黄海浒苔灾害遥感立体监测
第31卷,第6期 光谱学与光谱分析Vol 31,No 6,pp1627 1632
2011年6月 Spectro sco py and Spectr al Analysis
June,2011
黄海浒苔灾害遥感立体监测
顾行发1,2,3,4,陈兴峰1,2,3*,尹 球1,2,4,李正强1,2,4,许 华1,2,4,邵 芸1,2,李紫薇1,2
1.中国科学院遥感应用研究所,遥感科学国家重点实验室,北京 100101
2.中国科学院研究生院,北京 100049
3.国家航天局航天遥感论证中心,北京 100101
4.国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京 100101
摘 要 2008年夏天,浒苔在黄海、东海海域第一次大规模爆发,成为自然灾害,严重威胁了第29届青岛奥帆赛的正常举办。利用卫星、航空、船舶等不同平台的遥感方式对浒苔灾害进行实时、连续、动态的立体监测。首先介绍了立体监测系统的构成;然后在通过对浒苔、海水灾害现场光谱测量的基础上分析浒苔光谱特征,并结合多平台、多传感器、多光谱遥感数据的特点,建立了浒苔信息提取模型;最后对不同平台的遥感监测结果进行了比对,结合时间序列数据,分析了浒苔灾害演变趋势;通过第29届奥帆赛区及周边海域应急监测的应用,证明该立体监测系统方案的可行性。
关键词 浒苔;海洋灾害;立体监测;应急遥感;太阳耀光中图分类号:T P701 文献标识码:A DOI :10 3964/j issn 1000 0593(2011)06 1627 06
收稿日期:2010 09 13,修订日期:2010 12 05
基金项目:国家海洋局项目(O8Q0120034)和国防科技工业民用专项科研技术项目(07K00100KJ)资助 作者简介:顾行发,1962年生,中国科学院遥感应用研究所研究员 e mail:xfgu@https://www.wendangku.net/doc/4f14380928.html,
*通讯联系人 e mail:chen xf@ir https://www.wendangku.net/doc/4f14380928.html,
引 言
浒苔俗称绿藻,绿藻门石莼科的一属。藻体本身无毒性,鲜菜可以食用。我国沿海均有出产,但东海沿岸产量最
大。夏季产量较高。浒苔虽然无毒,但是大规模爆发也会形成灾害性的后果。和赤潮一样,大量繁殖的浒苔也能遮蔽阳光,影响海底藻类的生长;死亡的浒苔也会消耗海水中的氧气。浒苔爆发还会严重影响景观,干扰旅游观光和水上运动的进行,这正是这次人们想要竭力消除的最大不利影响。所以,现在国外已经把浒苔一类的大型绿藻爆发称为 绿潮 ,视作和赤潮一样的海洋灾害[1 4]。
2008年6月上旬,受南方强降雨及气候变化影响,青岛近海出现漂浮绿藻 浒苔,给第29届奥帆赛造成了严重的威胁。使用卫星、飞机、船舶三个不同尺度的平台对浒苔进行实时、连续和动态的立体遥感监测,以提供打捞决策依据。
本文详细介绍了立体监测系统的构成;依据灾害现场光谱测量实验,建立浒苔信息提取模型;并把立体遥感监测系统应用于2008年奥帆赛区浒苔灾害监测,对监测结果进行了检验和比对;基于时间序列分析,总结浒苔演化趋势。1 立体监测系统的构成
浒苔遥感监测系统以多平台、多传感器、多光谱遥感数据为数据源,包含了卫星光学遥感、卫星微波遥感、航空光
学遥感三种模式,并结合海面船舶监测,是一个优势互补的立体监测系统。卫星遥感以光学数据为主,微波数据为辅,提供大尺度宏观监测结果;航空遥感以多光谱光学数据为主,提供重点监测区域的超高分辨率监测结果;船舶监测用于遥感监测结果的真实性检验和方法修正,同时本身也是一种实地监测结果。图1描述了立体监测系统的结构:多种平台获取数据,经过数据处理、信息提取、统计分析,生成报告。本文按照监测模式的不同,说明立体监测系统的构成和功能。
1 1 卫星光学遥感
可见光、近红外波段的遥感一般称为光学遥感,光学遥感的数据光谱信息丰富、视觉内容清晰,卫星光学遥感观测尺度大、覆盖面积广、时间分辨率高,是从宏观上监测浒苔灾害的主要数据源。
本立体监测体系中,主要使用M O DIS (T ERR A/A Q U A ),HY 1B,Beijing 1,福卫2号等卫星数据。尤其是
M ODIS 数据,具有1km,500m,250m 三种不同空间分辨率的36个波段数据。每天上午星T er ra (10:30左右)、下午星A qua(13:30左右)过境两次,大面积覆盖青岛近海及黄海、东海等目标区域,有利于从宏观上及时获取浒苔覆盖总面积、分布、漂移趋势等重要信息。数据来自中科院遥感所M ODIS 数据接收站。卫星光学遥感通过数据的辐射、几何、大气纠正之后,通过反演模型提取浒苔信息。卫星光学遥感
可以满足浒苔全局监测需求。
Fig 1 Structure of the stereoscopic remote sensing system
used in Enteromorpha Prolif ra disaster monitoring 1 2 卫星微波遥感
合成孔径雷达作为一种主动式微波遥感传感器,通过雷达发射机向地面发射微波信号,经过能量的吸收、反射和散射,其中有一部分散射波回到雷达系统,被雷达天线接收而成像。
微波遥感具有全天时、全天候、穿透性以及对地表粗糙度、介电性质的敏感性、多波段多极化的散射特征等优势
[5]
。在浒苔监测中,作为光学遥感的有效补充,在多云多
雨天气发挥重要作用,使用微波遥感数据反演海面风场信息,作为浒苔灾情预报的输入。在立体遥感监测系统中,主要使用了Radarsat 1,Radarsat 2,Co smo SkyM ed 1,Cosmo Sky M ed 2等卫星数据。
1 3 航空遥感
航空遥感又称机载遥感,是指利用各种飞机、飞艇、气球等作为传感器运载工具在空中进行的遥感技术。飞机是航空遥感的主要平台,它具有分辨率高,调查周期短,不受地面条件限制,资料回收快速方便等特点。
在立体遥感监测系统中使用了中科院遥感所自主研制的多模态航空数字相机、单CCD 四波段光谱成像仪、中科院上海技物所研制的十一通道扫描仪(M AM S)等多种传感器,飞行平台是中国海监北海航空支队运 12飞机。航空遥感全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差,主要用于重点
区域(奥帆赛区)的动态监测。
1 4 船舶监测
船舶监测搭载光谱测量仪、数码相机等设备,进行遥感先验信息获取;卫星航空遥感监测结果验证;同时通过目视监视监测近海灾情。船舶监测使用中国海监 11号 、 17号 船只,携带的仪器有地物光谱仪、数码相机、G PS 等设备。
2 浒苔信息的提取方法
2 1 浒苔和海水的光谱特征
通过海上采样实测,获取浒苔和海水的波谱数据各50条,图2是一条典型的浒苔光谱曲线,图3是一条典型的海水实测光谱曲线。
Fig 2 Spectrum of Enteromorpha Prolifra
from f ield experiment
Fig 3 Spectrum of ocean water from field experiment 在可见光波段,由于各种色素的吸收作用,浒苔反射率比较低,但是在绿色波段(550nm 左右)有一个较为明显的小反射峰,这说明浒苔同其他植物一样,内部的叶绿素强烈吸收蓝光和红光,而对绿光的吸收相对较弱。在近红外波段,浒苔具有很高的反射率,而近红外波段是水体的强吸收波段,近红外数据能够明显区分浒苔和海水两种不同的地物。2 2 信息反演提取方法
立体监测系统中,根据传感器的不同,使用到的数据源可以分为卫星光学遥感数据、卫星微波遥感数据、航空遥感可见光面阵CCD 相机彩色数据、航空遥感11通道扫描仪数据。本文重点介绍针对卫星光学数据、卫星微波遥感数据、航空遥感可见光彩色数据、航空遥感11通道扫描仪数据的信息提取模型。
(1)卫星光学遥感
1628光谱学与光谱分析 第31卷
卫星光学遥感使用了多源遥感数据,以大尺度对浒苔灾害发生的海域进行动态监测。卫星光学遥感监测的技术方案如图4
所示。
Fig 4 Satellite optical remote sensing
monitoring technical schem e
在反演浒苔信息之前,首先对遥感数据进行几何、大气校正等预处理。遥感器获取图像的时候,由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响,造成图像相对于地面目标发生几何畸变,经过几何校正的遥感图像具有较好的定位精度,与矢量数据吻合很好。得到几何校正的图像之后,基于暗目标法提取气溶胶参数,并使用6S 大气辐射传输模型进行大气校正,表观反射率经过大气校正得到地表反射率。
经过几何校正和大气校正后,从结果中裁剪出监测海域。为了提高浒苔空间分布信息反演的精度,选取多光谱数据中的红、近红外两个波段。由浒苔的光谱曲线可知,在红波段对光线具有较强的吸收能力,反射率较低,而绿色植物在近红外波段(叶内组织引起的)具有高反射和高透射的性质。这两个波段对植被生物物理现象的光谱响应截然相反,可以较好的识别植被信息。本文采用计算归一化植被指数ND VI 的方法提取浒苔信息
ND VI =
NIR + R NIR + R
(1)
其中, NI R 是近红外波段的地表反射率, R 是红波段的地表反射率。根据式(1)计算归一化植被指数NDV I,去除噪声后,根据N DV I 图像中各类地物的灰度值不同,输入一个合适的阈值,可以提取出浒苔分布的专题分类信息,输出浒苔分布图;以现有的地理信息基础数据为标准,去除被误判为浒苔的岛屿等信息,进一步结合遥感数据源的空间分辨率,统计浒苔面积;并估算浒苔影响范围。
(2)卫星微波遥感数据
在雷达图像上,浒苔、水体、船只和陆地差异明显。为定量说明浒苔与其他目标在雷达遥感图像上的差异,我们利用辐射定标后的微波遥感数据提取其后向散射系数并进行了对比分析。利用2008年7月18日5时59分获取的加拿大Radar sat 1数据,首先对其进行辐射定标,然后提取浒苔、水体、陆地、船只的后向散射系数进行统计分析,表1给出了对比结果。
从表1的统计结果可以看出,浒苔的后向散射系数的平
均为-11 97dB,远高于水体后向散射系数-21 15dB;船只后向散射系数的均值为0 87dB,远高于浒苔,因此在雷达遥感图像上将水体、浒苔和船只等目标区分开来。Table 1 Enteromorpha Prolifra,w ater,land,and ship back
scattering coefficient (data acquired by Radarsat 1at
05:59,Jul 18,2008)
最大后向散射系数/dB
最小后向散射
系数/dB 平均后向散射
系数/dB 浒苔-4 88-20 39-11 97水体-15 35-30 37-21 15陆地-0 23-17 62-8 08船只
6 28
-5 49
0 87
(3)航空遥感可见光彩色数据
彩色数据来源于大面阵CCD 彩色航空数字相机,包含
红绿蓝三个波段,属于可见光多波段遥感。彩色数据提取浒苔信息,有两个主要工作:第一,正射影像制作;第二,太阳耀光去除。因为航空遥感的观测高度大都在1000m 以下,并且执行航飞任务时天气状况较好,大气对浒苔信号的干扰很小,故大气校正可以省略。航空遥感可见光彩色数据遥感监测的技术方案如图5所示。
Fig 5 Aerial colorized image monitoring scheme 面阵CCD 航空数字相机采用的是框幅式摄影,在面积较大的浒苔测区中,有几千幅航空遥感影像,在提取浒苔信息之前需要制作观测区域的正射影像,正射影像的制作主要分为影像的内定向、外定向、正射纠正、正射影像匀光、正射影像镶嵌几个步骤。内定向就是通过相机检校获取相机的像主点坐标、主距和光学畸变系统;外定向就是确定相机曝光瞬间的相机姿态,包括摄影中心的位置坐标及姿态数据;正射纠正之后再经过匀光和镶嵌,获得测区的正射影像图。太阳耀光是航空彩色数据的主要噪声,因海水表面的镜面反射所造成,太阳耀光一直是困扰水质遥感的突出问
1629
第6期 光谱学与光谱分析
题[6]。浒苔信息的提取在使用航空遥感彩色数据时,通过分析三个波段(RG B)的浒苔、海水、太阳耀光的光谱差异,构建了最优化的浒苔提取及太阳耀斑去除决策树,如图6
。
Fig 6 Enteromorpha Prolif ra extraction decision
tree of aerial colorized image 彩色数据通过各种波段组合的尝试,去除太阳耀光的效果都不很非常理想,仍然需要通过目视解译后手工删除矢量数据中的太阳耀光或者纠正混合在太阳耀光中被误删除的浒苔。
(4)航空遥感11通道扫描仪数据
由中国科学院上海技物所研制的11通道扫描仪(M A M S)的波段设置包含了紫外、可见光 近红外、热红外波段。对于M AM S 数据,不但用来反演浒苔信息具有很好的效果,而且能够用来研究和分析浒苔和太阳耀光的光谱特性。使用M AM S 数据,提取浒苔信息的主要任务是去除太阳耀光。
在经过几何校正、辐射校正后(实际应用中,仍然省略大气校正),可以得到M A M S 的反射率产品。从多波段反射率产品可以得到各种地物的光谱曲线。
图7和图8是从M AM S 前八个波段的得到的光谱曲线,纵轴是反射率。由图7可以看出在第七波段(0 73~0 77 m)三种不同地物的反射率,但是从大量的样本来看,在第七波段并不能够很好的区分浒苔和太阳耀光。为了增强浒苔和去除太阳耀光,尝试了多种波段组合的ND VI,如图9。很容易判别出第(6,5)波段组合的效果最优。两个波段的设置为5(0 51~0 53 m),6(0 55~0 575 m)。使用M A M S
多
Fig 7 Typical spectrum of the scanner data
光谱数据反演浒苔信息效果较好,可以实现完全自动化。
Fig 8 Variation of the observed spectrum using scanner data
Fig 9 NDV I of diff erent band groups
3 立体监测系统应用
3 1 目标区域
航空遥感监测的目标区域是奥运会帆船赛区及周边海域,卫星遥感则以大尺度监测黄海、东海海域。为了方便统计和比较分析,浒苔海域被划分为三个目标区域:第一区域:奥帆赛场警戒线以内的海域;第二区域:警戒线以外,34 54 N 以北到岸边,121 09 E 以西到岸边之间的海域;第三区域:第一、二区域以外,北至山东半岛,南至福建省附近海域,东部外缘线分别为:黄海至124 E,东海至上海市、浙江省、福建省海岸线向海30海里的外缘线。3 2 动态监测
自7月2日启动浒苔监测工作,航空遥感共执行24次飞行任务,获取了24幅奥帆赛警戒水域及其周边海域浒苔分布图。经历了浒苔爆发和消亡的过程。
卫星遥感追溯至5月1日的历史数据,结束于9月20日,以光学遥感数据为主,考虑到青岛地区多云多雨多雾的天气特点,以微波遥感数据为辅助,完成了浒苔灾害的溯源、动态监测、趋势分析等工作。
3 3 监测结果与灾情演化分析
图10所示,图10(a)为5月14日M o dis 监测结果,浒苔开始出现,图10(c)为7月6日航空遥感彩色数据监测结果,浒苔爆发期,图10(b)是7月20日微波遥感监测结果,浒苔总量已经大规模减少。
图11的监测范围:N 32 18 ~N37 28 ,E118 23 ~E123 40 ,浒苔在5月中旬开始出现,到五月底达到高峰期,浒苔在短时间内开始爆发,6月、7月浒苔面积仍然较大,但
比5月有所减轻,7月中旬开始大规模减少,至8月份浒苔
1630光谱学与光谱分析 第31卷
已经分布很少,
仅有零星分布。
Fig 10 Distribution of Enteromorpha Prolifra
remote sensing
monitoring
Fig 11 Time series of Enteromorpha Prolif ra
distribution area
3 4 不同遥感平台监测结果比较
从2008年7月6日青岛奥帆赛场区的A 区(奥帆赛区及
周边海域)和B 区(奥帆赛区东南海域)卫星光学数据浒苔遥感监测统计结果与航空监测统计结果对比由表2可以看出。Table 2 Contrast between satellite and aerial remote sensing
水域卫星/km 2
航空/km 2
绝对偏差/km 2相对偏差/%
A 1 1310 7-9 57-89 4
B 16 199 4
+6 79
+72 2
A+B
17 32
20 1
-2 78
-13 8
监测区域A 和B 两个区域,卫星遥感和航空遥感的差
别为13 8%,航空遥感略多,从两个平台分辨率的巨大差别来考虑,这个误差是可以允许的。但是在A 区内相对偏差达到89 4%,据此,我们进行了船载监测并解释如下:在7月6日,A 区由于更为靠近海岸,打捞较为方便,浒苔主要以较碎小的块状分布,航空遥感分辨率很高,可以监测,但是对于分辨率为250m 的卫星遥感来说,可能会丢失这部分信息。
4 总结与展望
针对黄海海域首次大规模爆发的浒苔灾害,本文构建了
一个由卫星、航空、船舶监测平台组成的,具有主被动结合、多尺度、实时、连续、动态的遥感立体监测系统。两个月的监测结果表明,本系统能满足灾害应急和常态监测需求。在黄海近海海域,浒苔已经成为是一种新的海洋灾害,对本地的生态、气候环境造成重大影响,有关方面应当予以足够重视。本文的浒苔灾害的遥感监测紧急应对方案,为将来可能发生的此类大规模海洋灾害,提供了参考依据和宝贵的经验。在应急方案中,对浒苔的遥感监测还需要进一步完善和规范,同时加强与水质监测、气象水文的结合,并开展
浒苔生理机理研究,使遥感立体监测系统不仅具有应急监测功能,还能发挥浒苔灾害预警预报的巨大作用。
致谢:感谢国家海洋局、中国海监对浒苔灾害遥感监测的部署,提供的飞机、船舶观测平台,以及卫星遥感数据。感谢中科院上海技物所提供扫描仪技术支持。
References
[1] Lin A pen g,W ang Chao,Qiao Hong jin,et al.Ch ines e Science Bulletin,2009,54(3):399.
[2] S UN Xiu tao,WANG Xiang yu,W ANG W en jun,et al(孙休涛,王翔宇,汪文俊,等).M arin e Fish eries Res earch (海洋水产研究),
2008,29(5):130.
[3] J IANG Xin g w ei,L IU Jian qiang,ZOU Bin ,et al(蒋兴伟,刘建强,邹 斌,等).Acta Oceanological Sinica (in Chinese with Englis h
Ab stract),2009,31(1):52.
[4] LIANG Zong ying,LIN Xiang zh i,M A M u,et al(梁宗英,林祥志,马 牧,等).Periodical of Ocean U niver sity of China(中国海洋大学
学报),2008,38(4):601.
[5] ZH AO Ying shi,et al(赵英时,等).The Prin ciple and M ethod of Analysis of Remote S ensin g Application(遥感应用分析原理与方法).
Beijing:Science Press(北京:科学出版社),2003.
[6] LIU Zhi gang,ZHOU Guan hu a(刘志刚,周冠华).J.Infrared M illim.Waves(红外与毫米波),2007,26(5):362.
1631
第6期 光谱学与光谱分析
1632光谱学与光谱分析 第31卷Stereoscopic Remote Sensing Used in Monitoring Enteromorpha Prolifra Disaster in Chinese Yellow Sea
GU Xing fa1,2,3,4,CH EN Xing feng1,2,3*,Y IN Q iu1,2,4,L I Zheng qiang1,2,4,XU H ua1,2,4,SHA O Yun1,2,LI Zi w ei1,2 1.State K ey L abor ator y of Remote Sensing Science,Inst itute of Remote Sensing A pplicat ions,Chinese A cademy of Sciences,
Beijing 100101,China
2.Graduate U niversity of Chinese Academ y of Sciences,Beijing 100049,China
3.Demonst ratio n Center of Spacebo rn Remote Sensing,National Space A dministrat ion,Beijing 100101,China
4.Stat e Environmental P ro tect ion K ey L abo rato ry of Satellites Remote Sensing A pplicatio ns,Beijing 100101,China
Abstract I n the summer2008,Enteromo rpha Pr olifra bro ke o ut in Yello w Sea and East Sea o n a larg e sca le for the first time, and became a marine disaster.T he authors const ruct ed a stereo sco pic monito ring system which mo nitor ed the disast er co nt inuo usly,dynamically and in r eal t ime.T he present paper int roduced the co nstr uction o f the ster eo sco pic monit oring sy st em; throug h analy zing the spectral character istics of Enter omo rpha Pr olifra and o cean water w hich wer e acquir ed in a field ex periment,co nf irmed Enter omo rpha P rolifr a r etrieval models based o n multi platfor m multi senso r and multi spect ral r emote sensing data,co nt rasted the different scale monito ring r esults,and analyzed the evo lv ement rules with time ser ies analy sis.T his sy stem was applied to the Enter omo rpha P ro lifra emerg ency monito ring in t he29th O lym pic sailing a rea.It w as prov ed feasible and valuable fo r the O lym pic safeguar d.
Keywords Enteromo rpha pr olifra;M ar ine disaster;Stereoscopic monit or ing;Emer gency monito ring;Sun g litter
(Receiv ed Sep.13,2010;accepted Dec.5,2010) *Co rr esponding author
地质灾害调查评价项目设计编写要求
地质灾害调查评价项目设计编写要求 地质灾害调查评价项目设计书的编写要特别强调以下几方面要求： 一、地质灾害调查评价工作目的 开展地质灾害调查评价，“以人为中心”，即以人的生命、财产和生存环境的调查研究和保护为中心，为科学规范地开发利用地质环境和防治地质灾害服务，为实施地质灾害预警工程和地方政府制定地质灾害防治规划服务，为地区经济与社会可持续发展等提供系统的理论依据和防治对策。 二、工作任务 （一）一般进行1：50000以地质灾害为主的综合调查，对居民点、重要经济工程区，特别是集镇，查明地质灾害的种类、分布范围、规模、稳定状态、危害程度及其形成的地质环境条件； （二）查明和预测人类社会活动的影响范围和发展趋势；调查人类工程经济活动的类型、强度、范围、历史、已造成的危害和未来趋势； （三）调查与地质灾害相关的水土资源状况和生态环境，提出民居建设的生态地质对策； （四）评价工作区地质环境和各种地质灾害体的稳定状态，预测评价崩塌、滑坡、泥石流、岩溶地面塌陷、地裂缝和斜坡稳定性等地质灾害，预测其发展趋势； （五）提出地质灾害防治规划； （六）建立地质灾害GIS空间数据库管理系统和综合分析系统； （七）对重点问题提出进一步研究建议. 三、工作内容
本项目的工作内容包括地质灾害诸灾种的实地调查、综合分析研究 （一）调查内容 调查内容是综合性的，以各种地质灾害为主，同时兼顾相关的地质环境、水土资源和生态环境要素的调查。调查内容主要包括以下灾种的地质环境、成灾历史、目前动态和可能的危害等： 1、崩塌； 2、滑坡； 3、泥石流； 4、岩溶地面塌陷； 5、地裂缝； 6、斜坡稳定性； 7、胀缩土； 8、地表水地下水污染； 9、固体废弃物；10、采矿、采石和边坡开挖诱发的地质灾害；11、矿坑排水引起的地表水地下水污染；12、特殊地质环境因素；13、地方病；14、水土流失。 （二）评价内容 分以下三个层次建立研究区的概念模型和量化模型，开展区域地质灾害的时空规律预测。 1地质灾害发育度——区域地质灾害发育的现状评价指标/方法筛选； 2地质灾害风险度——风险评估/单因子分析、多因子分析 分析因子包括：地形地貌、岩组、地质结构、降雨、地表水、地下水、气候变化、人为因素、区域地质环境等的空间相关/时间相关分析； 3地质灾害危害度——危害强度+易损性分析。 四、综合研究的技术要求与技术路线 （一）工作标准 执行的技术标准： 1、地质灾害调查技术标准（1：2.5万—1：5万），中国地质调查局编制，1999； 2、县市地质灾害调查与防治规划基本要求，国土资源部地质环境司，1999；
心得体会：遥感技术在防汛抗旱中的应用
心得体会：遥感技术在防汛抗旱中的应用 遥感技术作为现代地球空间信息的重要手段，在水利行业具有广泛的应用前景，特别是能为防汛抗旱减灾提供有效的空间信息与技术支持。与常规信息获取手段相比，遥感具有监测范围大、监测周期短、获取资料及时、可全天候工作以及经济、客观等优势。不受地域、灾害和恶劣天气限制的特点使其有能力进行连续不断的动态监测。随着航天技术和地球空间数据获取手段的不断发展，遥感技术正在进入一个全新的飞速发展阶段，已具备全方位为防汛抗旱提供动态、快速、多平台、多时相、高分辨率监测的平台基础和技术条件。 遥感技术在防洪减灾中的应用 洪涝灾害监测评估 洪涝灾害的监测在本质上是对水体面积的监测，灾害发生时水体面积与水体本底面积（正常状态时的面积）之差就是受淹面积。水体提取是基于水体在可见
光波段的反射率随着波长的增大而急剧下降，在红外波段反射率降到最低，在微波段则是由于水面镜面反射导致后向反射少的电磁波响应特征，这是遥感影像提取水体的主要依据。本底水体主要用可见光影像提取，而灾害发生时的水体主要依靠可全天候全天时监测的微波影像提取。目前，可供水体提取的遥感卫星数据有很多种，空间分辨率从几百米到米级甚至亚米级，可视实际需要选用。航空遥感，尤其是无人机具有更高的自主性，是实时监测的重要手段。 由于遥感数据，尤其是国产数据源的不断丰富，实现洪涝灾害全过程监测是可行和必要的，以利于防洪救灾的决策。 目前洪涝灾害评估的主要内容是各行政单元内受淹总面积和各类土地利用的面积，特别是耕地和居民地面积，重要工矿企业、大型商场、医院、学校、受淹历时、水深、影响人口、受淹铁路和公路的长度。 洪涝灾害评估一个很重要的基础是空间展布的社会经济数据库，受淹范围与行政界线是不一致的，以行政单位统计的社会经济数据必须展布到空间上。受淹范围内的耕地、交通、重要工矿企业等一般比较明显，可直接提取。但受淹房屋间数和受影响人口要通过受淹居民地面积估算。同样的居民地面积上，居住的人
无人机遥感技术在地质灾害监测中的应用
无人机遥感技术在地质灾害监测中的应用 1 引言 在对地质灾害区域进行检测的过程中，传统航拍的方式不仅时效 较低，同时空间的分辨率相对较低，从整体的视觉效果方面进行观察得知，其综合效果较差。随着科技的进步，人工智能化水平加强，无人机技术得到了广泛应用与发展，从单纯的军事用途逐步应用于民用及商用，为人们的生活和工作带来了较大的便捷。由于地质灾害对人们生活产生极大的影响，掌握地质灾害发展的真实状况能在一定程度上降低灾害的不良影响。因此，本文主要从以下几个方面进行论述。 2无人机遥感技术简介 2.1无人机遥感系统组成 在无人机遥感系统当中，主要划分为三大部分： ①地面系统。该系统中主要包含了地面辅助设备、地面监控分系统、起飞着陆系统的地面部分、遥控遥测系统地面部分以及地面遥感测站等。
②任务载荷。该系统中主要包含了火控系统、目标探测系统以及武器外挂系统。而目标探测系统中又分为光电系统、雷达系统和激光测距。 ③飞机系统。无人机遥感机因飞行的灵活性、适于低空飞行作业和操作便捷等特点，飞行过程中能获取高分辨率的成像，在测绘领域当中得到广泛的应用[1]。 2.2无人机遥感技术的特征 通过上文的简介得知，无人机遥感技术的应用能改善传统航拍的 影像效果。在其实际工作中，无人机遥感测绘一般以无人机为主要载体，并携带相机和传感设备作为辅助，能准确快速地完成低空小范围区域高精度的测绘作业，其主要优势是应用范围大，投入成本低，这些特点使得其具有的优势多于有人机测绘。 此外，无人机遥感技术具有的另一特征是对测绘数据和信息高效处理的能力，无人机遥感系统的测绘作业以遥感数据为主，此系统精准空间分辨率高，时效性强，测绘周期短，同时相对于测绘数据而言主要是对影像数据的处理研究。依据一般无人机技术特点优势而言，对影像的处理包括影像匹配、像素处理以及正摄纠正等。对数据和图像的处理技术使得到结果的真实性较高[2]。
遥感在地质灾害监测中的应用综述
遥感在地质灾害调查中的应用综述 摘要：地质灾害作为全球破坏极强的自然灾害之一，强烈地危害着人类生命财产安全。了解掌握地质灾害的发生规律，以及在灾害发生后精确的把握灾区的基本情况，对减少人民生命财产损失具有重要的意义。遥感作为一项能够揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术，具有的观测范围广、速度快、安全、不受地形、地貌的阻隔，遥感影像直观、准确、信息丰富等优点，尤其可以在地质灾害应急减灾与评估中发挥重要的作用。本文将对遥感技术在地震地质灾害的调查，地震震度、烈度评估以及滑坡地质灾害中的应用进行梳理，以求掌握遥感在地质灾害中应用现状，为将来遥感在地质灾害中的更深入应用提供参考。 关键词：地质灾害遥感地震滑坡 1引言 中国是世界上受地质灾害影响最严重的国家之一，近年来随着全球气候变暖，极端降水事件的增多，地震活动的频发，以及人类经济、工程活动的不合理开发，使得我国大部分地区地质灾害的发育程度和破坏程度呈不断增强的趋势，导致我国地质灾害不仅灾害种类多、分布范围广，并且近年来发生频率高、灾损严重。所谓的地质灾害是指：由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用引起的，在地球表层比较强烈地危害人类生命，财产和生存环境的岩、土体或岩、土碎屑及其与水的混合体的移动事件[1]。由于地质灾害往往破坏力强大，尤其是地震所引起次生地质灾害尤其严重。因此对地质灾害发生前、发生中和发生后3个阶段的地质灾害信息进行大范围、全天候、全天时的动态采集、监测和数字化管理。对实现高效的防灾，减灾和应急救援等具有重要意义[2]。 遥感是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术[3]，具有的观测范围广、速度快、安全、不受地形、地貌的阻隔，遥感影像直观、准确、信息丰富等优点，尤其可以在地质灾害应急减灾与评估中发挥重要的作用[2]。 与常规信息采集方式相比，遥感技术在灾区信息的获取上具有明显的优势，主要表现在以下几个方面： （1）覆盖范围广。遥感技术可以对大范围的受灾地区进行观测和数据采集，从宏观上反映受灾地区的情况。例如，一景TM影像可以覆盖185km×185 km的地
基于GIS的洪涝灾害遥感评估系统_冯锐
基于GIS的洪涝灾害遥感评估系统 冯锐 张玉书 陈鹏狮 张淑杰 纪瑞鹏 (中国气象局沈阳大气环境研究所 沈阳 110016) 摘 要 利用NOAA/AVHRR气象卫星实时监测到的洪涝灾害数据与GIS技术相结合,以地理信息系统软件ArcView3.1为依托建立洪涝灾害遥感评估系统。系统可提供洪涝区域内居民区的受淹数据,并进行受淹区域的比例系数计算,提供水田、旱田、林地、灌丛、果树和草地等淹没面积的信息。 关键词 洪涝灾害 遥感数据 评估系统 洪涝灾害是辽宁省的主要自然灾害之一,对工农业生产和人民生命财产影响严重,其发生频率高,造成的损失严重。因此,在洪涝灾害发生后能迅速对灾害损失做出评估,为政府及有关部门提供及时准确的信息,具有十分重要的意义。目前卫星遥感和地理信息系统技术在洪涝灾害遥感监测、评估领域的应用越来越广泛。辽宁省洪涝灾害遥感评估系统应用NOAA气象卫星重复周期短、时间分辨率高的优点,将其与G IS技术结合,可在洪涝灾害发生后快速、准确地提供淹没区的空间及属性信息,并利用新开发的应用程序,可以在短时间内对大范围地区进行相关研究,为宏观决策提供科学依据。 1 系统设计 1.1 系统开发目标 系统开发目标是将监测到的洪涝区域显示结果与地理信息叠加显示,在此基础之上实现这些结果与地理信息之间在空间上的相关查询和分析功能。 1.2 系统结构 1.2.1 数据库的建立 1.2.1.1 地理信息数据库 根据洪涝评估所需的地理信息,归纳整理成一定结构的数据库[1]。系统的数据兼容性好,不仅可利用其他软件生成的空间、属性数据,同时系统生成的数据也同样可被其他软件使用。 1.2.1.2 灾情实时监测数据库 灾情实时监测为DBASE数据格式数据,利用N OAA气象卫星数据转换的洪涝区域数据[2]。 1.2.2 系统功能规划 虽然ArcView具备地理信息的显示、查询和分析功能,但发生洪涝灾害后,对财产损失的评估属于一些特殊功能的组合,这样就必须利用A rcV iew提供的Avenue编程语言进行再开发。系统调用ArcView库函数开发了应用程序。程序提供了系统与用户之间的界面,可以根据用户使用菜单、对话框等形式给出指令完成上述功能。 2 系统数据库 2.1 地理信息数据库 地理信息数据库是地理信息系统的基础部分。一般来说,在GIS数据库中的数据为两类,即描述研究对象空间位置的空间数据以及反映研究对象特征的属性数据。 系统开发过程中选择在进行财产损失评估时所需要的地理信息建立数据库。各有关部门现状信息以数据专题层的形式进行存储,包括图形数据库和属性数据库。如表1。 表1 财产损失评估地理信息背景数据库 数据库类型空间数据形式包含的主要属性数据信息 居民区数据库面状名称、范围 水田数据库面状面积 旱田数据库面状面积 林地数据库面状面积 果树数据库面状面积 灌丛数据库面状面积 草地数据库面状面积 行政区划数据库面状面积、各市名称 2.2 实时监测灾害数据库 转换的图形数据与属性数据,在进行财产损失评估时用于叠加、显示。 3 系统损失评估功能的开发 在及时监测到洪涝灾害发生区域后,如果能快速、准确地统计出洪涝灾区的居民区、水田、旱田等淹没情况,对有关部门实施救灾决策具有重要意义。 在进行系统开发时,将财产损失评估分为全省范围内的财产损失评估和各市的财产损失评估。在调用此功能模块时,首先显示全省范围内的地理信息背景数据,包括显示辽宁省行政区划,居民区、水田、旱田分布等图层;其次调入洪涝灾害实时监测图层,并可根据所需评估的区域不同,在视窗内显示全省或者各市的数据图层,在此之后即可对有关区域进行财产损失评估。在进行财产损失评估时,通过对弹出式对话框的调用,对要评估的项目(居民区,水田、旱田、林地、灌丛、果树和草地等)进行选择后,即可对有关区域内所选择的各个项目受淹数据进行统计分析。 在进行受淹数据统计时,一个重要的内容就是进行各个项目受淹区域的比例系数计算。进行比例系数计算是由于发生洪涝灾害时,如果某一旱田或水田面积较大,那么落在洪涝区域内的并不是此块旱田或水田的全部,这时需要将落在洪涝区域内的面积与此块旱田或水田的全部面积的比值计算,以便精确洪涝区域内的受淹项目的面积。这一部分通过链接V isual C++编程语言实现[3]。 (下转第43页) 收稿日期:2003-12-03;修订日期:2004-03-18
讨论遥感技术在地质灾害监测中的应用
讨论遥感技术在地质灾害监测中的应用 由于地质灾害给大家的人身财产安全造成一定程度的危害，因而加大对地质灾害的监测至关重要，随着遥感技术的不断提高，对地质灾害的监测日益简便精准。下面重点阐述了遥感技术在地质灾害监测，主要有突发性的地质灾害，像地震和泥石流等，还包括日渐进性的地质灾害，像水土流失、地面沉降以及土地荒漠化等的应用。 标签：遥感技术地质灾害检测应用 0前言 地质灾害就是在地球的发展演变期间，由多种自然地质的影响与人类活动所生成的地质灾害性事件。主要有突发性的地质灾害，像火山、地震、滑坡、岩溶塌陷等，还包括日渐进性的灾害，像水土流失、地面沉降以及土地荒漠化等。现代遥感技术的高速发展不但为地球资源和环境监测分析创造了广阔的运用前景，还为地质灾害的调查和分析提供了简易、快速、高效的方法。 1地质灾害遥感监测的必要性和可行性 实践结果显示：遥感技术可以用在对地质灾害的防治，由任意而为转变成积极主动，可以快速发现并提前预报，给相关部门提供决策根据，在一定程度上保护大家的生命财产安全与水库的稳定运行和航运安全，最大程度地降低经济损失。 最近几年遥感技术获得了高速发展，尤其为多光谱、高光谱遥感的诞生，星载和机载孔径雷达及干涉孔径雷达的产生，让能够接收和处理的遥感信息种类日益增多、波段逐渐变细，分辨率日益增高。 多S结合和集成化技术的高速发展，又让大家有实现RS、GPS、DBS、GIS 的高度集成的可能，给遥感信息的数据挖掘、数据综合以及数据融合提供了简便的条件与有效的工具。 2地质灾害遥感监测主要内容 地质灾害遥感监测关键内容归纳起来有下面几点： （1）分析映射地质环境和地质灾害体的电磁数据，探明它们在现有多种高光谱或多光谱遥感图像上的表现。（2）对多种地质环境与地质灾害体的电磁信息分类，查询最好的特征信息，给灾害分析、遥感监测提供依据。（3）选用粗、细、精空间分辨率及长、中、短时间分辨率的遥感数据与非遥感数据的融合，构建遥感动态监测系统。（4）选用“多S”集成科技，研究以主题数据库为重心的地质灾害遥感监测信息系统。（5）编写土地利用图、植被和别的覆盖分布图、并对地质
城市地质灾害遥感监测
摘要：利用遥感技术进行城市地质灾害监测的可行性和具体的应用方法，并探讨了 建立城市地质灾害遥感监测信息系统的具体内容。 中国是世界上自然灾害多发、频发，且损失严重的国家之一，地质灾害对城市的和谐发展构成了潜在的威胁。在城市防灾、抗灾、救灾中，遥感技术能够起到预警、动态监测、灾情评估、辅助决策等作用。它能为灾害的快速调查、损失的快速评估提供一种新方法、新手段，也可以为救灾、减灾决策提供重要的依据。 13．1利用遥感技术进行城市地质灾害监测的可行性 我国山区面积占国土面积的2／3，地表的起伏增加了重力作用，很多城市和城镇都依山傍水而建，加上人类不合理的经济活动，地表结构遭到严重破坏，使滑坡和泥石流成为这些城市分布较广的自然灾害。 遥感技术应用于地质灾害调查，可追溯到20世纪70年代末期。在国外，开展得较好的有日本、美国、欧盟等。日本利用遥感图像编制了全国1：5万地质灾害分布图；欧盟各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，遥感技术并通过结合地面调查的分类方法，用GPS测量及雷达数据监测滑坡活动可能达到的程度。美国地调部门就通过对美国路易斯安纳州沿海区域和密西西比河下游平原区域进行详细的地质填图，查清了可渗透和不可渗透沉积岩以及断层情况，这些资料对合理规划沿海区域的开发行为、最大程度降低土壤流失至关重要。 我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。经初步统计，迄今大约已覆盖了80余万平方公里的国土。我国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。20世纪80年代初，湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。其后，我国先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡电站、黄河龙羊峡电站、金沙江下游溪落渡、白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查；从20世纪80年代中期起，又分别在宝成、宝天、成昆铁路等沿线进行了大规模的航空摄影，为调查地质灾害分布及其危害提供了信息源。20世纪90年代起，主干公路及铁路选线也使用了地质灾害遥感调查技术。近年来在全国范围内开展了“省级国土资源遥感综合调查”工作，各省(区)都设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题。这些调查大都为中一中小比例尺(1：25万～1：50万)的地质灾害宏观调查，主要调查的成果有：识别地质灾害微地貌类型及活动性，评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。 近年来遥感技术得到了快速发展，特别是多光谱、高光谱遥感技术的成熟，机载孔径雷达(SAR)及干涉孔径雷达(INSAR)的出现，使得可以接收和处理的城市高分辨率遥感数据越来越多，波段越来越细。RS、GPS、DBS、GIS的高度集成，为遥感信息的数据挖掘、数据综合和数据融合提供了便利的条件和合适的工具。利用遥感信息对地质灾害进行分析、识别、监测，进而建立地质灾害动态监测系统，是防灾减灾的一项重要途径。对各类地质环境和地质灾害体的电磁信息进行归类，查询最优的特征信息，可以为地质灾害的类型和形貌特征的的分析、预警提供依据。国内外的实践结果表明，遥感技术能使对地质灾害的防治，由盲目被动转为耳聪目明，能及时发现并超前预报，为主管部门决策提供依据，有效地保护人民生命财产安全，最大限度地减少损失。 在灾害发生前，通过遥感影像提取灾害体特征信息，结合GPS和地面控制点影像库，可实施灾害预警监测。灾害发生时，启动应急响应，开展灾害航飞监测、快速定位受灾 区域和受灾程度，可寻找有利的营救生命线，快速营救受灾人员。如 图13—1所示的崩滑。
遥感技术在地质灾害监测中的应用
遥感技术在地质灾害监测中的应用 随着科学技术水平的提高，遥感技术也得到了进一步的提升，并且在地质灾害的检测工作中得到了广泛的应该，同时得到了相关工作人员的一致认可。由于地质灾害对于人们的安全有着严重的威胁，为了能够保证灾害得到良好的控制和预防，将遥感技术应用到地质灾害的监测工作中，该技术不仅能够获取相关的信息，而且保证其准确性，还能够为信息的时效性提供保障，从而实现对灾害控制水平的提升。因此，为了减少人们的生命安全和财产安全受到地质灾害的影响，相关工作人员应该在监测工作中合理的应用遥感技术，并在实践工程中不断的对该技术进行研究，致力于其应用水平的提高。基于此，本文围绕遥感技术在地质灾害监测中的应用进行探析。以此为地质灾害的控制及预防工作奠定良好的基础。 标签：遥感技术；地质灾害；监测；应用 一、在地质灾害监测中遥感技术的价值 在人类生活的自然环境中，存在较多的变量因素，而且各种影响因素存在一定的突发性特点，这也是自然灾害的主要特征[1]。同时，自然灾害的发生，往往难以对其进行准确和有效的监测。然而针对这一问题，遥感技术的应用体现出了主要的优势，其受到的影响因素较小，在实际应用中，遥感技术能够对受灾地区的具体情况进行掌握，并通过自身的特点对受灾地区的情况进行成图显示，同时根据图像内容对自然灾害进行分类，完成对灾情的准确判断。相关救援人员可通过该技术的应用制定完善的救援计划，以此对灾情的影响进行及时的控制。另外，在自然灾害中，地质灾害的威胁较大，且涉及范围较广，将遥感技术应用到地质监测工作中，其能够对地质断层活动、地震形成环境、地表受震情况等内容进行测量和分析，此时需要对遥感技术中遥感图形进行合理的利用，通过该过程，实现对地质情况的研究，并提升研究的成果。此外，遥感进行还能够完成地震情况的预防检监测，具有多种地质预报的措施，由此可见，遥感技术在地质灾害的监测方面有着重要的作用。 二、在地质灾害监测中遥感技术的具体应用 （一）遥感技术在突发地质灾害中的应用 自然环境中存在较多突发的地质灾害状况，如山体滑坡、地震等都属于突发地质灾害，目前，在此类地质灾害中遥感技术得到了较为广泛的应用，并且取得了一定的效果，对于遥感技术的应用主要体现在两个方面，分别是动态监测和区域调查。在对突发地質灾害进行研究和调查的过程中，遥感技术需要通过卫星影像及相关技术的分析，对相关地质情况进行目视监测。就地质灾害中山体滑坡灾害而言，有些发达国家都制定了泥石流和山体滑坡的分布图，明确的危险区域的位置，改图的制定就是通过遥感技术完成的[2]。由于我国地大物博，地域面积广阔，其中蕴含了许多复杂的地质情况，所以，我国地质灾害的发生几率较大，
地质灾害调查中遥感技术的运用
地质灾害调查中遥感技术的运用 由于渐趋严重的地质灾害，以及对突发性地质灾害抢灾救灾工作时效性的严格要求，把遥感技术应用于地质灾害的调查研究也就势在必行，特别是随着当代高新技术迅猛的发展。与之相关高新技术的快速发展和遥感技术自身的特点，使得地质灾害遥感调查已成为可能。把遥感技术应用于开展地质灾害调查的前景更是一片光明。 标签：地质灾害遥感技术应用 0引言 由于遥感技术自身的特性和与遥感技术相关的高新技术的快速发展，使得地质灾害遥感调查已成可能。能够贯穿地质灾害调查、检测、预警和评估整个过程的就是遥感技术。因此，把遥感技术运用于开展地质调查研究的前景十分广阔，而且若要使地质灾害遥感调查得到全面推广，需要广大遥感工作者以及地质灾害工作者的齐心协力。 1选取遥感数据源及其数据处理 1.1遥感数据源 遥感工作区共采用了2种数据源：日本ALOS卫星数据以及美国Landsat-7卫星ETM+数据，它们的数据波段分布可参照表1。2006年1月，日本发射了一颗新一代陆地观测技术卫星ALOS，它集先进的陆地观测技术于一身，可以获得高分辨率的陆地观测数据，主要在测绘/灾害监测/资源调查和区域环境监测等领域推广应用。Landsat-7卫星发射于1999年，配备有Enhanced Thematic Mapper Plus（ETM+）设备，地表反射的太阳辐射和散發的热辐射由ETM+被动感应，它共有8个波段感应器，几乎把从红外到可见光的不同波长范围都覆盖了。ETM+数据由彩色的多光谱波段4、7、1合成，色泽多样，融合后的图像具有15m的分辨率，可以形成1：50000的影像图，主要可应用于岩性、地层和大的断裂等要素的地质阐释。ALOS数据由4、3、2波段进行彩色合成，融合后的彩色图像可达到2.5 m的分辨率，图像十分清晰，能够满足1：50000层次的制图要求，主要用来配合岩性、小断裂的说明及河流两侧地质灾害点等要素的解译。 1.2遥感数据处理技术 遥感数据处理技术是在图像处理软件系统的平台上实现的，其影像处理的步骤主要是几何校正。运用涉及工作地区的地形图资料分别对ETM与ALOS的影像进行校正，选择相同名字的特征点，河流交汇处等独立点，校正点的选择要均匀，对于精度较低的点要重新选择，一直到其达到要求的范围内为止；假彩色合成，选取恰当的波段参和假彩色合成能够形成图面色彩多样，层次分明，影纹清楚和饱和度较高的基础图像，给解译提供详细的影像信息，通过多种合成方案的
关于地质灾害调查与监测中遥感技术的应用
关于地质灾害调查与监测中遥感技术的应用 发表时间：2018-04-03T15:02:07.303Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期作者：尹琳娅 [导读] 目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。 河北省水文工程地质勘查院河北石家庄 050000 摘要：遥感技术是一门新兴技术，在地质灾害方面的预测和治理方面是有效的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。而今，随着遥感技术理论的逐步完善，以及遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是要全面推广遥感技术在地质灾害中的应用，目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。 关键词：遥感技术；地质灾害调查；监测 1地质灾害遥感监测主要内容 地质灾害遥感监测关键内容归纳起来有下面几点： （1）分析映射地质环境和地质灾害体的电磁数据，探明它们在现有多种高光谱或多光谱遥感图像上的表现。（2）对多种地质环境与地质灾害体的电磁信息分类，查询最好的特征信息，给灾害分析、遥感监测提供依据。（3）选用粗、细、精空间分辨率及长、中、短时间分辨率的遥感数据与非遥感数据的融合，构建遥感动态监测系统。（4）选用“多 S”集成科技，研究以主题数据库为重心的地质灾害遥感监测信息系统。（5）编写土地利用图、植被和别的覆盖分布图、并对地质灾害危害性作出预评估处理。（6）参考地质灾害调查资料，经由遥感解译，参考必要的地面调查，编写1：10000灾害地质图，并构建灾害地质空间数据库对其管理。（7）对可能出现的新的地质灾害体依次识别、预测、评价，编写示范区 1：10000 灾害点分布及别的相关图件。 2 遥感技术调查地质灾害的内容 2.1 遥感技术在地质灾害现状调查与区划方面的作用 地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。在此基础上进行地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，为防治地质灾害隐患，建立地质灾害监测网络提供基础资料。 2.2 遥感技术能够调查与研究的孕灾背景 利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景，是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容：①时日降水量；②多年平均降水量；③地面坡度；④松散堆积物的厚度及分布；⑤构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）；⑥植被发育状况；⑦岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；⑧人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量，陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力，其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此，在上述8种孕灾背景中，第①与第②种可通过气象卫星与地面水文观测站调查统计，其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。 2.3 遥感技术对灾情实时调查与损失评估提供可靠的技术手段 地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡。村庄、工矿、交通下线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查，除人员与牲畜伤亡难以统计外，高分辨率的遥感影像对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估，为抢灾救灾工作提供准确依据。 2.4 遥感技术对地质灾害动态监测与预警 地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体（如滑坡体等）从量变到质变的过程。一般情况下，地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的，当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统（GPS）的差分精度达毫米级，可以满足对蠕动灾体测的精度要求。因此，利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测，在此基础上有效地行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。 3 遥感技术在地质灾害中的应用 3.1 有效预防灾害 第一，在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况，找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点，联系这些特点，能够准确将地质灾害频发地区进行划分，进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度，争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二，在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测，做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体，而暴雨天气是造成地质变化的重要原因，当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害，一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区，同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测，及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外，针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现，提前做好预防地质灾害的措施，进而降低损失。 3.2 灾后重建 造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后，需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象，假如使用人工传统的勘测方法，对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作，致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用，能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定，或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果，同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案，为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。 4 遥感技术在地质灾害调查与监测中的发展趋势 在我国，随着科技的飞速发展，尤其是近年来航空航天技术、数据通信技术的迅猛发展，现代遥感技术已经进入一个动态、快速、准确、和多手段提供对地观测数据的新手段。新型传感器的不断出现，且能够在航空航天遥感平台上获得不同空间分辨率、空间分辨率和光
09洪涝灾害雷达遥感监测方法
09洪涝灾害雷达遥感监测方法 洪涝灾害遥感监测方法：光学遥感方法使用最多的是美国NOAA气象卫星和陆地资源卫星，也使用风云气象卫星开展洪涝灾害的监测；微波遥感的方法主要是利用主动成像的雷达遥感方法进行洪涝灾害的监测。 水体光谱特征，CH3小于图像平均值为洪水期，反之为非洪水期；CH1相对减小，CH2相对增加，有向陆地逐渐过渡的趋势，往往该部分水体被陆地包围或覆盖在陆地上。 水体空间特征，水体相对于陆地或云层等呈现出较为均一的图斑，无明显纹理特征；水体图斑边界相对云层较稳定，河流的现状特征（湖泊、海洋的面状特征）较明显。气象卫星高时间分辨率、成像范围大等特征使其成为大范围洪涝动态监测的重要手段。 洪涝灾害雷达遥感监测：雷达遥感具有全天候、全天时的数据获取能力和对一些地物穿透的能力，成为监测洪涝灾害最为有效的遥感技术之一。多颗在轨运行的航天雷达卫星在时相互补，可对同一地区形成连续观测。灵活、机动的机载雷达系统可用于特殊时期的快速监测，这些从技术上保证了采用雷达监测洪涝灾害的可能性与有效性。水体由于镜面反射回波强度较小，在图像上呈现出暗色或黑色，而陆地的回波强度较大，呈现灰白色或黑灰色，故在雷达图像上水陆界线分明，可以清晰地看到洪水到达地段及其淹没范围，利用雷达孔径图像能很快地监测受灾地区的情况。发展SAR图像与其他图像的融合势在必行，受灾中的SAR 图像和灾前的TM或ETM、SPOT等多光谱光学图像数据具有很强的互补性。基于DEM的SAR图像洪水水体的提取，在地形数据的支持下，实现星载SAR图像洪水水体的半自动提取。 洪涝灾害SAR图像斑点滤波方法：斑点滤波方法的主要目的是从含有斑点的SAR图像中恢复SAR图像；进行反演工作需要图像像元值的可信度，感兴趣的信息是面目标，如果还考虑边缘保持的情况则没有多少意义；而如果进行边缘信息提取等工作，主要考虑的是边缘信息，这种情况下考虑其他标准是不必要的。 基于半变异函数的SAR图像地表淹没程度分析：SAR由于具有一定的穿透性，在一定条件下能穿透植被冠层，在植被冠层和水面之间形成双向散射，因而能监测到植被覆盖下的水体，从而在一定程度上获取植被覆盖下的淹没范围。完全被淹没的水域呈镜面反射，植被覆盖的半淹没区呈双向散射，而未被淹没的区域呈漫散射。空间自相关特性，在SAR图像上的表现就是图像灰度值之间的空间自相关性和图像的纹理特征。不同淹没程度下的地表在图像表现出不同空间自相关性和纹理特征，而半变异函数能充分反映图像数据的随机性和结构性，即充分反映了图像数据的空间自相关性和纹理特征。 半变异函数理论：变程，描述了当观测变量的空间依赖性达到最大时的地面距离，它和图像中地物的大小有关，反映随机变量的影响范围。基值，定义了从数据中获取到的最大的半变异值，和被地物覆盖的区域范围有关。基台值，表征了观测数据之间的随机方差或者是空间独立变量，不受位置改变的影响。 基于纹理与成像知识的高分辨率SAR图像水体检测：由于SAR侧视成像，根据像素灰度值很难将地物阴影和水体分开，采用DEM来模拟雷达图像，从中获取山体阴影，将水体和山体阴影分开，实现水体检测，也可以对光学图像和SAR图像融合来提取水体，小目标往往以纯像元形式存在，能够反映小目标的散射特征、位置特征和结构特征等复杂信息。基于知识的目标检测是根据目标成像机理、拓扑关系、几何形状与结构信息、目标纹理特征等进行检测。 试验结果分析：面向对象方法，不再以单独像元为研究对象，而是以地物对象为研究对象，可以灵活地利用地物本身的光谱、形状等信息，从而可以大大提高分类精度。通过多尺度分割技术将图像分割成代表图像信息的对象，再利用对象本身所包含的信息（光谱、形状等）对对象进行分类。其采用模糊分类法，对类进行描述时采用了隶属度函数的方法，代替
地质灾害野外调查工作总结
1:5万比例尺**省**市 地质灾害野外调查工作总结 *********院 二〇一二年二月 目录 第一章工作概况.....................................................................1第二章工作技术发方法、完成工作量及工作质量评述....1第一节工作技术手段..............................................................................1第二节完成的主要工作量......................................................................6第三节工作质量评述..............................................................................9第三章质量管理运行情况................................................... 11第四章存在的问题及下一步工作打算...............................13第一节主要问题....................................................................................13第二节下一步工作建议 (14) 第一章工作概况 近年来，受极端气候影响，**省各类灾害特别是地质灾害呈现多发态势，防治任务十分艰巨。为加强地质灾害监测预报预警，**省计划用１年时间，对全省山地、丘陵地区的县（市、区）开展1:5万比例尺地质灾害调查区划工作。 **市位于**(交通位置),气候条件,人文地理。 更加详细的查明**市环境地质条件和主要地质灾害的发生、发展状况，对进一步促进国土资源规划和开发利用具有重要意义。 按照省、市政府和国土资源部门关于加强地质灾害防治工作的通知和要求，**市国土资源局委托**院对**市所属地区进行1:5万比例尺地质灾害调查工作。本次**市1:5万比例尺地质灾害调查工作共涉及**个乡镇（街道），***个行政村，总面积***平方公里，总人口***万人。
遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用
遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用 〖论文天地〗 文天地〗 050 ESOURCES R 机理奠定了基础;对地观测的遥感器目前的连接等GPS技术大大改进了滑坡、泥石流已涉及从紫外、可见光、红外、微波到超长等地质灾害调查中的定位工作。目前，质灾害遥波的各个波段。其中，可见光一红外波段美国和俄罗斯都有全球定位系统，其提信息获取间的波谱分辨率已达纳米级。供数据的差分精度可达毫米级。我国的三、基础地理框架工作也取得了长足进步，目前，成像光谱仪技术已获得了重问题大突破，如美国在上世纪90 年代发展研 1/100 万比例尺的全国数字地图已进入 (1) 制的地球观测系统(EOS)，为直接监测 Internet， 1/25 万全国数字地图也已完 和区分地物提供了可能性。在空间分辨在地质灾成，部份重点地区的1 /5 万基础 1/1 万率上，利用了长达20 年之久的美国 TM 的数字地图制作工作也初具规模。这些技术比较图像(30m)和法国 SPOT卫星图像(10m) 基础数据对实现地质灾害遥感调查新调查中难已被近年来发射的米级甚至分米级卫星技术提供了有力的支撑。遥感图像处理 (2) 图像所取代，美国 ONOS、andsat—7 IKL是一项方兴未艾的工作。目前，除功能相的实时卫星，俄罗斯的 SPN—two 卫星，加拿大 I强大的 PCI、ERDAS 等软件可进行数字信息源价的 Radar SAR卫星，印度的 IERS 卫星等图像的校正、数据变换、增强、合成及镶 的遥感调空间分辨率均达米级，我国 1999 年成功嵌外，全球最新遥感图像处理软件E N- 发射的 CBERS—1 地球资源卫星的空间 VI 还具有较好的像元光谱测量、分析、局限于重分辨率也达 19.5m。特别是，目前国内外分类及矢量化功
14 遥感监测洪涝
洪涝灾害的发生一般具有突发性特点，要进行洪涝灾害的预警预报、救灾和安排灾后的重建需要对洪涝灾害相关信息进行及时、准确、可靠的采集和反馈〔2〕。而传统基于人工为主的信息采集手段、过程与水平已经很难满足防洪抗涝的需要。20世纪60年代发展起来的遥感技术因其具有观测范围大、获取信息量大、速度快、实时性好、动态性强等优点，在洪涝等自然灾害的研究中得到越来越多的应用。遥感技术在自然灾害防治中的应用在我国可以分为四个阶段，即20世纪70年代的起步阶段，80年代的初步发展阶段，90年代上半叶的快速发展阶段和90年代以后的实际应用阶段〔3〕。经过三四十年的探索应用和实践，逐渐形成了贯穿灾前、灾中和灾后全过程的遥感应用领域和方法。本文将对遥感技术在洪涝灾害中的作用，特别是在我国的研究现状进行评述，并对存在的问题和未来的发展进行探讨。 1洪涝灾害背景数据库的建设和更新 洪涝灾害背景数据的建立是洪涝灾害预警预报、损失评估和救灾的基础。背景数据库的内容主要包括两个方面。一是自然数据，包括地形图、气象条件、大气环境、坡度、土壤、地表物质组成、河流网络和湖泊的分布及其特性；再是社会经济方面的数据，包括人口分布，产业布局、经济发展状况等。由于遥感图像是自然环境综合体的信息模型，通过对遥感数据的人工解译分析或者计算机自动分类，能够直接得到的主要是自然方面的数据。 洪涝灾害背景数据的建设与更新一般在灾前进行，强调的是数据的准确性和可靠性，因此对于遥感数据的空间分辨率和光谱分辨率要求高，而对于时间分辨率的要求相对灾中的灾情监测要低一些。常用的遥感数据包括美国的LANDSAT-TM、法国的SPOT-HRV、中国国土资源卫星数据、美国气象卫星NOAA-AVHRR和中国的风云气象卫星，以及目前正在成为遥感热点的合成孔径雷达数据和成像光谱仪数据。 NOAA-AVHRR数据的时间分辨率高达6小时，但其空间分辨率较低（星下点为1.1km），主要应用于大面积的洪涝灾害过程监测。而在灾前背景数据库的建设过程中主要应用于气象条件的研究，包括云量的估算〔4〕、云性质的分析〔5〕、太阳辐射量的监测等。洪水的形成原因主要有降雨洪水，融水性洪水，工程失事型三种。利用NOAA卫星数据和地形数据的复合提取积雪信息方法，结合监督分类方法在地形复杂地区也取得理想的分类结果，并利用GIS进行了积雪遥感的高效实用的制图〔6〕，及根据理论技术和数学模型，在引进温度、消融量、风速和地貌等修正系数后进行积雪量的估算，已经取得满意的结果〔7〕。以气象卫星和多谱勒雷达数据在降雨定量预报和测定方面的研究也取得了新的进展，已经接近实用化的水平〔8〕。这些遥感手段可以将传统的点雨量监测转变为面雨量监测，充分反映了降雨量在空间分布上的不均匀性，弥补了雨量监测站稀少或者没有的缺陷，为分布式水文模型提供了输入参数 LANDSAT-TM数据由于具有30m的空间分辨率、7个光谱波段和16天的时间分辨率，适合于进行1∶50000～1∶200000比例尺的洪涝灾害背景数据采集和更新。其中对于土地利用和土地覆盖的研究尤为普遍，虽然遥感土地利用研究的目的并不针对建立洪水灾害背景数据
遥感技术在地质灾害中的应用
遥感技术在地质灾害中的应用 摘要：遥感技术的特点及其快速发展，已使遥感技术广泛地应用于地质灾害的监测、调查与评估中。地质灾害的日益严重，应用遥感技术对地质灾害的监测和评估是极其必要的，也是当代高新技术发展的必然趋势。遥感技术可以贯穿于地质灾害监测、预警、调查、评估的全过程。 关键词：地质灾害监测与评估遥感技术 1 引言 近些年来，航空航天遥感技术迅猛发展，并广泛应用于各种地质灾害的监测与评估中。在国外，欧盟各国在大量滑坡、泥石流等地质灾害的遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，并利用GPS测量及雷达数据，监测地质灾害可能达到的程度。目前，我国在利用遥感技术开展地质灾害调查方面，也摸索了一套较为合理有效的地质灾害遥感调查方法，即利用遥感信息源，以目视解译为主，计算机图像处理为辅，将重点区遥感解译成果与现场验证相结合，并利用其它非遥感资料，综合分析，得出可靠的分析调查结果。充分利用航天航空、差分干涉雷达和全球定位系统等遥感技术进行地质灾害监测并灾后评估，是遥感技术在地质灾害监测应用中的必然发展趋势。 2 地质灾害遥感监测与评估的必要性 据不完全统计，全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失，达到了国民生产总值的5％以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中，据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35％。可见，利用遥感技术加大对地质灾害调查、监测、防治和灾情评估，已成为刻不容缓的任务。地质灾害多发于暴雨天气，常具有突发性特点。这种在暴雨恶劣天气下突发的地质灾害，若用传统的调查方法，不仅因为大面积调查难以做到实时性，也难以保证真实性和准确性。遥感对地观测技术具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨特点，不受天气条件影响，可以实时而准确的开展突发性地质灾害状况调查，为抢灾与救灾工作提供准确资料。 3 地质灾害遥感监测与评估的可行性 3.1遥感调查地质灾害的技术经验积累 国内外遥感调查地质灾害的技术方法，已基本形成了规范化的技术流程，在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。能够对地质灾害进行系统的遥感解译，并进行滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害分区与定量的灾情等级评估，从宏观上进行致灾成因分析和发展趋势预测。目前我国的地质工作者已掌握了各类地质灾害的遥感影像特征，并具备了较成熟的目视解译地