國(guó)外遙感衛(wèi)星在應(yīng)急減災(zāi)中的應(yīng)用

1、國(guó)外遙感衛(wèi)星在應(yīng)急減災(zāi)中的應(yīng)用一、國(guó)外專用減災(zāi)遙感衛(wèi)星技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀專用減災(zāi)衛(wèi)星是指專門(mén)面向多種災(zāi)害或某一種災(zāi)害的預(yù)防、監(jiān)測(cè)或評(píng)估而建造的遙感衛(wèi) 星系統(tǒng)（或星座）。國(guó)外專用減災(zāi)衛(wèi)星主要包括用于地震預(yù)測(cè)的地震電磁衛(wèi)星 （如俄羅斯 COMPASS-2衛(wèi)星和法國(guó)Demeter衛(wèi)星）和用于多種災(zāi)害監(jiān)測(cè)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)星座（DMC）。地震電磁衛(wèi)星尚處于地震電離層耦合機(jī)理的探索研究階段目前的地震電磁衛(wèi)星主要用于對(duì)地震電離層耦合機(jī)理、地震前兆信息進(jìn)行研究，尚不能 進(jìn)行地震短臨預(yù)報(bào)。其中，DEMETER衛(wèi)星自發(fā)射以來(lái)已積累了許多觀測(cè)數(shù)據(jù)資料，部分資料 已在因特網(wǎng)上公布，為地震電磁耦合機(jī)理、地震前兆信息研究提供了寶

2、貴的資料。2004年 11月28日印尼伊里安查亞省強(qiáng)震和2005年3月29日印尼蘇門(mén)答臘8.5級(jí)強(qiáng)震前， DEMETER衛(wèi)星觀測(cè)到震中上方等離子體參數(shù)（包括電子密度、電子溫度和離子密度、離子 溫度）出現(xiàn)異常變化，VLF電磁場(chǎng)輻射也出現(xiàn)顯著異常變化。2008年512汶川地震前，DEMETER 衛(wèi)星也觀測(cè)到了震中附近電離層異常、電子濃度和電子溫度發(fā)生變化。DMC星座應(yīng)用于各種減災(zāi)過(guò)程英國(guó)主導(dǎo)構(gòu)建的DMC星座已加入國(guó)際空間和重大災(zāi)害國(guó)際憲章，可免費(fèi)為國(guó)際救災(zāi) 行動(dòng)提供衛(wèi)星圖像。該星座的重訪周期短、監(jiān)測(cè)范圍大和響應(yīng)速度快，已廣泛用于洪災(zāi)、颶 風(fēng)和火災(zāi)等的災(zāi)害監(jiān)測(cè)和災(zāi)害分布圖制定等方面。二、國(guó)外非專用減

3、災(zāi)遙感衛(wèi)星技術(shù)及其減災(zāi)應(yīng)用現(xiàn)狀除了少數(shù)專用星，大部分遙感衛(wèi)星為非減災(zāi)專用星，幾乎均可應(yīng)用于減災(zāi)活動(dòng)。這些衛(wèi) 星系統(tǒng)既是民用衛(wèi)星體系的主要分支，又是防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用的中堅(jiān)力量，其技術(shù)發(fā)展受到世界 各國(guó)重視。遙感衛(wèi)星包括了對(duì)陸地、海洋和大氣等環(huán)境要素進(jìn)行獨(dú)立觀測(cè)或綜合觀測(cè)的各類 衛(wèi)星，按照技術(shù)機(jī)理大致可分為光學(xué)遙感、微波遙感與激光遙感等幾種。光學(xué)遙感衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用相對(duì)成熟選擇光學(xué)遙感衛(wèi)星用于減災(zāi)應(yīng)用，除了考慮監(jiān)測(cè)目標(biāo)所需的波段外，很大程度上還取決 于衛(wèi)星的空間分辨率。其中，高分辨率衛(wèi)星如Ikonos-2和QuickBird衛(wèi)星及中高分辨率 衛(wèi)星如Formosat-2衛(wèi)星適于精確定位以及識(shí)別災(zāi)害類型、受災(zāi)

4、程度；中分辨率衛(wèi)星（如 Terra和Aqua）常用于大范圍的災(zāi)害探測(cè)與評(píng)估;低分辨率衛(wèi)星由于難以提取重要目標(biāo)信息， 在救災(zāi)中使用受到了較大限制。（1）高分辨率衛(wèi)星用于海嘯災(zāi)后城市建筑物損害探測(cè)與評(píng)估2004年12月26日，里氏9.0級(jí)的海底地震襲擊印度尼西亞的北蘇門(mén)答臘島西海 岸，引發(fā)巨大海嘯，侵吞了印度洋沿海各國(guó)的海岸區(qū)域，印度尼西亞、斯里蘭卡、印度、馬 來(lái)西亞和泰國(guó)等國(guó)都受到了海嘯的沖擊。通過(guò)比較斯里蘭卡的加勒城市在海嘯前后的Ikonos-2衛(wèi)星圖像和Quickbird衛(wèi)星圖像來(lái)判斷該城市內(nèi)建筑物的損壞情況。中分辨率衛(wèi)星Terra/ASTER(Terra/ASTER)用于海嘯受災(zāi)范圍的確定

5、Terra/ASTER傳感器不僅收集可見(jiàn)光波波段和近紅外波段數(shù)據(jù)而且還收集短波紅外波段 數(shù)據(jù)，可見(jiàn)光波段和近紅外波段分辨率為15m、短波紅外波段分辨率為30m。而紅外、近紅 外和短波紅外波段被認(rèn)為是土地覆蓋特征的良好指示器。同時(shí)，具有中分辨率的ASTER要 比高分辨率衛(wèi)星覆蓋范圍廣，因此利用其衛(wèi)星圖像對(duì)快速探測(cè)大范圍的洪水淹沒(méi)非常有用。TerraAqua/MODIS(中分辨率衛(wèi)星)用于火災(zāi)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)2005年在俄羅斯和蒙古國(guó)邊界附近發(fā)生火災(zāi)。著火點(diǎn)由于發(fā)生在俄羅斯和蒙古國(guó)邊界 處，動(dòng)用航空遙感和地面監(jiān)測(cè)手段會(huì)引起兩國(guó)領(lǐng)空、領(lǐng)土主權(quán)的爭(zhēng)議。利用衛(wèi)星對(duì)火勢(shì)進(jìn)行 監(jiān)測(cè)除了及時(shí)全面地提供了火災(zāi)的動(dòng)態(tài)發(fā)展

6、情況，還很好地解決了越境監(jiān)測(cè)的爭(zhēng)議。Formosat-2衛(wèi)星用于汶川地震震后搜救和次生災(zāi)害監(jiān)測(cè)與其他商業(yè)衛(wèi)星相比，福衛(wèi)-2衛(wèi)星具有每天都可進(jìn)行重訪、成像范圍廣以及低成本的 優(yōu)點(diǎn)。它從發(fā)射以來(lái)已在2004年夏天的洪災(zāi)和印度洋海嘯以及2008年的緬甸南部的納爾 吉斯熱帶颶風(fēng)和中國(guó)汶川地震等災(zāi)害中及時(shí)地對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行了遙感成像，對(duì)救災(zāi)起到了重要作 用。這里將詳細(xì)描述福衛(wèi)-2衛(wèi)星在512汶川大地震中的應(yīng)用。微波遙感衛(wèi)星具有獨(dú)特的減災(zāi)優(yōu)勢(shì)，但受限于解譯困難微波遙感衛(wèi)星比光學(xué)遙感衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展起步晚，其減災(zāi)應(yīng)用也比后者晚，但是由于微波 遙感具有光學(xué)遙感所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，如可全天時(shí)、全天候工作，能夠穿透冰雪、植被和地

7、面表 層土壤等，因此已成為減災(zāi)中重要的遙感工具，不過(guò)微波遙感不能記錄與顏色相關(guān)的信息， 其微波圖像的解譯會(huì)比較困難，而且微波圖像成本比較高，這些都影響了微波遙感衛(wèi)星在減 災(zāi)中的廣泛使用。雷達(dá)星-1(Radarsat-1)用于颶風(fēng)洪水淹沒(méi)范圍評(píng)估2005年8月29日，卡特里娜颶風(fēng)以233km/h的風(fēng)速、8.5m高的風(fēng)浪和大雨著陸。 卡特里娜的巨大風(fēng)浪突破了處于海平面以下的新奧爾良市防洪大堤，這座城市的80%都被 淹沒(méi)?？ㄌ乩锬冗€對(duì)該地區(qū)的石油和天然氣生產(chǎn)和加工能力造成了巨大的破壞。衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)用于颶風(fēng)增強(qiáng)預(yù)報(bào)在2005年8月29日卡特里娜颶風(fēng)發(fā)生前的8月25日、8月26日和8月27 日利用GO

8、ES-12靜止軌道氣象衛(wèi)星拍攝到空中云層和風(fēng)眼在經(jīng)過(guò)美國(guó)墨西哥灣沿海地區(qū)時(shí) 被增強(qiáng)了(如圖12左側(cè)圖像所示)。這種變化過(guò)程為預(yù)報(bào)員提供了風(fēng)暴軌跡，是一類很常見(jiàn) 的氣象信息。這里要講的是衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)在預(yù)報(bào)熱帶風(fēng)暴增強(qiáng)條件和觀測(cè)海面風(fēng)暴條件中 發(fā)揮的作用。激光遙感衛(wèi)星發(fā)展受到重視激光遙感衛(wèi)星的發(fā)展與應(yīng)用還處在起步階段，其潛在的優(yōu)勢(shì)已日漸被認(rèn)識(shí)到，其技術(shù)發(fā) 展也越來(lái)越被重視。天基激光雷達(dá)一般包括后向散射激光雷達(dá)、激光高度計(jì)、多普勒激光雷 達(dá)和差分吸收激光雷達(dá)等4種類型。當(dāng)前僅美國(guó)與法國(guó)發(fā)展了激光遙感衛(wèi)星，分別于2003 年與2006年發(fā)射了冰衛(wèi)星(ICESat)與卡利普索(CALIPSO)衛(wèi)星，采用散射激光雷達(dá)和激光 高度計(jì)技術(shù)。三、結(jié)束語(yǔ)隨著遙感衛(wèi)星進(jìn)一步朝高空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜