遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景
陶和平
2008年05月12日14:28分,四川省汶川縣境內(nèi)發(fā)生8.0級(jí)地震,強(qiáng)烈的地震已經(jīng)造成了6萬(wàn)多人死亡,幾百萬(wàn)人無(wú)家可歸,幾座縣城被毀,災(zāi)區(qū)的公路交通幾乎全部癱瘓。在這場(chǎng)抗震救災(zāi)的戰(zhàn)役之中,遙感起到了十分關(guān)鍵的作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界共有16顆遙感衛(wèi)星密切注視著汶川地震災(zāi)區(qū),國(guó)家遙感中心、國(guó)家減災(zāi)中心、國(guó)家測(cè)繪局、國(guó)家地震局、中國(guó)科學(xué)院、解放軍相關(guān)部門(mén)、電子科技大學(xué)等數(shù)十家單位紛紛投入科技力量,參加到這場(chǎng)遙感大會(huì)戰(zhàn)之中。遙感在重大自然災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)與評(píng)估中作用越來(lái)越重要。
一、遙感在汶川地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍
長(zhǎng)期以來(lái),人類在自然災(zāi)害面前一直處于被動(dòng)的局面。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)在災(zāi)害預(yù)警和減災(zāi)救災(zāi)方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視,并展現(xiàn)了他巨大的應(yīng)用潛力。遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍很廣,就這次5·12汶川特大地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)來(lái)講,主要包括:災(zāi)情速報(bào)、救災(zāi)空間信息保障、次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和災(zāi)害重建規(guī)劃。
1)災(zāi)情速報(bào)
利用遙感機(jī)動(dòng)、快速、覆蓋范圍大、可以到達(dá)等特點(diǎn)可以迅速的對(duì)災(zāi)情作出評(píng)估,災(zāi)情速報(bào)一直在遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中占據(jù)重要地位。我國(guó)從唐山大地震、大興安嶺火災(zāi)、98年洪水、今年的雪災(zāi)和汶川地震災(zāi)害都進(jìn)行了大范圍的遙感災(zāi)情調(diào)查工作。在這次汶川地震遙感監(jiān)測(cè)中,民政部國(guó)家減災(zāi)中心、中科院遙感所、地理所在較快的時(shí)間內(nèi)完成了整個(gè)災(zāi)區(qū)的建筑物、公路、生態(tài)環(huán)境等幾個(gè)大的評(píng)估報(bào)告,實(shí)現(xiàn)了快速摸清震區(qū)災(zāi)情的目的。
2)救災(zāi)空間信息保障
今年發(fā)生的兩次大型自然災(zāi)害(南方雪災(zāi)和汶川大地震)的共同特點(diǎn)是道路交通受阻,前方災(zāi)情不明。在這種情況下,遙感應(yīng)該充分發(fā)揮了其在救災(zāi)決策中的空間信息保障作用。利用遙感進(jìn)行救災(zāi)空間信息保障可以分為以下兩個(gè)方面:一是利用遙感圖像快速的更新已有的地理信息數(shù)據(jù),比如說(shuō)利用遙感快速的更新災(zāi)區(qū)的地形圖;二是利用遙感圖像對(duì)人員難以到達(dá)的地方進(jìn)行制圖分析。實(shí)踐證明,公路通行能力受阻是影響救災(zāi)實(shí)施的關(guān)鍵因素,因此應(yīng)該發(fā)展一種“公路遙感”技術(shù),通過(guò)遙感手段迅速對(duì)災(zāi)區(qū)的公路通行能力進(jìn)行評(píng)估,以充分保障救災(zāi)工作的順利進(jìn)行。
3)次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
對(duì)大自然災(zāi)害引發(fā)的次生災(zāi)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是遙感用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。這幾年我國(guó)已經(jīng)在西藏易貢滑坡堵江、中印邊境帕里河滑坡等進(jìn)行次生災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)。這次汶川地震災(zāi)害中,次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的重要性高于以往災(zāi)害,整個(gè)災(zāi)區(qū)共產(chǎn)生了36個(gè)比較大的堰塞湖,最大的一個(gè)庫(kù)容達(dá)到1×108 m2,威脅下游幾萬(wàn)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
4)災(zāi)害重建規(guī)劃
大災(zāi)后的災(zāi)區(qū)重建是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在這個(gè)過(guò)程中遙感將繼續(xù)發(fā)揮巨大的作用。通過(guò)遙感解譯,可以對(duì)整個(gè)災(zāi)區(qū)的災(zāi)情做出的全面評(píng)估,并可以結(jié)合災(zāi)區(qū)的地形、地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù),對(duì)災(zāi)區(qū)重建選址和移民搬遷做出決策。
二、汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)存在的主要問(wèn)題及建議
通過(guò)對(duì)這次全國(guó)性的地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)工作的總結(jié)與分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)用中還存在不少問(wèn)題,突出表現(xiàn)在基礎(chǔ)地理信息不充分、遙感應(yīng)急速度比較慢、組織還有待加強(qiáng)、可用的數(shù)據(jù)源匱乏以及遙感科技力量?jī)?chǔ)備不足等問(wèn)題。
1)基礎(chǔ)地理信息不充分
這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)暴露出我國(guó)的基礎(chǔ)地理信息不充分。為了更好的進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估,國(guó)家應(yīng)該建立1~2 m分辨率的基礎(chǔ)影像庫(kù),有條件的地區(qū)還應(yīng)該建立1∶10萬(wàn)到1∶5萬(wàn)比例尺的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)字高程模型(DEM)。我國(guó)的中巴地球資源衛(wèi)星02B星HR數(shù)據(jù)分辨率已經(jīng)達(dá)到了2.36 m,而且該數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)是免費(fèi)的,建議有關(guān)部門(mén)充分利用國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)建立高分辨率背景影像庫(kù)。
2)遙感應(yīng)急相應(yīng)速度比較慢
從地震發(fā)生后到5月13日上午第一顆遙感衛(wèi)星過(guò)境并下傳遙感數(shù)據(jù),整整用了21個(gè)小時(shí);一直到地震發(fā)生后的第四天,5月14日國(guó)內(nèi)才出現(xiàn)了震區(qū)震后的遙感分析圖。在大災(zāi)害面前,遙感顯得非常遲緩。因此,提高遙感對(duì)于重大自然災(zāi)害的快速反應(yīng)能力非常必要。發(fā)揮遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中排頭兵的作用就是要求遙感在災(zāi)害發(fā)生幾個(gè)小時(shí)后作出反應(yīng)。
3)缺乏統(tǒng)一的組織
在這次汶川地震科技救災(zāi)中,遙感隊(duì)伍可謂浩浩蕩蕩。但是這次遙感大會(huì)戰(zhàn)缺乏一個(gè)統(tǒng)一的組織,很多工作比較混亂和重復(fù)。因此,建議編制自然災(zāi)害遙感應(yīng)急預(yù)案和自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程,這個(gè)技術(shù)規(guī)程應(yīng)該包括遙感數(shù)據(jù)獲取與共享、遙感數(shù)據(jù)的格式與參考投影系統(tǒng)、評(píng)估的技術(shù)流程與精度控制等等。這樣在一個(gè)統(tǒng)一的框架下,才能使遙感的作用充分表現(xiàn)出來(lái)。
4)可用的遙感數(shù)據(jù)很匱乏
很多大的自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),天氣都不是很好,像今年發(fā)生的南方雪災(zāi)和汶川地震災(zāi)害。光學(xué)遙感成像十分困難,即使成像后云覆蓋也太多影響了數(shù)據(jù)的有效性。合成孔徑雷達(dá)可以穿透云霧成像,但是在災(zāi)害發(fā)生過(guò)程中為了獲得高分辨率的觀測(cè)數(shù)據(jù),大多采用單極化的工作方式。這種單波段單極化的SAR圖像解譯十分困難。從這個(gè)意義上說(shuō),可用于自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)還是比較匱乏的。
5)遙感科技力量?jī)?chǔ)備不夠
雖然我國(guó)近幾年在遙感技術(shù)研發(fā)和教育方面都有較快的發(fā)展,但是在大災(zāi)面前仍顯得遙感科技力量?jī)?chǔ)備嚴(yán)重不足。這表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)遙感技術(shù)硬件儲(chǔ)備不足,比如各種遙感器及其數(shù)據(jù)設(shè)備;(2)遙感技術(shù)軟件儲(chǔ)備不足,遙感快速應(yīng)急的相關(guān)處理程序和技術(shù)規(guī)程都還比較缺乏;(3)遙感要從理論走向?qū)嵺`,從辦公室走向自然災(zāi)害的第一線。加大遙感科技力量?jī)?chǔ)備是應(yīng)對(duì)災(zāi)害突發(fā)事件必須要解決的問(wèn)題。
三、自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向
把遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于自然災(zāi)害監(jiān)測(cè),對(duì)我國(guó)減災(zāi)工作重心從災(zāi)后救助向?yàn)?zāi)前防御的轉(zhuǎn)變具有非常重要的意義。我國(guó)自然災(zāi)害具有頻發(fā)、種類多、分布廣等特點(diǎn),這決定了要實(shí)現(xiàn)高效的減災(zāi)工作必須做到各種監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合,對(duì)災(zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候、全天時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。從現(xiàn)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)遙感技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展趨勢(shì)包括:對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座、對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成和重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)國(guó)際合作等。
1)對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座
在航天遙感里面,高空間分辨率和在較短的重返周期是一對(duì)矛盾。以前,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)地方在較短的時(shí)間內(nèi)重復(fù)觀測(cè),得到比較高的分辨率的觀測(cè)數(shù)據(jù),往往通過(guò)多種衛(wèi)星數(shù)據(jù)聯(lián)合分析的方式。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,像美國(guó)的陸地衛(wèi)星(Landsat)與法國(guó)的SPOT衛(wèi)星融合處理。但是隨著各國(guó)對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座計(jì)劃的提出,這種多源數(shù)據(jù)融合處理的方式將逐步發(fā)展成為遙感衛(wèi)星星座的方式。意大利的COSMO-SkyMed-1/2是“地中海觀測(cè)小衛(wèi)星星座”的一部分,2007年已經(jīng)發(fā)射了兩顆,今年將發(fā)射另外兩顆。這個(gè)星座可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)地方6個(gè)小時(shí)重返一次,并可以進(jìn)行晝夜觀測(cè)成像。中國(guó)將于8月份發(fā)射環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座的前3顆衛(wèi)星,由2顆光學(xué)遙感小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)A、B星)和1顆雷達(dá)小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)C星)組成“2+1”星座系統(tǒng)。相信這個(gè)衛(wèi)星星座發(fā)射后,我國(guó)在自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)方面會(huì)有長(zhǎng)足的發(fā)展。
2)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成
要充分利用對(duì)地觀測(cè)技術(shù)(遙感技術(shù))來(lái)減輕自然災(zāi)害必須走多技術(shù)集成的道路,這些技術(shù)包括多源對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成包括了:(1)天基、空基、地基遙感系統(tǒng)的集成;(2)多光譜、高光譜、微波遙感技術(shù)集成;(3)主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感技術(shù)集成;(4)遙感與地理信息系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)緊密集成;(5)遙感與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信系統(tǒng)集成;(6)遙感與社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)模型集成。這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)已經(jīng)體現(xiàn)上述部分集成,如這次動(dòng)用無(wú)人機(jī)對(duì)災(zāi)害進(jìn)行航空攝影,體現(xiàn)了空基、地基遙感系統(tǒng)的集成;光學(xué)影像與SAR圖像紛紛用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)體現(xiàn)了多光譜、微波遙感技術(shù)集成和主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感技術(shù)集成。
3)重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)國(guó)際合作
任何一個(gè)國(guó)家的遙感衛(wèi)星的觀測(cè)能力總是有限的,因此重大自然災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)該走國(guó)際合作的道路。根據(jù)《空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章》,在這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)中法國(guó)、加拿大、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)的空間組織提供了大量的航天遙感數(shù)據(jù),現(xiàn)在中巴地球資源衛(wèi)星02B星也進(jìn)入了ECO(空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章組織機(jī)構(gòu))值班,相信在國(guó)際合作的框架下,遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)上面的作用將更加明顯。
結(jié)論與展望
及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)區(qū)的災(zāi)情,并對(duì)災(zāi)區(qū)的居民點(diǎn)、地形、公路、水情等信息進(jìn)行全面的掌握的是進(jìn)行救災(zāi)決策的前提條件。遙感以其快速、機(jī)動(dòng)、從宏觀到微觀全面觀測(cè)等優(yōu)勢(shì)條件,在減輕自然災(zāi)害層面上發(fā)揮著巨大的作用。但是由于數(shù)據(jù)比較匱乏、組織還不完善、信息交流不暢、科技儲(chǔ)備不足等問(wèn)題的存在,遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的作用沒(méi)有被充分挖掘出來(lái)。5·12汶川大地震給遙感提出了新的挑戰(zhàn),隨著一些列新的遙感衛(wèi)星和相應(yīng)的制度與技術(shù)規(guī)范的實(shí)施,相信遙感在重大自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)速度越來(lái)越快,作用也會(huì)越來(lái)越大。
一、遙感在汶川地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍
長(zhǎng)期以來(lái),人類在自然災(zāi)害面前一直處于被動(dòng)的局面。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)在災(zāi)害預(yù)警和減災(zāi)救災(zāi)方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視,并展現(xiàn)了他巨大的應(yīng)用潛力。遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍很廣,就這次5·12汶川特大地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)來(lái)講,主要包括:災(zāi)情速報(bào)、救災(zāi)空間信息保障、次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和災(zāi)害重建規(guī)劃。
1)災(zāi)情速報(bào)
利用遙感機(jī)動(dòng)、快速、覆蓋范圍大、可以到達(dá)等特點(diǎn)可以迅速的對(duì)災(zāi)情作出評(píng)估,災(zāi)情速報(bào)一直在遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中占據(jù)重要地位。我國(guó)從唐山大地震、大興安嶺火災(zāi)、98年洪水、今年的雪災(zāi)和汶川地震災(zāi)害都進(jìn)行了大范圍的遙感災(zāi)情調(diào)查工作。在這次汶川地震遙感監(jiān)測(cè)中,民政部國(guó)家減災(zāi)中心、中科院遙感所、地理所在較快的時(shí)間內(nèi)完成了整個(gè)災(zāi)區(qū)的建筑物、公路、生態(tài)環(huán)境等幾個(gè)大的評(píng)估報(bào)告,實(shí)現(xiàn)了快速摸清震區(qū)災(zāi)情的目的。
2)救災(zāi)空間信息保障
今年發(fā)生的兩次大型自然災(zāi)害(南方雪災(zāi)和汶川大地震)的共同特點(diǎn)是道路交通受阻,前方災(zāi)情不明。在這種情況下,遙感應(yīng)該充分發(fā)揮了其在救災(zāi)決策中的空間信息保障作用。利用遙感進(jìn)行救災(zāi)空間信息保障可以分為以下兩個(gè)方面:一是利用遙感圖像快速的更新已有的地理信息數(shù)據(jù),比如說(shuō)利用遙感快速的更新災(zāi)區(qū)的地形圖;二是利用遙感圖像對(duì)人員難以到達(dá)的地方進(jìn)行制圖分析。實(shí)踐證明,公路通行能力受阻是影響救災(zāi)實(shí)施的關(guān)鍵因素,因此應(yīng)該發(fā)展一種“公路遙感”技術(shù),通過(guò)遙感手段迅速對(duì)災(zāi)區(qū)的公路通行能力進(jìn)行評(píng)估,以充分保障救災(zāi)工作的順利進(jìn)行。
3)次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
對(duì)大自然災(zāi)害引發(fā)的次生災(zāi)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是遙感用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。這幾年我國(guó)已經(jīng)在西藏易貢滑坡堵江、中印邊境帕里河滑坡等進(jìn)行次生災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)。這次汶川地震災(zāi)害中,次生災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的重要性高于以往災(zāi)害,整個(gè)災(zāi)區(qū)共產(chǎn)生了36個(gè)比較大的堰塞湖,最大的一個(gè)庫(kù)容達(dá)到1×108 m2,威脅下游幾萬(wàn)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
4)災(zāi)害重建規(guī)劃
大災(zāi)后的災(zāi)區(qū)重建是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在這個(gè)過(guò)程中遙感將繼續(xù)發(fā)揮巨大的作用。通過(guò)遙感解譯,可以對(duì)整個(gè)災(zāi)區(qū)的災(zāi)情做出的全面評(píng)估,并可以結(jié)合災(zāi)區(qū)的地形、地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù),對(duì)災(zāi)區(qū)重建選址和移民搬遷做出決策。
二、汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)存在的主要問(wèn)題及建議
通過(guò)對(duì)這次全國(guó)性的地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)工作的總結(jié)與分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在遙感在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)用中還存在不少問(wèn)題,突出表現(xiàn)在基礎(chǔ)地理信息不充分、遙感應(yīng)急速度比較慢、組織還有待加強(qiáng)、可用的數(shù)據(jù)源匱乏以及遙感科技力量?jī)?chǔ)備不足等問(wèn)題。
1)基礎(chǔ)地理信息不充分
這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)暴露出我國(guó)的基礎(chǔ)地理信息不充分。為了更好的進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估,國(guó)家應(yīng)該建立1~2 m分辨率的基礎(chǔ)影像庫(kù),有條件的地區(qū)還應(yīng)該建立1∶10萬(wàn)到1∶5萬(wàn)比例尺的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)字高程模型(DEM)。我國(guó)的中巴地球資源衛(wèi)星02B星HR數(shù)據(jù)分辨率已經(jīng)達(dá)到了2.36 m,而且該數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)是免費(fèi)的,建議有關(guān)部門(mén)充分利用國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)建立高分辨率背景影像庫(kù)。
2)遙感應(yīng)急相應(yīng)速度比較慢
從地震發(fā)生后到5月13日上午第一顆遙感衛(wèi)星過(guò)境并下傳遙感數(shù)據(jù),整整用了21個(gè)小時(shí);一直到地震發(fā)生后的第四天,5月14日國(guó)內(nèi)才出現(xiàn)了震區(qū)震后的遙感分析圖。在大災(zāi)害面前,遙感顯得非常遲緩。因此,提高遙感對(duì)于重大自然災(zāi)害的快速反應(yīng)能力非常必要。發(fā)揮遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中排頭兵的作用就是要求遙感在災(zāi)害發(fā)生幾個(gè)小時(shí)后作出反應(yīng)。
3)缺乏統(tǒng)一的組織
在這次汶川地震科技救災(zāi)中,遙感隊(duì)伍可謂浩浩蕩蕩。但是這次遙感大會(huì)戰(zhàn)缺乏一個(gè)統(tǒng)一的組織,很多工作比較混亂和重復(fù)。因此,建議編制自然災(zāi)害遙感應(yīng)急預(yù)案和自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程,這個(gè)技術(shù)規(guī)程應(yīng)該包括遙感數(shù)據(jù)獲取與共享、遙感數(shù)據(jù)的格式與參考投影系統(tǒng)、評(píng)估的技術(shù)流程與精度控制等等。這樣在一個(gè)統(tǒng)一的框架下,才能使遙感的作用充分表現(xiàn)出來(lái)。
4)可用的遙感數(shù)據(jù)很匱乏
很多大的自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),天氣都不是很好,像今年發(fā)生的南方雪災(zāi)和汶川地震災(zāi)害。光學(xué)遙感成像十分困難,即使成像后云覆蓋也太多影響了數(shù)據(jù)的有效性。合成孔徑雷達(dá)可以穿透云霧成像,但是在災(zāi)害發(fā)生過(guò)程中為了獲得高分辨率的觀測(cè)數(shù)據(jù),大多采用單極化的工作方式。這種單波段單極化的SAR圖像解譯十分困難。從這個(gè)意義上說(shuō),可用于自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)還是比較匱乏的。
5)遙感科技力量?jī)?chǔ)備不夠
雖然我國(guó)近幾年在遙感技術(shù)研發(fā)和教育方面都有較快的發(fā)展,但是在大災(zāi)面前仍顯得遙感科技力量?jī)?chǔ)備嚴(yán)重不足。這表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)遙感技術(shù)硬件儲(chǔ)備不足,比如各種遙感器及其數(shù)據(jù)設(shè)備;(2)遙感技術(shù)軟件儲(chǔ)備不足,遙感快速應(yīng)急的相關(guān)處理程序和技術(shù)規(guī)程都還比較缺乏;(3)遙感要從理論走向?qū)嵺`,從辦公室走向自然災(zāi)害的第一線。加大遙感科技力量?jī)?chǔ)備是應(yīng)對(duì)災(zāi)害突發(fā)事件必須要解決的問(wèn)題。
三、自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向
把遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于自然災(zāi)害監(jiān)測(cè),對(duì)我國(guó)減災(zāi)工作重心從災(zāi)后救助向?yàn)?zāi)前防御的轉(zhuǎn)變具有非常重要的意義。我國(guó)自然災(zāi)害具有頻發(fā)、種類多、分布廣等特點(diǎn),這決定了要實(shí)現(xiàn)高效的減災(zāi)工作必須做到各種監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合,對(duì)災(zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候、全天時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。從現(xiàn)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)遙感技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展趨勢(shì)包括:對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座、對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成和重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)國(guó)際合作等。
1)對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座
在航天遙感里面,高空間分辨率和在較短的重返周期是一對(duì)矛盾。以前,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)地方在較短的時(shí)間內(nèi)重復(fù)觀測(cè),得到比較高的分辨率的觀測(cè)數(shù)據(jù),往往通過(guò)多種衛(wèi)星數(shù)據(jù)聯(lián)合分析的方式。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,像美國(guó)的陸地衛(wèi)星(Landsat)與法國(guó)的SPOT衛(wèi)星融合處理。但是隨著各國(guó)對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星星座計(jì)劃的提出,這種多源數(shù)據(jù)融合處理的方式將逐步發(fā)展成為遙感衛(wèi)星星座的方式。意大利的COSMO-SkyMed-1/2是“地中海觀測(cè)小衛(wèi)星星座”的一部分,2007年已經(jīng)發(fā)射了兩顆,今年將發(fā)射另外兩顆。這個(gè)星座可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)地方6個(gè)小時(shí)重返一次,并可以進(jìn)行晝夜觀測(cè)成像。中國(guó)將于8月份發(fā)射環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座的前3顆衛(wèi)星,由2顆光學(xué)遙感小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)A、B星)和1顆雷達(dá)小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)C星)組成“2+1”星座系統(tǒng)。相信這個(gè)衛(wèi)星星座發(fā)射后,我國(guó)在自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)方面會(huì)有長(zhǎng)足的發(fā)展。
2)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成
要充分利用對(duì)地觀測(cè)技術(shù)(遙感技術(shù))來(lái)減輕自然災(zāi)害必須走多技術(shù)集成的道路,這些技術(shù)包括多源對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)集成包括了:(1)天基、空基、地基遙感系統(tǒng)的集成;(2)多光譜、高光譜、微波遙感技術(shù)集成;(3)主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感技術(shù)集成;(4)遙感與地理信息系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)緊密集成;(5)遙感與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信系統(tǒng)集成;(6)遙感與社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)模型集成。這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)已經(jīng)體現(xiàn)上述部分集成,如這次動(dòng)用無(wú)人機(jī)對(duì)災(zāi)害進(jìn)行航空攝影,體現(xiàn)了空基、地基遙感系統(tǒng)的集成;光學(xué)影像與SAR圖像紛紛用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)體現(xiàn)了多光譜、微波遙感技術(shù)集成和主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感技術(shù)集成。
3)重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)國(guó)際合作
任何一個(gè)國(guó)家的遙感衛(wèi)星的觀測(cè)能力總是有限的,因此重大自然災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)該走國(guó)際合作的道路。根據(jù)《空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章》,在這次汶川地震災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)中法國(guó)、加拿大、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)的空間組織提供了大量的航天遙感數(shù)據(jù),現(xiàn)在中巴地球資源衛(wèi)星02B星也進(jìn)入了ECO(空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章組織機(jī)構(gòu))值班,相信在國(guó)際合作的框架下,遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)上面的作用將更加明顯。
結(jié)論與展望
及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)區(qū)的災(zāi)情,并對(duì)災(zāi)區(qū)的居民點(diǎn)、地形、公路、水情等信息進(jìn)行全面的掌握的是進(jìn)行救災(zāi)決策的前提條件。遙感以其快速、機(jī)動(dòng)、從宏觀到微觀全面觀測(cè)等優(yōu)勢(shì)條件,在減輕自然災(zāi)害層面上發(fā)揮著巨大的作用。但是由于數(shù)據(jù)比較匱乏、組織還不完善、信息交流不暢、科技儲(chǔ)備不足等問(wèn)題的存在,遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的作用沒(méi)有被充分挖掘出來(lái)。5·12汶川大地震給遙感提出了新的挑戰(zhàn),隨著一些列新的遙感衛(wèi)星和相應(yīng)的制度與技術(shù)規(guī)范的實(shí)施,相信遙感在重大自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)速度越來(lái)越快,作用也會(huì)越來(lái)越大。