地震及其次生灾害灾情专题图制图模板研究

结合地震灾害应急监测工作对遥感影像地图的需求,根据地震及其次生灾害发生分布特征及其危害情况,研究制定地震及其次生灾害灾情信息专题图制图模板;形成一套地震及其次生灾害灾情信息专题图的制图规范.能够及时准确提供典型灾情信息,进行快速制图工作,为灾害损失评估、调查及监测、灾后重建等提供及时的地理信息服务.     

利用高分辨率光学遥感图像检测震害损毁建筑物

地震发生后，利用高分辨率遥感图像进行建筑物损毁检测，有利于快速评估灾害损失。在分析损毁建筑物梯度分布的基础上，提出了一种利用梯度局部空间统计检测震害损毁建筑物的方法。首先用Prewitt算子提取图像梯度信息；然后对梯度图像进行局部空间统计，统计各建筑物屋顶内部梯度的空间相关性，得到初步损毁检测结果；最后，在先验知识的指导下进行极小值分析和阴影检测，进一步修正建筑物损毁检测结果。分别以玉树地震后的Quickbird卫星遥感图像和盈江地震后的光学航空图像为例进行实验，结果表明，利用梯度局部空间统计检测震害损毁建筑物的方法效果优于传统损毁检测方法，总体精度达到80%以上，能够有效检测损毁建筑物。     

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。     

机载光学全谱段遥感林火监测

森林火灾是一种危害极大的自然灾害，是森林扰动的主要类型之一，直接影响森林生态系统结构、碳循环甚至全球气候的变化。近年来，航空平台和传感器的技术进步有效地提升了机载遥感系统探测和监测森林火灾的能力，推动了机载遥感在森林可燃物调查及载量评估、火险测报预测、火场态势及火情监测、灾害损失评估以及火烧迹地生态修复治理等方面的应用。本文首先介绍了中国林业科学研究院机载光学全谱段遥感系统CAF-LiTCHy（Chinese Academy of Forestry’s LiDAR，Thermal，CCD and Hyperspectral airborne observation system），描述了激光雷达扫描仪、热红外相机、CCD相机和高光谱传感器等传感器的参数；然后，阐明了集成方案和观测数据的处理方法；最后，以四川省西昌市“3.30森林火灾”作为该系统火后灾情遥感调查和灾情评估应用示例，综合多传感器数据特征，进行森林火烧程度评价，分析该系统采集的正射影像、冠层高度模型、高光谱影像、热红外影像在森林火灾监测评价中的潜力。研究结果表明CAF-LiTCHy机载遥感观测系统能有效获取森林火灾的灾情信息、火场及火环境参数，可为预防、预报预警、扑救指挥、灾害评估和生态修复提供支持。     

印度洋海啸灾害遥感监测与评估——以印度尼西亚亚齐省为例

介绍了运用新一代中分辨率小卫星数据———英国灾害监测小卫星(DMC,DisasterMonitoringConstellation)数据源,以印度尼西亚亚齐省为例,采用遥感数据作为信息源,对2004-12-26印尼苏门答腊岛西北海域发生的里氏9·0级的强烈地震所引发的印度洋海啸灾害进行了监测评估。所获得的小卫星图像预处理后,通过对图像中受损失地物的光谱信息分析、受损失信息与环境背景信息的对比分析,进而建立其判读标志;并在此基础上进行损失程度分级判读、统计分析等,实现了从小卫星图像上对海啸灾情损失的遥感快速监测评估。其监测评估结果为中国开展国际援助提供了客观依据,其技术方法为海啸灾害及其它灾害的遥感快速监测评价提供了技术思路,也为中国即将发射运行的灾害和环境监测预报小卫星星座及中国DMC小卫星的应用提供必要的经验及技术支持。     

基于GIS的临汾市地震灾情评估系统

为了解决在地震应急阶段快速得到地震危害分布和损毁评估结果的问题,采用组件式GIS开发平台Su-perMap Object6开发了临汾市地震灾情评估系统。该系统为地震模拟提供了一个可视化平台,通过该平台可以快速对灾情进行评估,为临汾市的抗震减灾提供了决策分析的依据。研究表明,将GIS技术引入地震灾情评估中,便于地震数据的输入、查询、管理和分析,对地震灾害分析和灾害损失评估有重要意义。     

新疆那拉提镇洪涝灾的快速评估

针对如何快速准确地获得自然灾害等级及灾后损失情况,有利于后续救灾及重建工作的顺利开展的问题,该文通过人口、农作物损失、房屋损失、经济损失以及生态系统服务价值衡量的生态环境损失5个方面,利用模糊多维象限法,对2014年6月22日新疆那拉提镇的山洪灾害进行了灾情评估。评估结果表明,本次灾害等级为微灾或无灾,造成了0.11亿元的经济损失和0.87亿元的生态环境损失,生态环境损失的价值量约为经济损失的7.9倍。对于植被覆盖度高、生态环境为经济来源之一的那拉提镇,建议完善灾害预防机制,提高生态环境重视程度。     

基于改进的SVR-GRNN风暴潮灾害损失组合评估模型

风暴潮灾害是制约我国海洋开发和海洋经济发展的重要因素,也是海洋预防的重点难点问题.在风暴潮灾害损失评估这一领域,对组合评估模型的研究较少.以浙江省为例,整理收集了1990—2020年间记录完整的29个风暴潮历史灾情数据,利用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)分别对支持向量回归(Su...     

GEE环境下的玉米低温冷害损失快速评估

大范围、及时、准确的灾害损失评估与制图对防灾减灾、农业保险和粮食安全等至关重要。针对传统灾害损失评估方法空间尺度单一、泛化能力差、时效性低，可操作性弱等问题，本文建立了一种遥感产品耦合作物模型的多尺度的灾害损失评估方法MDLA （a Multiscale Disaster Loss Assessment）。该方法利用作物模型的多情景模拟产生大量的灾害样本，结合对应日期的遥感指标构建灾害脆弱性模型，依托Google Earth Engine（GEE）平台将其应用到高分辨率遥感影像和格点灾害指标进行逐象元评估。以鄂伦春自治旗玉米为例，基于精细校准的CERES-Maize模型的模拟，利用两个生长季窗口的LAI和冷积温（CDD）建立统计模型来刻画低温对最终产量的影响，结合Sentinel-2数据逐格点计算完成高精度损失制图。结果显示，校准后的CERES-Maize模拟物候和产量的NRMSE 分别为3.3%和8.9%。冷害情景模拟结果表明不同类型和生育期的低温冷害对玉米产量的影响不尽相同，其中生长峰值期（出苗—吐丝和吐丝—灌浆）最为敏感。回代检验显示，MDLA方法估算精度为11.4%，与历史冷害年份的实际损失相吻合。经评估，鄂伦春2018-08-09的冷害导致玉米减产23.7%，受灾面积1.86×10⁴ ha，其中高海拔地区损失较重（减产率>25%），低温冷害对该区玉米生产构成了严重的威胁。与现有的统计回归、作物模型模拟以及同化等技术相比，其优势在于：（1）结合遥感观测和作物模型模拟技术能更好地刻画了灾害对产量的影响过程；（2）利用GEE平台快速处理海量遥感数据，提高了灾害损失评估的时效性；（3）不受地面实测数据的限制，易操作，可实现动态、多尺度（象元、田块、村，县等）的损失评估，这为防灾减损、维持粮食丰产稳产提供了保障，也为农业保险的业务化运行提供了思路。     

公路灾害遥感监测与评估系统的研究与实现

2008年交通运输部门开始尝试利用遥感技术开展公路灾害应急救灾辅助决策。文章详细阐述了公路灾害遥感监测与评估系统的研发背景、总体架构、系统功能设计与实现。该系统在青海玉树地震和四川雅安地震的成功应用表明,该系统对于缩短公路基础设施灾情调查时间,提升我国公路交通运输重大灾害应急减灾能力具有重要意义。     

面向对象的高分辨率遥感影像建筑物震害信息提取

建筑物的倒损信息是震后灾害评估的一项重要指标。文中应用震后高分辨率遥感影像数据,采用面向对象分类方法,以最优分割参数对影像进行分割,构建多尺度影像对象层次结构。通过影像对象的光谱、形状、纹理等特征及空间拓扑关系建立分类规则库,提取基本完好、受损和完全倒塌三类破坏等级的建筑物震害信息。结果表明,面向对象分类方法能够实现提取三类等级的建筑物震害信息,从而满足地震灾害快速评估要求。     

中国灾害遥感研究进展

随着灾害系统理论的深化和遥感技术的快速发展,中国灾害遥感研究与应用服务取得了丰硕成果。本文以灾害系统理论为基础,从"天—空—地—现场"一体化灾害立体监测体系、灾害要素分类体系、灾害遥感服务体系和标准规范建设等方面,总结了灾害遥感理论研究进展。分析了洪涝、干旱、地震、地质灾害等主要灾害遥感监测评估方法,并对应用研究热点和存在的问题进行了讨论。分3个阶段阐述了中国灾害遥感系统的发展历程,基于业务应用需求介绍了灾害遥感业务系统的体系架构。按照灾害遥感日常监测业务、应急监测业务和特别重大自然灾害损失评估等3个方面介绍了业务应用模式,并从时效性、评估精度和业务流程等方面对业务应用进展水平进行了评述。分析了当前灾害遥感研究与应用工作面临的机遇与挑战,对今后发展提出了加强灾害遥感应用机理研究、加快防灾减灾空间基础设施建设、加强灾害监测评估方法研究、提升综合减灾空间信息服务能力和加强软环境建设等对策建议。     

相干变化指数法在震害快速评估中的应用

合成孔径雷达(SAR)具有全天候全天时的特点,为快速展开地震救援,评估震害损失提供了重要的数据支持。本文基于汶川震中东南平原地区的ENVISATASAR影像,利用相位干涉方法处理得到相干变化指数图像,对6个评估区域的像元相干变化指数进行统计分析,以相干变化指数平均值作为区分建筑物基本完好与损毁的阈值,并与实地调查结果相比,精度基本达到70%。验证干涉相干变化指数法对震害快速评估有效的同时,也为震区提供震害救援的依据。     

三维地理信息应急指挥系统设计

基于GIS构建的应急指挥系统在应急救灾工作中作用日益突出,本文在应急指挥系统功能需求分析基础上,采用网格和四叉树索引技术构建了统一地理框架平台的海量基础地理信息与应急资源专题数据库,采用C/S架构、插件式模块化思想设计应急指挥系统的总体框架和功能体系,为应急救灾的灾前预警分析、灾中灾情评估、资源调度等工作提供辅助决策支...     

顾及影像拓扑的SfM算法改进及其在灾场三维重建中的应用

快速、准确的大场景影像三维重建技术可为灾害应急响应和灾情评估提供重要的决策依据。本文针对运动恢复结构(SfM)算法效率低的问题,提出了一种顾及影像拓扑关联关系的拓扑-运动恢复结构(TSfM)算法。TSfM算法利用低空无人机(UAV)自身的飞控记录构建影像拓扑关联关系,缩小了特征匹配时的影像搜索范围,与传统SfM算法相比,影像匹配的时间复杂度由O(n2)降低为O(n)。实验结果表明,TSfM算法实现了基于无人机影像序列的灾场快速三维重建,重建模型的相对精度与SfM算法的重建精度一致。将该方法用于四川芦山地震UAV影像三维重建,可检测出地震滑坡体及其形态信息。     

基于GIS的风暴潮灾害风险区划研究

近年来,风暴潮发生的频率逐年增加,给沿海地区造成巨大的经济财产损失,已成为影响沿海地区社会可持续发展的主要灾害。因此,实现快速的风暴潮风险区划等级评价,对于风暴潮灾害预测预警具有重要意义。本文以青岛地区为例,研究利用GIS分析方法进行风暴潮风险区划的等级评价,实现了风暴潮基础数据读取转换、风暴潮风险区划等级评价和风暴潮灾害预报产品制作一体化处理。     

A cyberinfrastructure for community resilience assessment and visualization

Disaster resilience is a major societal challenge. Cartography and GIS can contribute substantially to this research area. This paper describes a cyberinfrastructure for disaster resilience assessment and visualization for all counties in the United States. Aided by the Application Programming Interface-enabled web mapping and component-oriented web tools, the cyberinfrastructure is designed to better serve the US communities with comprehensive resilience information. The resilience assessment tool is based on the resilience inference measurement model. This web application delivers the resilience assessment tool to the users through applets. It provides an interactive tool for the users to visualize the historical natural hazards exposure and damages in the areas of their interest, compute the resilience indices, and produce on-the-fly maps and statistics. The app could serve as a useful tool for decision makers. This app won the top 10 runners-up in the Environmental Systems Research Institute (ESRI) Climate Resilience App Challenge 2014 and the top 5 in the scientific section of the ESRI Global Disaster App Challenge 2014.     

玉树地震灾情SAR遥感监测与信息服务系统

在玉树地震中,中国首套自主知识产权的机载多波段多极化干涉SAR测图系统,发挥全天时主动遥感的优势,成功服务于抗震救灾中。依据玉树地震灾情综合地理信息监测与评估工作,着重探讨SAR遥感影像用于地震灾情监测与评估中的处理方法和技术路线,研究制定了地震灾区灾情综合地理信息监测指标,通过快速几何处理、快速变化信息提取、快速目标判读和灾害空间危险性评估,实现了玉树地震震区灾情综合地理信息的解译、制图和统计评估。在此基础上,开发了玉树地震灾情综合地理信息服务系统,实现了灾情监测信息的综合管理、可视化查询和统计分析。     

抚州市洪水淹没3D可视化系统研发

洪水淹没三维可视化能够很直观地反映洪水受灾情况,对防洪救灾部门确定减灾目标,进行防洪减灾规划等均具有重要的意义。本文首先分析了现阶段GIS在防洪救灾应用中的不足,然后结合江西省抚州城区的地形图,建立了相应的洪水淹没GIS数据库,并利用可视化开发语言Visual C++与ArcEngine组件库开发了抚州市三维洪水淹没查询系统,详细介绍了三维地形的生成、水位线、水淹没区域、经济附属物显示及淹没区经济损失统计等功能的实现过程,为防洪工作做出科学决策提供了参考。     

基于改进U-Net网络的多源遥感影像洪涝灾害信息提取与变化分析

基于遥感影像的信息提取与变化分析是检测地球表面变化的重要方法,在城市规划、环境监测、灾害评估等方面应用广泛。合成孔径雷达（SAR）可以穿透云层,实现洪水期的对地观测,但侧视成像会随地形起伏产生叠掩、阴影等现象。DEM可以提供地面点的高程信息,反映地形的起伏变化,但无法提供地物信息。因此,本文提出了一种融合多源遥感影像、基于改进U-Net网络的变化检测方法;并通过试验证明了该方法可以实现高精度、高效的洪涝灾害信息提取。