洪涝灾害卫星遥感监测技术

传统的洪涝灾害信息获取和管理主要依靠灾害信息员地面调查和信息统计上报，具备灾情报送针对性强、内容可靠丰富等优点，但同时存在着一些不足，主要表现在：①洪涝灾害（尤其是巨灾）发生时，灾区道路、通信等基础设施受损严重，灾害信息员及时进入灾区和及时发布信息存在困难；②灾害信息员获取的通常是点上的信息，调查覆盖面积较小，不能全面准确地开展大范围洪涝灾害损失评估工作；③灾情变化快，及时更新存在困难；④人力耗费大。综上可知，传统的洪涝信息获取和管理手段，不能完全适应全面、准确、快速的灾害损失监测与应急救助需求，需要更有效技术手段的支撑。遥感监测因其探测范围广、获取数据快、动态监测能力强、分辨率高、直观性强、经济便捷、可定期或连续观测等优点，能弥补传统手段的不足，在针对空间尺度大、灾情信息变化快、持续时间长、破坏性大、损失严重的洪涝灾害监测、灾害评估、恢复重建进度监测等领域独具优势。

光学遥感因其覆盖能力强、更新速度快等优势，能够较为精确地识别和快速更新洪涝灾害孕灾环境特征信息，进而满足不同灾害类型孕灾环境稳定性评估的需求。例如利用云覆盖天数、气旋变化等大气圈变化特征和水体面积、水位等水圈变化特征开展洪涝的孕灾环境稳定性评估。光学遥感数据在洪涝致灾因子识别和强度变化分析方面发挥着重要作用，例如可利用遥感数据反演降水量并提取水体面积变化信息。光学遥感数据可辅助统计数据开展洪涝灾害承灾体脆弱性分析，如高分辨率遥感数据可辅助地面统计数据进行真实性检验，或在地面数据缺失的情况下，粗略定量估计房屋、交通道路、农业等受损程度。

国内外针对洪涝灾害监测已进行了广泛的研究，主要集中在洪涝信息提取方法研究和业务系统建设方面。在洪涝信息提取方法研究上，1973年美国利用陆地卫星数据开展了密西西比河严重泛滥监测（Profeti，1997）；周成虎（1993）利用气象卫星、陆地卫星和航空合成孔径侧视雷达图像，采用遥感信息自动分类处理和人机交互解译技术开展1991年江淮流域特大洪涝灾害遥感调查；周红妹（1996）等利用AVHRR数据采用非监督分类、比值等方法对浙江省洪涝范围进行监测；1998年长江流域特大洪涝灾害期间，王世新等以AVHRR、TM、SPOT等航天光学数据结合RADARSAT、国家“863”计划机载SAR等微波数据对九江段干堤决口的发展、地理背景成因、损失状况、灾后重建等进行监测评估和分析，为光学遥感在灾害评估、灾害调查和监测领域的应用积累了丰富的经验；魏丽（1996）等利用AVHRR数据对江西省洪涝范围开展动态监测；中国科学院借助卫星和航空等多平台采用人机交互解译的方法对1998年全国范围的洪涝进行监测（黄铁青，1998）；张树誉（2005）等利用MODIS数据采用水体判别阈值方式对2003年渭河洪涝范围进行动态监测和估算；李健（2012）等利用FY-3A、HJ-1A/B和EOS多源卫星遥感数据，采用监督分类方法对2010年吉林省洪涝灾害进行了遥感监测；李文慧（2012）等利用MERSI数据，采用NDWI＿EXs水体指数扩展模型，提高了洪涝范围提取的精度；何桂珍（2012）等利用Radarsat和TM数据，以鄱阳湖区为例，开展洪涝灾害快速监测与评估。在业务系统建设方面，上海市气象科学研究所利用地面高程、土地利用状况、排灌能力、历年受灾状况等地面资料，建立洪涝灾害遥感动态监测业务运行系统（周红妹，2001）；中国水利水电科学研究院在构建洪涝灾害遥感监测与评估数据库的基础上，设计与实现了运行稳定的洪涝灾害遥感监测与评估业务系统（李小涛，2012）；民政部国家减灾中心自2004年淮河洪涝开始遥感洪涝监测业务，之后应对了多次洪涝灾害，并借助环境与灾害监测预报小卫星星座运行管理与减灾应用系统，设计了洪涝灾害范围识别工具。(www.xing528.com)

综上所述，遥感技术在洪涝灾害监测领域发挥着不可或缺的重要作用。中低空间分辨率遥感数据因其重访周期短、灾区有效数据获取能力强等特点，在洪涝灾害范围动态快速监测中优势明显；而高空间分辨率数据对洪涝灾害引起的房屋损毁、生命线损毁、基础设施损毁、农作物损毁等实物量损毁监测意义重大。近年来蓬勃发展的卫星遥感技术为洪涝灾害监测提供了丰富的数据源，尤其是我国现有的环境减灾系列卫星、高分系列卫星、资源系列卫星、“北京一号”卫星等系列卫星，具有重访周期短、幅宽大、空间分辨率高、信息量丰富等优势，为洪涝灾害监测提供了重要的支撑。