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遥感3S技术的应用与展望

2018-04-02

福建质量管理 2018年20期
关键词:灾情遥感技术手段

(成都理工大学 四川 成都 610059)

遥感已成为地理研究和工作的重要信息源。长期以来,地理学主要是依靠实地观测获得地理研究的第一手(信息)资料。这种传统的手段,无论在其提供信息的数量上,还是在其质量上,以及信息的实时及时性等方面,都不能适应或不能满足当前地理学发展,以及迅速发展的新形势的需要,遥感的引入及在地理学中的应用,使地理学增加了一种获取信息的现代化手段。遥感能迅速及时地获取大量准确客观的地理信息,在获取信息的实时及时性上以及信息的准确客观性上,传统方法是无法比拟的。遥感信息的准确客观性表现在客观准确地记录了地表地物的电磁波辐射(反射和发射)特征,客观实时地反映出地表景观的实况。例如,作为展现遥感信息的遥感图像,可真实形象地反映地物分布的现状,地物或现象间的相互关系,以及地物间相互影响变化的情况。因此,遥感手段的引入,为地理学的区域综合分析,区域动态分析的进一步深入研究,以及提高成果的实际应用价值和效益提供了便利和基础。

遥感在提供及时、准确信息上,既可提供可见光波段的信息,又可提供红外、紫外、微波波段的信息以及多波段信息;可提供图像形式的信息,又可提供模拟或数字化的数据信息;不但能获得实时的二维平面信息,又能得到三维空间信息等等。从而使所获地理信息形成多层次、多方式、多侧面全方位,大大拓宽了地理研究的广度和深度,为当今地理学的发展开辟了道路。基于遥感信息所具有的难以替代的特点和优越性,遥感信息已成为地理研究和工作的重要信息来源。但是,在应用遥感信息时,一定要根据地理研究工作的目的任务,选择适宜的遥感信息,并注意与其它非遥感信息的相互配合应用,以充分发挥遥感信息在地理研究中的作用,提高地理研究成果的社会经济效益。

当前,作为地理学和现代科技相结合产物的地理信息系统(GIS)的兴起及应用推动和加速了地理学的发展。地理信息系统不仅是一种存贮和管理空间数据、地理信息的有效工具和手段,也是地理学进行区域分析及综合分析的重要手段和工具。遥感作为地理信息系统的重要信息源和强有力的信息更新手段,使地理信息系统的活力和应用大为增强。同时地理信息系统也为遥感提供各种有用的辅助信息和分析手段等支持,提高了遥感信息的识别和分类精度,为遥感的应用和发展提供了一个良好的环境。

近些年来,我国的土地资源随着经济社会迅猛发展而变得日益紧缺,在此背景下借助于国土资源测绘工作有效开展确保土地资源得到充分地使用就显得尤为必要。对国土资源测绘工作来说,3S 技术地应用不仅能够实现大范围的土地资源勘测,同时更为重要的是能够在建立一个全面且详实的土地资源数据库基础上为国土资源地有效利用提供重要依据。以 3S 技术中 GPS 与 GIS 为例,这两种技术在国土资源测绘中地应用能够使得我们准确掌握城镇居民自建房屋宅基地面积及附属设施有没有超出相关标准,随后借助于 GIS(地理信息系统)将 GPS 所获得的居民自建房数据予以分析,并分门别类整理归类,之后将其存储入统一的信息数据库,以此实现对国土资源使用情况的有效监测。

遥感技术能从空中大面积地对灾害进行宏观监测研究,使灾害监测工作向立体监测方向发展。对于复杂多变、涉及面广的大型灾害优越性更明显。特别是对于大区域的环境灾害及动态变化(如沙尘暴、特大洪灾等)监测十分有利。遥感技术可以快速地传导、接收、处理和提取大量与灾害相关的信息。这不仅给灾害监测赢得了大量时间,而且及时获得了丰富的灾情背景资料,为高效数据模型的建立创造了先决条件。遥感技术可获取其它监测手段无法获取的信息。由于某些灾害的灾区自然条件恶劣,如发生雪灾、山体滑坡、密林森林病虫害及火灾、荒漠化等; 另外某些农业灾害如病虫害、沙漠化或一些农业气象灾害等,常规监测手段根本无法奏效,灾情资料难以获取,此时遥感技术就成为灾害监控必不可少的重要手段。与常规监测手段不同,卫星遥感监测不仅具有实时、动态的优点,而且全天候工作,因此可以对灾情进行连续、动态监测,进而获得连续准确的灾情资料。利用这一点,就可以对那些具有爆发隐患或周期性爆发的自然灾害(如火山、泥石流等)进行灾前预测;对那些破坏力大、持续时间长、波及范围广的灾害(如洪水、蝗灾等)进行跟踪监测。而且可以用于对灾后恢复过程进行跟踪监测,及时掌握相关资料,以便采取有效措施。

建立防灾救灾的决策模型是地质灾害监测预警及应急指挥系统的最终目的,可为相关部门提供科学依据。地质灾害监测预警及应急指挥决策的实现主要依靠无人机获取高分辨率影像,通过卫星传输系统将数据传输回后方或应急监测移动平台,采用 RS、GIS 影像处理软件,编制专用地质灾害影像图,也可形成三维实体景观及漫游图,为灾害防治、决策部署、应急指挥提供及时可靠的技术支持。RS、GIS 和 GPS 之间分工合作,相互支持、相互补充,提供不同的功能,可以有效实现地质灾害的动态监测,是预防预报地质灾害的有效手段,在地质灾害监测预警及防治、应急中发挥着越来越重要的作用。

遥感技术在灾前预警预报、灾中的灾情监测和损失评估和安排救灾、灾后减灾与重建中都具有很大的应用潜力。遥感尤其和 GIS、GPS 结合后将有助于解决灾害减灾的两个核心问题,即快速而准确地预报致灾事件;对灾害事件造成灾害的地点、范围和强度的快速评估。预报的改进取决于对灾害事件及其机制的更加确切的了解,而灾害的监测评价基于地球观测系统的完善,必须使信息的获取既迅速又准确。只有在上面三个方面进行不断地探索并取得有效的成果,才能更好地为防灾、救灾和减灾提供决策支持。目前,以遥感、GIS 和全球定位系统(GPS)组合的 3S 对地观测系统发展迅速,正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统,而对于灾害本身的成灾机理、预测预警模型的研究相对滞后,在一定程度上影响了 3S 技术应用的潜力。

遥感技术已成为灾害分析不可缺少的重要手段,并在防灾减灾中取得了许多成功经验。但应该看到,我国遥感现在主要应用还集中在灾后评估和应急反应方面,灾害预测应用较少;在许多应用中还没有很好地与 GIS 地理信息系统和 GPS 全球定位系统结合,以致大大限制了 3S 技术强大功能的发挥。随着相关技术的进步,研究与应用也将进一步深入,遥感技术在灾害监测中的应用前景会更加广阔。

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