物及其他非目標物樣本的多光譜信息，進行相關性分析，建立并不斷的驗證和修正災害信息識別模型，盡管如此，仍可能出現誤判。也可將上述兩種方法相結合使用，既提高了效率，也提高了準確度，這種模式在目前國產遙感災害信息提取中應用廣泛。

1.4 災害信息結果及災情評估[2]

災害信息及評估結果主要形式有：圖形、圖像、圖表及報告等。根據信息提取結果，結合基礎地理數據庫、存檔影像庫以及GIS空間分析、統計分析技術對災情進行分析評估，并且利用GIS二維顯示、三維模擬及制圖輸出功能將災害信息及分析評估結果輸出。同時也可通過遙感及GIS二次開發技術，建立災害應急平臺。

2 國產遙感應急監測應用

2.1 地震應急監測

“5·12”地震發生后，中國資源衛星中心啟動災害應急機制，利用處于在軌休眠狀態的CBERS-02星和業務運行的02B星雙星共同對地震災區進行持續跟蹤觀測[3]。通過對多源遙感數據的直觀判別、對比、可視化的三維仿真分析等方法對災情進行監測，解譯出災區多處滑坡、堰塞湖和人工建筑損毀，并向上級部門和國家減災部門報送監測結果，為抗震救災的部署與決策，以及災后重建工作提供了重要的信息支持。

2.2 洪水災情監測

2013年8月中旬松花江流域出現自1998年以來最大洪水，截至8月19日，已造成東北三省111個縣區市373.7萬人受災。災情發生后，高分技術應用中心及時獲取東北災區高分一號衛星數據，并對這些數據進行幾何校正、鑲嵌與水體提取處理。通過處理與分析，實現災區災情的遙感分析，并統計受災面積，實現對災害重點關注地區的持續綜合分析處理，為救災部門提供抗洪救災決策技術支持。

2.3 馬航失聯

2014年3月，馬航客機失聯后，西安衛星測控中心啟動應急機制，根據馬航客機目標的尺寸、衛星數據的分辨率及覆蓋幅寬等因素綜合考慮，緊急調度多顆遙感衛星，如：資源三號、資源02C星、 GF-1號等，為搜救馬航失聯客機提供數據服務。多家單位協助用目視解譯與計算機智能識別技術相結合的方法進行目標源搜索。

3 展望

隨著應用化需求及國家政策的大力支持，我國將陸續發射高分系列后續遙感衛星，各研究單位也將發射自主的商業化遙感小衛星，數據分辨率及質量將大幅度提高，為災害應急提供了重要的數據來源。同時在衛星遙感產業化的時代中，隨著各種技術力量（如：數據處理、GIS、數據庫、云技術等）的發展與注入，為遙感衛星在災害處理中的應用提供了新的技術支持。這都將為災害應急監測提供非常有力的輔助決策信息。

參考文獻

[1]馬藹乃.遙感信息模型[M].北京：北京大學出版社，1997.

[2]楊國周，李花.論增強防災減災綜合實力的科技支撐[J].防災科技學院學報，2007.endprint

摘 要 介紹國產衛星遙感在災害應急方面的發展現狀、監測處理流程、關鍵技術及應用分析等。該技術與GIS的綜合應用，快速為救災部門提供決策支持手段，在災害應急處理中發揮了重要的作用。

關鍵詞 國產遙感；關鍵技術；GIS；災害應急

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0101-01

我國衛星遙感技術發展起步較晚，但近十幾年國家陸續發射資源、環境、海洋、高分一號等系列遙感衛星，分辨率高達2米，光譜信息豐富，衛星遙感及其相關產業發展迅速，這些都為災害應急提供了重要的數據及技術支持。并且近些年，在各重大災害應急處理中，國產遙感衛星數據及其相關技術的應用都發揮了非常重要的作用。

1 流程與關鍵技術

災害應急監測流程如圖1所示。

關鍵技術主要包括：衛星載荷選取、遙感影像處理、災害信息提取及基于GIS的災害信息及災情評估等技術。

圖1 災害應急監測流程

1.1 載荷選取

結合災區實際情況，選擇空間分辨率較高、光譜信息豐富的遙感數據，國產資源遙感衛星中ZY‐3、ZY‐02C、高分一號在災害應急監測中都具有相對優勢；時間上，應在獲取災后最新的遙感影像的同時調取災前存檔數據，以便進行對比分析；同時，盡量獲取天氣狀況較好的影像數據。

1.2 遙感影像處理

災害應急遙感數據處理主要包括輻射校正、幾何校正、圖像融合、拼接等。目前國外遙感數據處理軟件如：ENVI、ERDAS等都支持國產遙感數據的處理，國內軟件Titan、GEOWAY IS等也能滿足需求。同時，各相關單位相繼研發了自主的數據處理平臺，不僅能滿足各載荷數據基本的處理功能，同時支持海量數據高精度批處理，很大程度上解放了遙感數據處理所需的大量人力。

1.3 災害信息提取[1]

災害信息主要包括災害發生的地理位置、范圍、災后狀況等。不同的災害類型，提取方式不同，基本有兩種方式：①目視解譯：主要是通過人眼目視判別目標物，這種方法較傳統，需要大量的人力支持；②計算機智能識別技術：主要是利用計算機高效的信息處理能力，結合現今先進的自動目標識別技術，對海量的遙感信息數據進行快速批處理，篩選出疑似目標區域，這種技術節省人力且高效，但需要提取目標物及其他非目標物樣本的多光譜信息，進行相關性分析，建立并不斷的驗證和修正災害信息識別模型，盡管如此，仍可能出現誤判。也可將上述兩種方法相結合使用，既提高了效率，也提高了準確度，這種模式在目前國產遙感災害信息提取中應用廣泛。

1.4 災害信息結果及災情評估[2]

災害信息及評估結果主要形式有：圖形、圖像、圖表及報告等。根據信息提取結果，結合基礎地理數據庫、存檔影像庫以及GIS空間分析、統計分析技術對災情進行分析評估，并且利用GIS二維顯示、三維模擬及制圖輸出功能將災害信息及分析評估結果輸出。同時也可通過遙感及GIS二次開發技術，建立災害應急平臺。

2 國產遙感應急監測應用

2.1 地震應急監測

“5·12”地震發生后，中國資源衛星中心啟動災害應急機制，利用處于在軌休眠狀態的CBERS-02星和業務運行的02B星雙星共同對地震災區進行持續跟蹤觀測[3]。通過對多源遙感數據的直觀判別、對比、可視化的三維仿真分析等方法對災情進行監測，解譯出災區多處滑坡、堰塞湖和人工建筑損毀，并向上級部門和國家減災部門報送監測結果，為抗震救災的部署與決策，以及災后重建工作提供了重要的信息支持。

2.2 洪水災情監測

2013年8月中旬松花江流域出現自1998年以來最大洪水，截至8月19日，已造成東北三省111個縣區市373.7萬人受災。災情發生后，高分技術應用中心及時獲取東北災區高分一號衛星數據，并對這些數據進行幾何校正、鑲嵌與水體提取處理。通過處理與分析，實現災區災情的遙感分析，并統計受災面積，實現對災害重點關注地區的持續綜合分析處理，為救災部門提供抗洪救災決策技術支持。

2.3 馬航失聯

2014年3月，馬航客機失聯后，西安衛星測控中心啟動應急機制，根據馬航客機目標的尺寸、衛星數據的分辨率及覆蓋幅寬等因素綜合考慮，緊急調度多顆遙感衛星，如：資源三號、資源02C星、 GF-1號等，為搜救馬航失聯客機提供數據服務。多家單位協助用目視解譯與計算機智能識別技術相結合的方法進行目標源搜索。

3 展望

隨著應用化需求及國家政策的大力支持，我國將陸續發射高分系列后續遙感衛星，各研究單位也將發射自主的商業化遙感小衛星，數據分辨率及質量將大幅度提高，為災害應急提供了重要的數據來源。同時在衛星遙感產業化的時代中，隨著各種技術力量（如：數據處理、GIS、數據庫、云技術等）的發展與注入，為遙感衛星在災害處理中的應用提供了新的技術支持。這都將為災害應急監測提供非常有力的輔助決策信息。

參考文獻

[1]馬藹乃.遙感信息模型[M].北京：北京大學出版社，1997.

[2]楊國周，李花.論增強防災減災綜合實力的科技支撐[J].防災科技學院學報，2007.endprint