多模态序列遥感影像的洪涝灾害应急信息快速提取

遥感对地观测技术具有响应快、观测范围大、表达地表信息客观等特点,是监测洪涝灾害的有效手段之一。洪涝灾害发生时常常伴随云雨天气,灾害前后获取的时间序列数据来源多样,利用多模态多时相遥感影像对洪涝灾害进行一体化监测是大势所趋。然而,不同传感器类型的数据处理平台不同、处理流程不一,多源数据协同处理链路长、智能化水平低导致时效性难以满足应急响应的需求。提出了一种多模态序列遥感影像一体化配准与洪涝灾害自动变化监测方法,利用深度特征和语义信息实现灾前光学影像和灾后合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像的自动、高精度配准,基于先验基础地理信息和时间序列遥感影像实现洪水变化监测和灾损信息提取。所提方法在2020年7月中国安徽洪涝灾害和2021年7月中国河南洪涝灾害监测中得到了有效验证,能够实现小时级的灾害应急信息提取。     

大范围洪涝灾害影响下的交通网受损快速评估

2021年7月,中国河南省遭遇极端强降雨天气,出现大范围洪涝灾害,河南省内各级交通网受到严重影响。为了快速、准确地获取极端气候条件下自然灾害对大范围交通网造成的损坏和运行影响情况,对哨兵1号、高分三号卫星遥感影像、欧洲中期天气预报中心的降雨和水汽数据、地质灾害调查数据等多源数据进行分析与融合,提出了大范围洪涝灾害影响下的交通网受损快速评估技术体系框架,解析了此轮河南暴雨引发的洪涝灾害发展过程,并评估了洪涝灾害对交通道路网危害及后续次生灾害的风险,利用空间可达性模型对路网受损后的连通性水平进行了评估。结果显示：此次洪涝灾害具有累计降雨量极大、高度集中且降水范围广的特点,河南省郑州市及周边地区的洪涝受灾面积约3 800 km²;三门峡市、登封市山区次生滑坡灾害发生可能性极高;公路交通网受洪涝灾害影响的道路总里程约为1 300.46 km;郑州等五市的公路网连通性下降了21.27%左右。其中,高速公路、国道、省道的连通性分别下降了34.22%、13.78%和14.86%。     

渭南防汛指挥地理信息系统的研发和实现

渭南防汛指挥地理信息系统是根据渭南地区历年水文资料及防汛业务需求,对基础地理、防汛专题等空间数据、水雨情等实时信息进行整合处理和有效集成,并基于开放性的面向服务的B/S架构体系、空间和属性数据一体化、多源数据无缝集成的建库理念,实现了融信息采编、信息监测、决策支持等为一体的防汛指挥地理信息系统。介绍了该系统的设计、研发思路及功能实现,项目成果为提高流域防汛决策及指挥能力、减少洪涝灾害损失提供了技术保障。     

防汛决策指挥地理信息系统构建关键问题研究

根据陕西渭河下游流域现有资料、防汛实际应用需求及未来发展趋势,对基础地理、防汛专题等空间静态数据及水雨情等实时信息进行整合处理和有效集成,并基于开放性的面向服务的B/S架构体系理念以及空间和属性数据一体化、多源数据无缝集成的建库思想,开展了融信息实时监测、三维决策支持、地图查询定位、防汛预案展示、信息采编维护等为一体的流域防汛决策指挥地理信息系统的构建以及系统架构设计、数据组织处理、数据建库优化、地图缓存配置、数据共享交换等关键问题研究,可对提高流域防汛决策管理能力、减少洪涝灾害损失及构建人水和谐环境提供有力保障。     

自然灾害应急知识图谱构建方法研究

中国自然灾害发生频繁,受自然灾害的威胁极大,防灾减灾、抗灾救灾是人类生存发展的永恒课题。在自然灾害应急领域中,相关数据骤增而应急关键知识明显匮乏,存在"数据-信息-知识"转化能力不足的问题,由此提出了自顶向下和自底向上相结合的自然灾害应急知识图谱构建方法。围绕自然灾害事件、灾害应急任务、灾害数据、模型方法 4个要素,自顶向下构建模式层,通过本体建模形成知识图谱的概念框架;自底向上构建数据层,通过数据获取、知识抽取、融合、存储建立实体间关联关系。以洪涝灾害应急知识图谱为例进行实验验证,结果表明,该方法能够对自然灾害事件、灾害应急任务、灾害数据、模型方法 4要素的概念层次关系及要素属性、要素间语义关联关系进行形式化表达,实现了从多源数据到互联知识的转化。     

基于AHP-熵权法的广西暴雨洪涝灾害风险评估

开展广西洪涝灾害风险评估可为降低暴雨灾害损失提供理论支撑,利用中国长短历时暴雨雨量特征数据集(1961—2015年)中广西全部站点的气象数据,结合基础地理数据、社会经济数据,通过AHP-熵权法为各项洪涝因子赋权,并借助GIS技术分析并开展广西暴雨洪涝灾害风险评估。研究结果表明:广西高风险灾害地区约占全域的9%,低风险灾害地区约占15%。广西从东南沿海到西北内陆暴雨洪涝风险逐渐减低。其原因是南部雨量大,暴雨历时长,部分市区地势平坦且海拔低。一些地区经济发达、人口密集,造成受灾损失重,同时也加大了暴雨洪涝灾害的风险。研究可为广西暴雨洪涝灾害预防与治理提供决策参考。     

基于GIS/RS的洪涝灾害承灾极限遥感估算方法

利用ＧＩＳ和遥感技术相结合的方式进行洪涝灾害灾情调查和损失评估,可以采用一种新的方法──洪涝灾害承灾极限估算法。洪涝灾害承灾极限是区域稳定性的一种表述方式,而灾害条件下区域的稳定性取决于人－地系统中致灾因中的Ｅ｛ｋ｝和承灾因子的Ｅ｛ｋ｝及致灾因子和承灾因中之间的耦合关系Ｅ｛ｋ,ｋ｝。本文从原理和方法上对此作了阐述,根据承灾极限计算原理,在ＤＥＭ数据的支持下,利用洪水期实时图像和正常水位时期遥感图像提取的信息,可以进行洪涝灾害的灾情评估。     

基于RIA的防汛信息管理系统设计和实现

针对城市基础设施建设不完善和易受极端天气影响发生城市内涝问题,为满足城市防汛部门对汛情数据的统计和分析,本文基于Adobe Flex框架设计和实现了防汛信息管理系统。该系统采用当下流行的RIA(Rich Internet Applications,富互联网应用)和WebService技术,实现了对防汛数据的上报、规整、入库和统计分析功能。在汛期系统运行过程中,为政府部门对防汛工作的决策以及应急排险工作的部署提供了科学依据和技术支撑,保证了抢险工作的有序进行,该系统的研发对智慧城市的建设具有一定的现实意义。     

层次分析法支持下的道路洪涝灾害风险评价——以武夷山地区为例

本文首先采用基于多准则决策的层次分析评价法,根据自然灾害风险理论,将洪涝风险影响因子分为危险性和脆弱性两类,子准则层包括平均降雨量、汇流累积量、坡度、海拔和土地覆盖度、道路级别、地表产流能力7个因子,构建了道路洪涝灾害风险评价模型。然后以福建省武夷山地区为研究区,利用地形数据、气象数据及遥感影像提取土地覆盖类型数据,通过道路洪涝灾害风险评价模型,绘制了道路风险分区图。结果表明,中、高风险积水道路占比较高,主要集中在东部、西部和中南部地区。本文对道路洪涝灾害风险所进行的评价,可服务于洪涝灾害风险预警和应急救援规划。     

3S技术在防汛抗旱指挥决策中的应用

从防汛抗旱指挥决策的内容出发,本文分析了3S技术在防汛抗旱指挥决策中的作用,包括数据获取与管理、空间信息可视化、数字高程模型、空间分析、实时监控、遥感监测等技术对防汛抗旱指挥决策的全方位支撑。在此基础上,将3S技术综合应用于防汛抗旱指挥决策工作中,依托集GIS、RS、GPS为一体的MapGIS K9平台,设计了防汛抗旱指挥决策支持系统的数据管理方案和主要功能框架,并开发了原型系统。     

遥感与GIS支持下的基于网络的洪涝灾害监测评估系统关键技术研究

以对中国的洪涝灾害监测评估为例，介绍了以遥感与GIS支持下的基于网络环境的洪涝灾害监测评估关键技术系统的工作环境、关键技术流程和技术方法。该关键技术系统以遥感和GIS为基础，快速将多源数据复合、通过网络集成了多种技术成果和数据，进行快速、准确，连续，动态与全天候的洪涝灾害的监测与评估，为有关部门快速了解灾情、制定救灾方案以及灾后规划等提供了重要的痴情支持手段，已在抗洪救灾工作中发挥了重要作用。     

广东省山洪灾害防治系统基础地理数据处理方法的研究

山洪灾害频发使得山洪灾害的监测及预警平台的建设尤为重要,本文讲述了广东省山洪灾害防治系统中基础地理信息数据的处理方法及流程,并对其相关问题的解决方案进行了详细阐述,以期为后续山洪灾害防治系统中基础地理数据更新的相关问题提供思路及解决方案。     

运用社交网络分析淹水空间信息之关联性

随着社交网络的普遍发展,大量的讯息透过智能手机发布在个人的微博或其他社交网站。台湾地区的社交网站以脸书(Facebook)的使用量最大,平均每天有近千万笔的讯息量,大多数的讯息多以食衣住行或个人讯息为主,但从本研究所撷取自2010年至2015年的数据中显示,公众在社交网站所分享的信息中具有降雨、淹水或相关灾情的讯息,而这些讯息具有极高比例的正确性。由于社交网站无法提供私人讯息,故本研究将从社交信息中,以地点为单位撷取大量的数据信息再辅以语意关键词萃取出有关可作为淹水预判的讯息数据。为检核资料的可性度,本研究透过历史台风数据FLO-2D仿真重建淹水之空间信息进行检核。从研究比对分析中发现,经萃取后的公众信息其与灾害的关联性及正确性相当显着,故透过社交网站中大量的非结构讯息,透过语意及空间的转换,可萃取转化为防灾信息,对广域的都市治理而言,此一讯息将可作为预判区域淹水或防救灾情报之有效参考。     

SOME HYDROGRAPHIC SURVEYORS OF THE EARLY NINETEENTH CENTURY

Abstract

In previous contributions to the Review the author outlined the development of hydrographic surveying in this country during the latter half of the 18th century. The surveys which Mackenzie, Spence and Bligh carried out at this time were largely inshore, covering areas within sight of land where prominent marks could be used for fixing by sextant resection. This was natural enough, for the accurate delineation of the hydrography of coastal waters and channels was an obvious starting point once the navigator had become convinced of the value of a precise hydrographic survey in his quest for safe navigation. It was soon apparent, however, that some of the offshore banks were equally dangerous from a navigation standpoint, particularly in the North Sea where many shoals and banks lay close to established and well-used shipping lanes. Time and time again vessels had foundered on these banks simply through a lack of accurate information about their true position and extent; on the existing charts they were either badly misplaced or oftimes not shown at all.     

基于GIS/AHP集成的浙江省洪涝灾害风险评估

将GIS技术引入洪涝灾害风险评估，可以弥补传统方法评估结果空间化显示不足的缺点。本文针对浙江省洪涝灾害的发生特点，从危险性和易损性两方面选择了浙江省洪涝灾害的影响因素，包括降雨量、地形、河网密度、人口密度和耕地百分比等因子。运用GIS空间分析技术对各因子进行空间化，结合层次分析法（AHP）确定各影响因素的权重，进行浙江省洪涝灾害风险评估和制图，并基于SuperMap iObjects平台设计与开发了浙江省洪涝灾害风险评估系统。研究结果表明：浙江省发生洪涝灾害的风险普遍偏高，高风险区域位于浙北和浙东南的沿海地带，较高风险区域位于浙东、浙南和浙北地区及金衢盆地中间地区，中等风险区位于浙南的西面、浙北及浙西地区。本文分析结果可为浙江省洪涝灾害预防和管理提供决策依据。     

Mapping floods due to Hurricane Sandy using NPP VIIRS and ATMS data and geotagged Flickr imagery

In this study, we present an approach to estimate the extent of large-scale coastal floods caused by Hurricane Sandy using passive optical and microwave remote sensing data. The approach estimates the water fraction from coarse-resolution VIIRS and ATMS data through mixed-pixel linear decomposition. Based on the water fraction difference, using the physical characteristics of water inundation in a basin, the flood map derived from the coarse-resolution VIIRS and ATMS measurements was extrapolated to a higher spatial resolution of 30 m using topographic information. It is found that flood map derived from VIIRS shows less inundated area than the Federal Emergency Management Agency (FEMA) flood map and the ground observations. The bias was mainly caused by the time difference in observations. This is because VIIRS can only detect flood under clear conditions, while we can only find some clear-sky data around the New York area on 4 November 2012, when most flooding water already receded. Meanwhile, microwave measurements can penetrate through clouds and sense surface water bodies under clear-or-cloudy conditions. We therefore developed a new method to derive flood maps from passive microwave ATMS observations. To evaluate the flood mapping method, the corresponding ground observations and the FEMA storm surge flooding (SSF) products are used. The results show there was good agreement between our ATMS and the FEMA SSF flood areas, with a correlation of 0.95. Furthermore, we compared our results to geotagged Flickr contributions reporting flooding, and found that 95% of these Flickr reports were distributed within the ATMS-derived flood area, supporting the argument that such crowd-generated content can be valuable for remote sensing operations. Overall, the methodology presented in this paper was able to produce high-quality and high-resolution flood maps over large-scale coastal areas.     

Social media insights on public perception and sentiment during and after disasters: The European floods in 2021 as a case study

Detecting and collecting public opinion via social media can provide near real-time information to decision-makers, which plays a vital role in urban disaster management and sustainable development. However, there has been little work focusing on identifying the perception and the sentiment polarity expressed by users during and after disasters, particularly regional flood events. In this article, we comprehensively analyze tweets data related to the “European floods in 2021” over time, topic, and sentiment, forming a complete workflow from data processing, topic modeling, sentiment analysis, and topic and sentiment prediction. The aim is to address the following research questions: (1) What are the public perception and main concerns during and after floods? (2) How does the public sentiment change during and after floods? Results indicate that there is a significant correlation between a flood's trend and the heat of corresponding tweets. The three topics that receive the most public concern are: (1) climate change and global warming; (2) praying for the victims: and (3) disaster situations and information. Negative sentiments are predominant during the floods and will continue for some time. We tested five different classifiers, of which TextCNN-attention turned out to deliver the best predictions in topic and sentiment prediction, and performed well for sparse flood tweets, it can be used to predict the topic and sentiment polarity of a single tweet in real-time during the flood events. Our findings can help disaster agencies to better understand the dynamics of social networks and develop stronger situational awareness towards a disaster, which can contribute to scientifically justified decision-making in urban risk management and also meet the challenges associated with the global sustainable development goal 11 (SDGs) on Sustainable Cities and Communities.     

遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用

论述了遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用,即通过遥感技术及时准确获取地质灾害有关信息,对地质灾害防治方面实现灾前预警、灾情监控、灾后评估,充分利用现代科学技术和手段对遥感卫星影像数据进行分析,为灾后治理方案的科学制定提供重要基础资料,解决地质灾害防治工作中基础数据缺乏和现势性差的矛盾,提高地质灾害处置能力。     

基于GIS和RS的灾害管理系统实践

通过建立灾害管理系统来预防和处理灾害事件已成为一个有效的手段,并在实际中取得了一些成绩。本文在基于G IS和RS的技术环境下,针对灾害管理系统进行实践,提出了一些原则和方法。     

高精度时空信息崩滑坡灾害监测技术

我国部分地区地质灾害爆发频率高,多年来崩滑坡、泥石流等高危险性地质灾害严重威胁我国人民财产与生命安全。因此,地质灾害及时预警一直是我国在应急方面亟待解决的难题。随着北斗、GPS等全球卫星导航系统的建设组网,GNSS技术逐渐成为当前提供时空位置信息的重要手段,具有数据实时性、设备低功耗、搭建便捷化等特性,成为解决地质灾害监测与预警的理想技术手段。本文利用BDS+GPS+GLONASS时空信息数据,构建了面向地质灾害监测的中长基线毫米级精度的崩滑坡监测解算方法,确定了双差观测的载波相位解算模型。最后在重庆新浦区域展开试验应用,实现了基于高精度时空信息的毫米级滑坡灾害的监测与预警。为预计该区域的地质灾害提供了数据支持,为人民的生产生活提供了技术保障。