基于多源測繪成果在搶險救災中的運用研究

［摘要］隨著臺風等自然災害的頻繁發生，單一的手段無法高效、精準地進行災害預警及災后重建等相關工作。多源測繪成果作為現代信息技術的重要組成部分之一，可以作為新型的技術手段積極引入并運用。本文以臺風“杜蘇芮”為例，從多個方面探索了多源測繪成果在臺風登陸前和登陸后兩個階段的重點應用，發揮了積極的作用，以供參考。

［關鍵詞］臺風；災害預警；災后重建；多源；測繪

臺風對于沿海地區來說是一種嚴重的自然災害，它帶來的強風強降雨給人民群眾的人身安全和財產安全造成不同程度的威脅。測繪事業是經濟建設、國防建設、科學研究的基礎性事業，多源測繪成果的運用也是一種應對自然災害的重要手段之一?？茖W技術的發展及設備的更新，測繪可以提供多渠道、多格式和高精度的數據，為災害預警和災后重建提供數據支撐，為社會發展做出貢獻。

1 研究背景

臺風是一種極具破壞性的自然災害，我國又地處西北太平洋臺風高發區域，平均每年有7個臺風登陸我國東南沿海地區，造成我國重大經濟損失和人員傷亡[1]。2023年第5號臺風“杜蘇芮”于7月28日9時55分在福建晉江沿海登陸，登陸時風力達到50 m/s，為強臺風級別。

泉州臺商投資區位于泉州市區的東部，為國家級臺商投資區之一，轄區包含洛陽鎮、東園鎮和張坂鎮等4個鄉鎮。泉州臺商投資區距離本次臺風登陸點距離僅33 km，臺風不僅帶來暴雨災害，也引發洪澇、房屋倒塌等次生災害，給人民群眾的生產帶來不便，財產遭受威脅。

關于防災、減災、抗災、救災，習近平同志多次發表重要講話，作出重要指示，反復強調要始終把保障人民群眾生命財產安全放在第一位[2]。

2 研究思路

隨著社會的發展，測繪事業進入大變革，由傳統的測量進入測繪地理信息行業時代?，F在的測繪是“大測繪”，涵蓋大地測量、工程測量、地理信息系統等多學科、多領域，以遙感衛星、無人機為代表的天地空一體化的應用，助力經濟建設、國防建設和科學研究等事業的發展。測繪及其成果的運用也成為一種應對自然災害的重要手段之一。

結合2023年第5號臺風“杜蘇芮”登陸前加強為超強臺風級，登陸后具有強度大和影響范圍大的特點，勢必造成嚴重的傷害。基于此，收集和分析大比例尺地形圖數據、正射影像圖、地名地址等數據，結合無人機、GPS-RTK和Arcgis等測繪儀器及軟件開展測繪數據的生產，運用測繪成果進行災前預警及災后應急救災，保障人民群眾人身安全，挽救人民財產安全，意義重大。

3 多源測繪成果在搶險救災中的運用之災前預警分析

3.1 衛星遙感技術：臺風路徑分析及預判

衛星監測是臺風預警技術的起點，也是最常用的手段之一。20世紀60年代，隨著衛星技術的發展，人們開始利用衛星圖像來監測臺風的形成和發展。它能夠提供大范圍、高時空分辨率的氣象數據，使得我們能夠實時監測和追蹤臺風的位置和移動路徑。通過對衛星云圖的解析，我們可以判斷臺風的走向和可能影響的地區，提前做好準備和應對。準確的臺風中心定位對于有效監測和預報臺風具有重要意義[3]。

根據2023年7月24日上午10：30時國家衛星氣象中心的FY-4B靜止氣象衛星真彩色云圖顯示：“杜蘇芮”臺風眼清晰可見，略呈現不對稱結構。氣象部門通過實時觀測到臺風的云圖等信息，從而提前預警臺風的路徑等信息，實現對臺風及其帶來的災害的快速判斷及決策。

3.2 大比例尺地形測繪及其成果圖助力地災防治

科學、合理的滑坡災害監測與預警對于防災減災有著重要的現實意義和研究意義[4]。

泉州臺商投資區地質災害主要分布在洛陽鎮。從區域地貌條件看，洛陽鎮為高丘陵地貌類型，地形高差大，切割劇烈，直線坡、凸形坡發育，植被不發育，水土流失現象較普遍。由于人多地少，村民在山坡上切坡建房十分普遍，形成高陡的人工邊坡，由于對地質災害的危害性認識不足，防范意識較差，大多沒有砌坡護坡。人工切坡破壞了原有斜坡的自然穩定性，鑒于臺風會帶來持續性強降水過程，土壤含水量高，在暴雨等因素誘發下，易發生突發性的滑坡和崩塌等地質災害，從而毀壞民房等建筑物，造成生命財產損失。

此次結合2022年度泉州臺商投資區地質災害隱患點排查整治情況，共排查地質災害點5處和存在地質潛在隱患點7處，其地質災害隱患主要以高陡邊坡小型土質滑坡為主，潛在威脅的位置以房前屋后居多。

通過全野外測繪等測圖方式，現場測繪地質災害點及地質潛在隱患點周邊大比例尺的地形圖，為地災的預防及整治提供一手地形資料。

利用地形圖成果，提取點位中心位置坐標，制作地質災害點及地質潛在隱患點清單及其分布圖，查看其具體分布，供應急指揮部門應急救災時，提高應急反應速度，第一時間找到位置，提供保障服務。

通過測繪單位及其測繪成果的“技防”，結合地方政府的“人防”，可以有效地避免人員傷亡和直接經濟損失。

3.3 數字高程模型排查、圈定重點防洪排澇區

臺風“杜蘇芮”來臨之前，結合現有1∶1000比例尺地形圖成果制作泉州臺商投資區數字高程模型（DEM數據）。通過收集泉州臺商投資區4093張圖幅的1∶1000比例尺地形圖，進行拼接，提取其中的高程點及等高線數據，用ArcGIS生成精準DEM數據成果。

通過數字高程模型（DEM數據，圖1），我們可以清晰地看到泉州臺商投資區整個區域的地形變化趨勢，呈現北高南低、東高西低的特點，低洼區域集中在百崎湖流域和環月亮灣地帶，該區域就是本次預防臺風過境前后帶來的暴雨、洪澇災害排查和預防的重點區域。結合行政區劃、主干道等信息，劃定洛陽江流域、百崎湖流域、月亮湖流域等重點防洪排澇區域并有針對性地進行排查。

通過數字高程模型，還可以利用ArcGIS的空間分析功能，進行洪水淹沒分析[5]，以供防洪治澇的決策。

3.4 GIS 及數字正射影像成果判定臺風影響緩沖區及預防重點對象

泉州臺商投資區有著豐富的海岸線資源，海岸線長度長達24 km。臺風在沿海登陸時，一般伴有大風大浪。臺風的海浪非常大，高度甚至超過10 m，具體取決于臺風的風力情況和具體的地理位置。沿海的居民及其建筑在抗臺風的第一線，對于臺風帶來的傷害也是首當其沖。

如何運用測繪成果，合理地預判臺風登陸沿海時影響范圍及其預防的重點對象，是本次研究的重點之一。

3.4.1 臺風影響緩沖區確認

根據《福建省海岸帶保護與利用管理條例》（自2018年1月1日起施行）第十九條：限制開發區域與優化利用區域應當合理設置建筑后退線。未建成區建筑后退線為沿平均大潮高潮線起向陸域延伸不少于200 m[6]。本次沿海的臺風預警區域依海岸線向內陸設置200 m的緩沖區，作為防范臺風登陸及災后重建的重點區域。

利用ArcGIS軟件基于空間分析的功能，提取海岸線面向內陸200 m緩沖區區域，疊加1∶1萬正射影像圖，制作泉州臺商投資區“杜蘇芮”臺風登陸影響（沿海）范圍圖（圖2）。通過觀察，我們可以清晰地看到沿海臺風影響的一線區域。該信息可供上層抗臺風決策，從而有針對性地對該區域布點布防，如加強巡邏，及時撤離群眾，減少群眾的財產損失，保障群眾生命安全。

3.4.2 預防重點對象確認

依據200 m的緩沖區范圍，疊加現有1∶1000比例尺地形圖，統計該區域內各結構房屋數據，分析存在潛在安全隱患的房屋。

該重點區域面積約4.46 km2，涉及秀涂村、瑯山村、后港村、下桉村和浮山村等10個村莊。區域內房屋結構以混房和石房為主，部分磚房、破房、簡房和木房等。由于破房和簡房結構穩定性差、抗災能力小，此次排查出的100余棟破房和環月亮灣的40余棟簡房（木頭小屋）是本次預防的重中之重的對象。排查出的數據推送給相關村委會進行有針對性地實地排查，及時疏散在內的群眾和財物，保障其安全。

4 多源測繪成果在搶險救災中的運用之災后應用

2023年第5號“杜蘇芮”臺風登陸前為超強臺風，登陸時為強臺風，風力達到15級；登陸后的“杜蘇芮”威力不減，帶來強風和強降水。面對本次強臺風帶來的巨大破壞和損失，快速地進行災后重建是災后的重點工作，離不開測繪及其成果的支持與運用。

4.1 無人機及傾斜攝影測量方法助力臺風災后應急調查

無人機傾斜攝影測量是指在獲取影像過程中，鏡頭拍攝時始終與地面成一定傾斜角度，從而更好地獲取地物表面信息的一種新型技術手段[7，8]。本文具體以其在泉州臺商投資區海灣大道開展無人機監測，獲取大量高時效性視頻影像數據[9]為例。

泉州臺商投資區海灣大道有“泉州版”環島路的美譽，是泉州臺商投資區“五縱五橫”骨干路網之一。海灣大道兼具快速路與市政道路功能，項目采用橋梁“上跨”和U型槽“下穿”的設計。海灣大道沿線不但有居民建筑，還有半月灣、白沙灣、月亮灣、白沙灣公園和八仙過海旅游景區等濱海景觀旅游資源。

此次“杜蘇芮”臺風帶來的強風強降雨，導致海灣大道行道樹出現大面積倒伏，不少大樹被連根拔起，倒伏的樹枝橫亙在路面，斷枝落葉散落一地。

為快速了解現場情況、保證海灣大道暢通，“三灣”景區、泉州八仙過海等整條旅游線路秩序恢復正常，結合原先制定的應急方案，區開發建設集團緊急成立應急小組，組織安排旗下測繪公司進行災后的航拍工作。

測繪技術人員利用大疆M300及傾斜攝影測量方法對海灣大道進行全覆蓋航飛，用于后期恢復治理分析規劃和災前災后對比，為科學研判該區域的受災情況及指導下一步的重建工作提供數據支持。

大疆M300擁有強大的續航能力，具有六向定位和智能避障等功能，能夠實現厘米級別的衛星定位精度，能夠生產和提供高精度的測量數據和清晰的視頻。

針對海灣大道的災后應急調查，應用大疆M300航飛區域線路長度約17 km，航飛面積約1.19 km2，取得高清的影像特征數據38.8 G。

通過分析航飛數據，可以直觀、清晰地看到海灣大道整體的受災情況。利用航飛數據統計積水路段數量和樹木倒伏數量，核實路面的積沙和房屋倒塌情況，為后續區政府精準分析、調配救援力量提供資料。通過實踐與應用，證明了無人機技術在自然災害、事故災難、公共衛生事件等應急保障中有較大的應用價值[10]。

4.2 測繪技術綜合運用助力臺風災后恢復重建工作

為切實抓緊做好“杜蘇芮”臺風災后恢復重建工作，測繪及其成果可以帶來精確、可靠的數據，加快恢復受災地區生產生活秩序，推動經濟社會穩定發展。災后恢復重建方向的不同，就需要我們不同的測繪方法及其測量成果。

4.2.1 地質災害隱患點災后治理方面

基于災后地災隱患點需恢復治理的情況，利用前期測繪的大比例尺地形圖與現場進行對比，明確倒損房屋數量、治理類型；再者，依據現場現狀，利用全站儀或者無人機等測繪儀器，重新測量并繪制大比例尺的地形圖，給工程勘察設計和重建工程施工提供第一手資料。同時，利用無人機可以拍攝視頻的功能，對斜坡區等重點部位進行精細拍攝。

4.2.2 災后農作物定損方面

臺風“杜蘇芮”帶來的強風強降雨，導致很多水利設施損毀，部分農作物受淹，部分農作物如水稻出現倒伏的情況，影響產量。

災毀面積認定，需要依據災害范圍的大小，選擇不同的測繪儀器及方法進行。

福建省稻香園農業發展有限公司在位于陳壩村的水稻基地種植著約330畝中稻，其中約120畝正處于結穗期，約210畝處于揚花期。臺風裹挾暴雨的突襲，部分區域的水稻遭遇了風吹水淹的處境，會影響水稻的結實率。鑒于該基地受災面積不大，測繪作業隊伍使用RTK即可實現快速的災毀面積測量和面積的確定。

淺水灣農業科技博覽園位于泉州臺商投資區洛陽鎮后亭村，用地規模有1700多畝。這次臺風導致約70％的作物因臺風遭受內澇，還有約160多畝的大棚倒塌。鑒于受災面積大，測繪作業隊伍利用無人機及傾斜攝影測量方法進行。該作業方法不僅在當天就實現了全區域覆蓋測量，可以生成三維模型和高清正射影像圖成果。該成果不僅可以快速圈定受災面積，也可以作為后期定損理賠的溯源數據，還原當時的現場情況。

災毀面積的快速認定，受災群眾及時上報給保險公司，作為保險定損的依據之一；受災群眾也可以將相關數據上報給上級相關部門，申請相應的扶持資金，幫助農業企業克服資金困難。

4.2.3 建筑物重建方面

對于在此次臺風中損毀、需要重建的建筑物，按照“原產權、原址、原用途、原規模、原風貌”的原則，結合相關證明進行災后重建工作。

對于符合條件的群眾、已申請通過審批的，測繪作業隊伍利用RTK和全站儀對現狀進行測量，出具地形圖成果，方便統一規劃和科學選址。實施重建時，測繪作業隊伍對用地紅線及建筑物四至進行放樣和核樣工作；建筑物竣工時，測繪作業隊伍實施竣工測量，核實建筑物的占地面積、建筑面積、層高等指標數據。

測繪工作貫穿于建筑物重建的前前后后，缺一不可。

5 總結

臺風及其引起的洪澇災害是一種常見而嚴重的自然災害。多源測繪成果可以在災前提供預警信息，助力災后應急調查及重建。通過本次多源測繪成果在“杜蘇芮”臺風中發揮應用的綜合論述，證明多源測繪成果有助于減少臺風帶來的影響，為人民群眾創造更加安全和穩定的生活環境。

隨著測繪方法和測繪儀器設備的更新，多源測繪成果在搶險救災中的發揮是其運用之一，其必將更多地應用于社會的方方面面，助力社會經濟穩定發展。

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［9］楊坤，王薇，羅偉兒等. 無人機遙感應急監測高效應對臺風“杜蘇芮”引發的洪澇災害［J］. 中國減災，2023（19）：16-17.

［10］侯紅科，周廣華. 免像控無人機在應急測繪中的應用［J］. 城市勘測，2021（03）：85-87+91.