遥感技术快速获取灾情

　　地震灾害发生后，人们经常听到一个过去不太熟悉的名词：遥感技术。在地震灾区通信、交通被严重破坏的情况下，卫星遥感和航空遥感技术成为快速获取灾情的最佳途径。通过掌握灾区最新的影像信息，可以迅速对灾情作出科学评估，进而采取有针对性的救灾防灾减灾措施。

　　卫星遥感技术具有全天候、全天相获取信息的优势，能够及时提供宏观灾情。地震发生后，国家测绘局多方协调，全球主要卫星遥感公司的6颗高分辨率卫星随即调整姿态，对准四川灾区，一旦获得最新数据，立即传送给国家测绘局。其中一颗遥感卫星携带了雷达传感器，可以在阴雨、雾霭等恶劣天气条件下获取遥感影像。

　　5月13日下午6点，国家测绘局得到灾后第一景雷达卫星影像。经过中国测绘科学研究院技术人员快速的数据处理，国内首张灾区震后高分辨率雷达卫星遥感影像图制成，从图中可以看到滑坡体、水系、道路等震后情况。5月14日，这幅影像图在中央电视台播出，使各级领导和公众对灾区情况有了大致的了解。

　　卫星遥感能在宏观上反映灾情，但由于受云层遮挡等影响，分辨率不高，不能精确地反映地面情况。航空遥感的分辨率较高，还能大范围获取影像，可以人为控制进行有针对性的航拍，重点获取某个区域的数据，是反映灾情、指导救援工作以及进行灾情评估和灾后重建的重要技术手段。因此，国家测绘局在灾情发生后立即调集航摄飞机赶赴灾区一线，实施航摄。

　　中国测绘科学研究院是执行此次航摄任务的队伍之一，他们采用了三种不同的航空遥感飞行平台和传感器：一种是搭载了数码航摄仪的中型通用航空飞机，主要在中高空作业，可以透过云层空隙获取大区域的宏观图像，但受空域管制影响较大。一种是超轻型直升机，一般可乘坐一至两个人，搭载了分辨率优于0.2米的航空数码相机以及惯性导航系统和卫星导航系统，具有定点起降、近地面航摄、分辨率高等特点。一种是无人机，它体积小巧，机动灵活，通过地面遥控快速采集影像，不需要专用跑道起降，受天气和空域管制的影响较小，主要用于局部监测，反映地质灾害情况，作业范围为30平方公里。这些都是中国测绘科学研究院开发的具有自主知识产权的新技术，三者在灾情监测中互为补充，各自发挥所长。

　　科技抗灾航空遥感专家组成员、中国测绘科学研究院研究员李英成告诉记者，执行此次灾区航摄任务的中型通用航空飞机搭载了由著名遥感专家刘先林院士研制的我国首台具有自主知识产权的数码航空摄影仪。长期以来，我国航空摄影测量一直采用基于胶片的航摄仪，需要对影像进行扫描、地面控制测量和空中三角测量，作业周期长，自动化、智能化程度低。而这台数码航摄仪技术含量相当高，它装有4个镜头，每个镜头可达2200多万像素。获取图像后即可在前方快速处理，把4个小镜头获取的图像进行拼接。其精度比国外同类产品高3到4倍，正常情况下拍摄分辨率在0.1米至0.2米之间，最高可达0.05米，即使阴天也能在云层下摄影。这台仪器还配有动态定位装置，不需要布设大量的野外基准站，实现了数据获取处理一体化，但其价格仅为国外同类产品价格的三分之一。

　　据悉，这架搭载了数码摄影仪的飞机5月16日从南充机场起飞，航程近900公里，飞行4小时，完成了平武、青川、什邡等地约500平方公里的航摄，获取图像600多张，分辨率约0.5米。5月18日，直升机组和无人机组也完成了广元市宝轮镇、木鱼镇的航摄，获得0.15米分辨率的彩色数码航空遥感影像。

　　遥感技术在此次抗震救灾中发挥了关键作用。采用这项先进技术获取的震后最新影像，为领导迅速了解灾情、科学指挥救灾以及灾后重建规划提供了重要依据。

　　数据处理技术及时解译灾情

　　无论卫星还是航摄飞机，它们获取的都是一幅幅局部影像，必须把这些影像进行镶嵌、拼接、纠正，才能形成一整幅反映整个区域情况的影像。同时，由于灾区道路阻塞，余震频频，测绘人员很难进入灾区布设控制点进行测图，只能利用特殊的软件对遥感影像进行信息提取、解译、分类等技术处理，才能制作成灾区真彩色影像图及三维地理信息系统等产品。

　　中国测绘科学研究院自主研发的ImageInfo遥感数据处理系统，是此次地震灾情数据处理的主要工具。据研究院遥感所副所长张力博士介绍，这套系统是国家“863”重大科技成果，它能够对多源、多时态、多分辨率的遥感影像进行快速图像处理、信息提取与分析，准确确定滑坡、泥石流、堰塞湖，倒塌城镇房屋、农舍和学校，受损公路、铁路、农田等各种灾情的坐标、高程等地理要素。还可以自动生成等高线，制成数字地面模型，形象直观地反映灾区地形地貌。在叠加了图名、图幅号、公路格网、注记等整饰内容后，就形成了我们看到的灾区影像地图。

　　这套系统可以对海量的航空航天遥感数据实施并行分布式处理，大大提高了数据处理速度，数据量高达几个GB的卫星影像在一两个小时内便可处理完成，确保了以最快速度将抽象的数据“变”为直观的地图，提供给决策机构和相关部门进行灾情分析。

　　地理信息系统技术真实再现灾情

　　连日来，中央电视台新闻频道《抗震救灾 众志成城》大型直播节目中作为新闻背景和解说平台的灾区三维动态立体图，给观众留下了深刻的印象。这就是中国测绘科学研究院利用地理信息系统技术研建的神州遨游——三维地理信息应急服务系统，这也是地理信息系统技术首次用于新闻媒体报道活动。

　　这套系统以覆盖全国范围的航空航天遥感影像和数字高程模型为基础，建立了一个地形地貌实时三维漫游平台。其视觉效果十分逼真，只要主持人说出一个受灾县市的名字，系统就会快速漫游到那里，它所处的地理位置，地势的高低起伏，周围有哪些山川河流、道路，与其他市县之间的空间位置关系等，全都一目了然。系统还可随时加载最新的影像数据，通过灾前灾后的影像对比，就可以清楚地看到地震造成的建筑物倒塌、滑坡、公路损毁、河流阻塞等情况，让人犹如身临其境。

　　中央电视台以往的直播节目采用的都是手绘地图，准确性、直观性都不理想。用了这套系统之后，收视效果大为改观。随后，《新闻联播》等各档节目中都使用了这套系统，观众可以形象直观地了解灾情，受到中央领导和广大观众的一致好评。中央电视台副台长罗明为此专门打来电话，对国家测绘局的支持表示感谢。

　　为了让中央领导和有关部门在第一时间了解灾情，中国测绘科学研究院还在自主研发的政府地理信息系统平台GeoWindows的基础上，开发了应急决策地理信息系统和汶川地震灾情综合地理信息服务系统。研究院政府地理信息系统研究中心主任刘纪平博士为记者介绍和演示了这两套系统，令记者大开眼界，同时深切感受到了测绘高新技术的巨大魅力。

　　应急决策地理信息系统采用空间信息、电子政务等高新技术，整合了各相关部门的灾情遥感监测信息、地震信息、地质灾害信息、人口与经济信息等，具有灾情信息空间定位、查询、统计与分析等多种功能。通过系统可以很快查到5月12日以来每天发生的4级以上地震所在的位置、震级、波及的市县和发生时间，各种地震灾害的分布情况，包括滑坡、堰塞湖、倒塌的建筑物、受损道路、阻塞河道等。

　　以备受关注的堰塞湖为例，系统中将30多处堰塞湖全部标注出来，只需轻轻点击鼠标，每个堰塞湖的名称、经纬度、高程、所在的河流、所处市县，以及决堤之后潜在的淹没面积、受灾人口、可能影响的村庄数等，全都一清二楚。系统还加载了每个受灾县市的卫星影像和航空影像，通过灾前灾后影像对比，很快就能判断出哪些地方出现了滑坡、坍塌，哪里形成了堰塞湖……

　　系统不仅支持多源信息的整合，还实现了应急事件全过程的可视化，为建立国家级应急地理信息平台奠定了坚实基础。汶川地震发生后，根据国务院应急办和电子政务办的要求，该系统被迅速安装在国务院应急办和国务院办公厅电子政务办公室，并进行了10余次数据和软件更新，直接为中央领导了解灾情和辅助决策提供信息服务。

　　汶川地震灾情综合地理信息服务系统则集成了灾前灾后各种遥感影像和经过解译的灾情信息，并与基础地理信息、人口经济信息有机结合。通过系统可以进行受灾县各种灾情的可视化查询、统计、量算和分析。

　　记者现场体验了这套系统的强大功能。在12个重点灾区县灾情三维可视化子系统中，随着鼠标的移动，记者仿佛自己驾着飞机在灾区上空飞行俯瞰（如图）。点击系统中任意一个兴趣点，就可以立即获悉每处堰塞湖的位置、面积，受损公路、铁路的长度，滑坡的范围，倒塌居民点的受灾人口，农田损毁造成的经济损失等各类信息。这套系统集成了目前获取的灾前与灾后所有地理和人文信息，可为灾情监测与评估、灾后重建规划提供科学参考。

　　此次抗震救灾是对测绘技术体系和应急能力的一次大考验。我们的科研人员在祖国最需要的时候勇担重任，不畏艰险，全力以赴，夜以继日，为抗震救灾提供了及时可靠的决策依据，使测绘工作的基础性、先行性和重要性得到彰显。可以说，如果没有现代测绘高新技术的有力支撑，是难以满足抗震救灾对测绘保障的紧迫需求的。（王瑜婷）