高分辨率SAR数据在5·12汶川地震灾害监测与评估中的应用

2008-05-12四川省汶川县境内发生8.0级地震,紧接而来的降雨天气严重影响了地震灾害遥感监测的实施.合成孔径雷达以其穿透云雾的能力,备受人们关注,成为抗震救火遥感信息保障的重要数据源.利用COS-MO、TerraSAR、RADARSAT等高分辨率SAR数据对5·12汶川地震灾害的监测表明,合成孔径雷达在重大自然灾害遥感监测中起着非常重要的作用,特别是在多云多雨环境下合成孔径雷达起到的作用更加明显.     

遥感在重大自然灾害监测中的应用前景——以5·12汶川地震为例

2008—05—12四川省汶川县境内发生8．0级地震,全国多个单位投入科技力量,为抗震救灾献言献策,其中遥感技术发挥了重要作用。遥感在这次汶川地震灾害监测与评估中主要起到了灾情速报、救灾空间信息保障、次生灾害动态监测和灾区重建规划等作用。通过对这次全国性的地震灾害遥感监测工作的总结与分析,指出了自然灾害遥感监测中存在的问题,并对以后的发展趋势进行了分析。     

遥感在重大自然灾害监测中的应用前景——以5·12汶川地震为例

2008-05-12四川省汶川县境内发生8.0级地震,全国多个单位投入科技力量,为抗震救灾献言献策,其中遥感技术发挥了重要作用.遥感在这次汶川地震灾害监测与评估中主要起到了灾情速报、救灾空间信息保障、次生灾害动态监测和灾区重建规划等作用.通过对这次全国性的地震灾害遥感监测工作的总结与分析,指出了自然灾害遥感监测中存在的问题,并对以后的发展趋势进行了分析.     

河流水情要素遥感研究进展

河流是促进地貌形成和演化的重要因素,也是地球上最重要的淡水资源之一。河流的水体范围、水位/水深、流量、水质和冰情等水情要素在水资源动态监测和水文生态环境保护等研究中具有至关重要的作用。通过水文站观测河流可获得站点上的水情信息,但该方式在财力、物力方面均耗费巨大。同时,对于日益增长的河流水情信息需求,迫切需要一种能够快捷、准确补充河流实测数据的方法。遥感凭借全方位、多时相的对地观测能力极大地提升了河流水情信息获取的效率,已广泛应用于多尺度水情监测、无资料流域水文模拟等多个方面,取得了丰硕的研究成果。因此,有必要对近年来遥感应用于河流水情要素反演所取得的进展进行归纳、总结和展望,以期进一步促进遥感数据和方法在该领域的应用。论文以“河流水情要素遥感”为主题,系统归纳了河流水体遥感提取的常用传感器及方法、水位/水深遥感反演方法、河道流量遥感估算、河流水质及河冰遥感监测的研究进展,详细归纳了利用光学/微波遥感等不同类型的遥感手段获取河流水体范围、水位、水深的优势与不足,总结得出了河流水情要素遥感研究的数据、方法及应用方面的主要结论：① 新型遥感数据在河流水情要素监测中的应用愈加广泛,在空间分辨率、时间分辨率或光谱分辨率等方面不断突破,进一步丰富了河流水情要素研究的数据来源;② 多数中低空间分辨率光学影像依旧面临混合像元影响水体提取精度的问题,合成孔径雷达影像也存在数据处理算法开发难度大的问题,细小河流及非开阔水体的提取方法仍需探索;③ 大数据和云计算技术的发展为实现大尺度、长时序的河流水情要素高时空分辨率遥感监测提供了高效手段。     

利用CBERS进行汶川地震区森林资源损失快速评估

地震灾害的特殊性使得地震灾害评估短时间内难深入灾区现场,全面开展森林资源破坏的快速调查与评估.采用遥感方法,利用中巴资源卫星(CBERS)遥感数据,结合区域灾前调查资料,进行了汶川地震重灾区域森林资源快速评估.在遥感解译的基础上,详细分析了汶川地震对区域森林资源、水源涵养等方面的影响,这些分析结果不仅为抗震救灾提供了及时的决策依据,也给灾后重建提供了大量、翔实的科学数据.通过实践应用充分证明,综合运用遥感和地理信息系统技术,CBERS遥感数据能够满足森林资源快速评估的需要.     

以遥感为基础的干旱监测方法研究进展

总结了目前广泛应用的气象监测模型和基于遥感数据的干旱监测模型,将目前的遥感监测方法分为植被状态监测方法、微波土壤水分监测方法、热红外遥感监测方法和基于能量平衡的遥感监测方法进行综述,深入分析了基于遥感数据的监测方法的特点、适用条件和存在的问题。通过综述基于多源数据的干旱综合监测模型,对未来干旱监测方法的发展方向进行研究和探讨,指出集成多源数据的干旱综合监测模型是解决复杂的干旱监测问题的新方法。     

森林生态系统遥感监测技术研究进展

森林是陆地生态系统的主体,森林生态系统监测技术是实现森林可持续利用与全球变化研究的重要支撑与信息保障。从4个方面概述了遥感技术在森林生态系统监测中的应用研究进展：森林遥感分类及变化监测、森林植被参数遥感反演、森林蓄积量与生物量遥感估算、森林干扰遥感监测等。结合遥感技术的发展,总结了森林生态系统监测中使用的多源遥感数据和各类模型,提出集成地面调查数据、高分地-空雷达扫描监测技术,以及多源光学遥感建模技术和生态系统过程模型,构建多维度、多尺度、高时间密度的森林生态系统监测平台的研究展望。     

基于DInSAR的洪河国家级自然保护区沼泽水位相对变化量监测研究

水文是沼泽形成、发育和演化的决定性因素。目前,沼泽水位的监测仍然以实地观测为主,需要花费大量的人力和物力。以洪河国家级自然保护区为研究区,利用2007年6~10月星载相控阵L波段合成孔径雷达(phase array type L-band synthetic aperture radar,L-band PALSAR)数据和2015年6~11月C波段Sentinel-1A合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据,采用合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometric synthetic aperture radar,DInSAR)技术,提取出研究区沼泽的地表形变相位,计算出研究区沼泽水位相对变化量,构建了研究区沼泽水位相对变化量遥感监测经验估算公式,实现了对研究区沼泽年内水位变化量的遥感监测,研究了不同时相浅水沼泽区和深水沼泽区干涉相干性的差异;采用方差分析和回归分析方法,在水位观测站、浅水沼泽区和深水沼泽区3种尺度上,分别对利用两种数据计算出的沼泽水位相对变化量,进行了精度验证和显著性检验。研究结果表明,植物生长期和植物空间格局都对沼泽干涉相干性产生影响,8~10月研究区干涉相干性要好于6~7月,浅水沼泽区干涉相干性要高于深水沼泽区,前者的干涉相干系数比后者的大10%~35%;计算出的沼泽水位相对变化量与地面实测的水位变化量的变化趋势吻合度较高,2007年6~7月和9~10月浅水沼泽区的水位波动幅度较大,水位变化量超过了0.70 m。     

大面积棉花长势的MODIS监测分析方法与实践

大面积棉花的生长状况监测比较复杂,目前还没有比较成熟的方法。以往遥感监测应用较多的是NOAA—AVHRR数据,监测精度和监测效果不高。本文利用新一代传感器MODIS数据,结合实测的地面农作物生长发育农学参数,系统地分析了石河子地区棉花播种到收获整个田间遥感归一化指数(NDVI)及其对应的叶而积指数(LAI)的变化规律,证明MODIS叶面积指数和实测LAI有很高的一致性,MODISIAI的变化状况与棉花长势变化基本一致,实现了较为精确的石河子地区大面积棉花长势的遥感动态监测。     

基于D—InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析

该文在综合分析国内外开采沉陷监测技术现状、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和差分干涉测量(D—InSAR)技术发展及其在地表沉陷监测中应用成果的基础上，分析了D—InSAR技术在煤矿开采沉陷变形监测中的特点与技术优势。指出：应用D—InSAR进行煤矿区开采沉陷监测的具体目标是矿区地表沉降演变过程分析、采区地表沉陷动态监测与分析和矿区DEM数据更新；亟须研究解决的关键技术问题有：源数据获取与选择、数据处理方法、地面配合措施、精度与可靠性评价、多源信息集成分析等。D—InSAR为煤矿区地表时空演变过程研究和开采沉陷实时动态监测提供了新的技术方法；作为“数字矿山”的重要内容，D—InSAR可以有效地指导矿区生产、整体规划与长远发展，并为矿区可持续发展服务。     

遥感技术在中国土地荒漠化监测中的应用进展

土地荒漠化已成为一个全球性的重大环境问题,也是我国面临的严重生态环境问题.遥感技术以其信息量大、获取速度快、覆盖范围广、受人力物力的限制小等优点,在过去的30多年中,已逐渐成为土地荒漠化监测的重要数据来源和技术手段.本文首先概述了土地荒漠化遥感监测中使用的遥感数据源,综述了各类卫星遥感影像、影像的不同季相、波段和各类植被指数的选择等;讨论了土地荒漠化信息遥感提取的多种方法,综合比较不同遥感提取方法的优缺点,进而分析土地荒漠化遥感监测中多采用计算机自动分类与人工手动分类结合的原因.最后,指出遥感技术在土地荒漠化监测中存在的一些问题,并提出土地荒漠化遥感监测中综合指标与综合方法集成研究等发展方向.     

塔里木河干流植被遥感监测时空多尺度协同分析方法

利用遥感植被指数、典型植被样方和地面观测信息进行塔里木河干流植被监测是目前的主要方法。由于塔里木河干流具有流域下垫面均匀性差,自然植被随机分布的特点,使得现有研究方法局限在特定的时间和空间尺度,很难使用地面的观测数据和不同尺度的遥感数据进行植被生长状态的协同分析。针对这些问题,本文提出了利用不同分辨率遥感数据和地面观测数据进行多尺度协同分析的方法MSSA(Multiple Scale Synergy Analysis)。该方法包括以下几个步骤:①通过低空间分辨率的遥感数据构建时间序列的塔里木河干流植被指数分布图像,在分析图像特征的基础上划分塔里木河遥感监测单元;②对监测单元内部不同组分的时间和空间状态参数进行量化与率定;③根据几何光学模型原理和植被随机分布特性,采用线性混合模型模拟单元植被指数;④根据模拟结果和遥感数据的对比分析,获得地面植被参量的可靠估计。该方法将地面组分的状态参量和遥感数据通过模拟模型相关联,实现了不同时空尺度遥感数据以及地面样方或者点观测数据的协同分析,为塔里木河干流植被监测进行长期、细致的研究建立了海量数据综合分析的方法体系。     

植物物候遥感监测精度影响因素研究综述

基于植物物候的遥感监测对于研究植被对气候变化的响应具有重要的科学价值。本文在阐述植物物候遥感监测原理及其通用技术流程的基础上,分别从植被类型及其所处的地理条件、遥感数据源及其预处理、植物物候遥感识别方法和植物物候遥感监测结果评价4个方面分析了影响植物物候遥感监测精度的因素,并针对当前研究中存在的不足,探讨了提高植物物候遥感监测精度的可行性途径,即建立高分辨率的近地面遥感定点观测及数据共享网络,发展普适性更强的卫星遥感时序数据去噪及植被指数曲线重建方法,寻求稳定性更高的植物物候期遥感识别方法,探索综合运用地面观测、遥感监测与模型模拟实现物候观测空间尺度拓展的可能性。     

环北京地区资源与生态环境遥感监测

文章以环北京地区资源与生态环境遥感监测项目为依托,讨论了资源与生态环境遥感监测业务化工作中数据预处理、信息提取、动态监测分析、外业调查、数据质量控制等技术关键环节,并重点阐述了资源与生态环境遥感监测工作中亟需解决的若干问题及思路,以期为今后全国范围内资源与生态环境遥感监测提供指导和借鉴。     

中国地震灾害中“伤亡比”指标的估算

地震灾害中的"伤亡比"指标可以在一定程度上反映国家或地区地震灾害人口脆弱性的差异,还可用于地震受伤人数的估算,对地震应急救援具有重要参考意义。现有的研究多以一个固定的数值来代表所有地震中的伤亡比,但是数据分析显示,伤亡比在不同地震灾害中存在明显差异。因此,本文在对世界和中国地震灾害中人员伤亡数量的相关性分析基础上,利用1989年以来中国地震灾害的伤亡数据,通过回归分析构建了地震灾害人员受伤—死亡的回归曲线,并在曲线验证基础上,估算不同死亡量级上"伤亡比"。结果显示:1世界和中国地震灾害受伤—死亡人数间均存在显著正相关关系;2中国地震灾害人员伤亡数量之间较符合幂函数关系,死亡量级越大,伤亡比越小。本文构建的地震灾害伤亡回归曲线以及不同死亡量级下的伤亡比估算值可为地震中受伤人数的估算提供参考。     

水质遥感监测技术研究进展

该文综述水质遥感监测研究的发展状况,阐述水质遥感监测的机理,介绍常用的遥感数据、遥感监测方法及其对叶绿素a、悬浮物、黄色物质等水质指标遥感监测的应用进展,提出该领域发展存在的主要问题,展望其发展方向和研究重点。     

5·12汶川地震诱发的山地灾害及减灾措施

汶川5·12地震不仅造成了特大地震灾害,同时还诱发了大量的次生山地灾害,主要包括崩塌（滚石）、滑坡、堰塞湖和泥石流等。崩塌、滑坡不仅阻塞了救援道路,严重延缓了救援进度。还形成了30多个堰塞湖。地震和滑坡活动还将促进泥石流活动,使震区泥石流进入活跃期,在后期降水作用下形成严重的泥石流灾害。通过初步分析,提出了震区次生山地灾害应急减灾措施和恢复重建中的减灾措施。     

基于MODIS与AMSR-E数据的中国6大牧区草原积雪遥感监测研究

内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃和四川的草原区这6大牧区是中国重要的畜牧业生产基地,也是雪灾频发的区域,及时、准确地获取6大牧区雪情时空特征对于防灾减灾,指导畜牧业生产有着重要的现实意义。光学遥感与微波遥感各具优缺点,综合运用MODIS和AMSR-E数据构建草原积雪遥感监测模型,以日为监测单元,以旬为多日合成时段,对中国6大牧区在2008年10月上旬至2009年3月下旬间的草原积雪覆盖范围进行监测,并对监测结果进行检验,以此说明MODIS与AMSR-E数据在雪灾监测方面协同监测的可行性,为其他雪盖遥感监测研究提供参考。     

沙质荒漠化遥感监测与环境影响研究进展

荒漠化、全球变暖和生物多样性的减少是人类面临的最主要的环境问题,其中沙质荒漠化又是困扰当前人类社会最严重的环境—社会经济问题。由此,就沙质荒漠化的遥感监测及环境影响研究方面进行了评述与展望。自1977年联合国荒漠化大会以来,通过20多年的努力与研究实践,沙质荒漠化遥感监测已建立了一套以遥感目视解译为主的经验性指标体系,但目前尚未形成一个完全适应于遥感监测的指标体系;沙质荒漠化遥感监测方法从定性走向定量,从主观走向客观。但仍缺乏有效的沙质荒漠化遥感监测方法与技术路线;沙质荒漠化对全球变化的响应的研究相对薄弱,如何准确预测未来气候变化对沙质荒漠化过程的影响是值得深入开展的一项研究工作;沙质荒漠化对气候变化的影响研究多以数值摸拟为主,其中沙质荒漠化对区域气候产生根本性影响的作用机制的研究有待进一步深化;沙质荒漠化对碳循环的影响研究近年来得到重视,但沙质荒漠化对陆地生态系统碳循环的影响研究仍比较薄弱,沙质荒漠化土地土壤碳流失及固碳潜力是有待进一步研究的重要问题。     

遥感技术在湖泊环境变化研究中的应用和展望

遥感技术由于能够快速、宏观的获得研究区域的数据,已成为湖泊环境动态变化监测的重要技术手段。高分辨率的卫星遥感图像不仅可以为准确判读湖区地质地貌、自然与人为作用下的环境变化、盐湖矿产资源的分布等提供直观的影像,还能为湖泊水质监测、水深检测、水面温度反演以及盐湖卤水动态分析提供有价值的信息。遥感技术在湖泊环境变化研究中的应用正逐步从定性发展为定量研究,因此,对于区分湖泊水体中不同组分对遥感图像各光谱值的贡献等遥感机理的认识及理论尚需进一步深化,同时需要对处理遥感数据所运用的统计分析方法做进一步的改进以建立更加完善的遥感模型。今后,遥感技术和地理信息系统等多种信息处理工具的结合将是环境信息系统发展的主要方向。