洪澇災害，是人類生存發展最為(wèi)嚴重的威脅之一。當洪水發生時，其速度快、頻率高、影響範圍大、容易發生衍生災害，淹沒農田，淹沒居民(mín)區(qū)等區(qū)域，洪澇災害危害着人民(mín)的生命安(ān)全及财産(chǎn)安(ān)全。根據統計，全球每年因為(wèi)洪澇災害造成的傷亡人數超過全球因為(wèi)自然災害傷亡人數的65%，造成的經濟财産(chǎn)損失超過所有(yǒu)因自然傷害造成損失的30%。如何精(jīng)準、快速、高效的提取洪澇災害淹沒區(qū)域在遙感中(zhōng)有(yǒu)重大意義。

我國(guó)發生洪澇災害的原因分(fēn)為(wèi)自然原因與社會原因，從自然原因來看我國(guó)氣候異常，降雨集中(zhōng)且量大（尤其是北方地區(qū)），年際變化和季節變化大，一般年份雨季集中(zhōng)在七八月份。洪水隻有(yǒu)發生在人類活動區(qū)域時才能(néng)成災。受洪水威脅最大的地區(qū)往往是江河中(zhōng)下遊地區(qū)，而中(zhōng)下遊地區(qū)因其水源豐富、土地平坦又(yòu)常常是經濟發達地區(qū)，經濟越發達的地區(qū)，人口密度往往較大。這就是社會原因。

由于城市的“雨島效應”（雨島效應是指：城市溫度高，上升氣流多(duō)，雨水多(duō)），城市的降雨比農村地區(qū)高5%~10%左右。且在城市中(zhōng)地表覆蓋多(duō)是隔水層、硬地面，不透水。雨水多(duō)了之後排不掉。雖然是有(yǒu)下水道，但是，國(guó)外的下水道可(kě)以跑汽車(chē)，而我們的下水道隻能(néng)藏老鼠，地上21世紀，地下上世紀50年代。城市建設重地上，輕地下。但我國(guó)也在積極的解決這些問題。

傳統的洪澇災害檢測主要是通過大量部署氣象、水文(wén)檢測設施設備，獲取降雨、水位等氣象、水文(wén)觀測資料。運行維護難度大、成本高，且不能(néng)客觀、全面反應洪澇災害發生情況。

圖1 氣象、水文(wén)監測設備

随着3S技(jì )術的發展，給洪澇災害觀測提供了新(xīn)的技(jì )術手段，通過引入衛星遙感、無人機航拍、雷達、激光等新(xīn)技(jì )術，與傳統的地面站觀測資料融合、形成空天地一體(tǐ)化智能(néng)感知體(tǐ)系，全面、及時掌握洪澇災害發生的過程、客觀統計災害損失情況。利用(yòng)無人機進行水利信息監測、采集可(kě)以大大提高對雨情、水情、災情信息采集的準确性及傳輸的時效性。對于其蔓延趨勢做出及時預測，對于定制防洪抗災調度方案具(jù)有(yǒu)重要意義。

2020年6月21日開始，湖(hú)南省出現入汛以來最大強降雨，在暴雨仍在持續的情況下，湖(hú)南省水利廳相關技(jì )術人員啓動無人機航拍和高分(fēn)衛星資料融合開展暴雨洪澇災情檢測評估工(gōng)作(zuò)。以高分(fēn)遙感衛星獲取洪澇災害區(qū)域受災區(qū)域受災體(tǐ)的基礎數據，以無人機遙感數據作(zuò)為(wèi)洪澇災情的數據，充分(fēn)利用(yòng)了二者的優勢，有(yǒu)效的評估了洪澇災害的情況，為(wèi)後續救災相關工(gōng)作(zuò)提供客觀的依據。将得到的航攝數據進行解譯，得到水體(tǐ)的分(fēn)布，最終與GIS地理(lǐ)信息技(jì )術相結合，疊加土地利用(yòng)率數據，進而可(kě)以得到洪澇災害受災區(qū)域（如圖2-4）。

圖2 洪江市下坪村航攝影像圖

圖3 水體(tǐ)提取效果圖

圖4 疊加土地利用(yòng)率

此外，無人機獲取的遙感影像可(kě)以用(yòng)于判斷受災區(qū)域，可(kě)能(néng)發生滑坡、泥石流的區(qū)域，給路徑分(fēn)析加入障礙因素，從而為(wèi)救援人員指定出合理(lǐ)的救援路徑。

将檢測到的遙感數據與GIS技(jì )術結合，借助大數據人工(gōng)智能(néng)圖像識别技(jì )術和機器學(xué)習算法，可(kě)以研發出短時臨近預警預報系統，其功能(néng)包含強對流單體(tǐ)識别、跟蹤等。如某公(gōng)司研發的短時臨近預報系統通過比較預估數據與真實數據，可(kě)以看出準确度還是比較高的（如圖5-6）。

圖5 湖(hú)南省2020年5月15日01-02時實況降水量

圖6 湖(hú)南省2020年5月15日01-02時起報的定量估測降水

同時，該系統中(zhōng)GIS技(jì )術也有(yǒu)體(tǐ)現，将預警數據與各區(qū)域的行政邊界相結合，有(yǒu)降水預報的功能(néng)（如圖7）。

圖7 強降水預警具(jù)體(tǐ)到鄉鎮街(jiē)道

通過對多(duō)種遙感數據進行處理(lǐ)，利用(yòng)氣象衛星豐富的觀測信息，可(kě)以對災區(qū)受災情況做為(wèi)具(jù)體(tǐ)準确的分(fēn)析，為(wèi)天氣分(fēn)析、環境監測、氣候監測、資源評估和災害預警等提供重要支撐。

7月以來，江西省多(duō)次遭受暴雨或大暴雨襲擊，降雨總量達到常年3倍以上，鄱陽湖(hú)東岸的鄱陽縣陷入了洪澤之中(zhōng)，流經鄱陽縣的昌江，水位猛漲，突破1998年曆史極值。相關部門對此迅速做出響應，獲取了7月14日和災前6月17日Planet光學(xué)影像（3m分(fēn)辨率)，從影像可(kě)以看出，昌江兩條河中(zhōng)陸地區(qū)域已幾乎全部被淹沒，支流水位上漲（如圖8）。

圖8 鄱陽湖(hú)地區(qū)受災前後影像對比

将得到的受災前後的遙感影像使用(yòng)分(fēn)類算法進行解譯，得到各種地物(wù)類别（如圖9），對災後重建、保險評估作(zuò)為(wèi)強有(yǒu)力的數據支撐。

圖9 鄱陽湖(hú)地區(qū)受災前後地物(wù)類型的變化

圖片來自于網絡

參考文(wén)章：

[1]許小(xiǎo)華, 黃萍, 黃詩峰,等. 鄱陽湖(hú)洪澇災害衛星雷達遙感應急監測應用(yòng)[J]. 中(zhōng)國(guó)防汛抗旱, 2021,31(4):5.

[2]湖(hú)南省水利廳全力迎戰入汛以來最強降雨過程.中(zhōng)國(guó)水利網站

[3]《科(kē)普 | 我國(guó)多(duō)地遭受洪澇災害，遙感技(jì )術能(néng)做些什麽》.中(zhōng)山(shān)大學(xué)測繪科(kē)學(xué)與技(jì )術學(xué)院