2016年04月22日 星期五

航遥中心:星空地一体化对地观测技术支撑地灾应急处置

作者:中国自然资源报 发布时间:2024-09-09

  202483日一大早7点,中国自然资源航空物探遥感中心(以下简称航遥中心)大数据中心的王宁、郑向向就开始了紧张忙碌的工作。半小时后,他们制作完成的四川省甘孜藏族自治州康定市日地村周边灾前高清遥感影像图,提交自然资源部地质勘查管理司。与此同时,该中心地质灾害遥感应急调查团队紧急联系有关单位,协调拍摄日地村周边的卫星遥感影像。

  这天凌晨,四川省甘孜州康定市二道水村、日地村和大河沟村突发山洪泥石流,致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌、姑咱镇日地村房屋冲毁,造成车辆坠落和人员失联。航遥中心应自然资源部地质勘查管理司要求,立即启动应急响应机制,为灾情处置提供应急支撑。

  尽管不是在地质灾害应急处置一线,但在位于北京市北四环中路267号的航遥大厦6层和7层办公室里,地质灾害遥感应急调查团队同样争分夺秒,为全国多地防灾救灾工作提供着有力支撑。


  应急遥感调查团队综合研判灾情

  重大灾害遥感应急调查响应机制快速反应

  当灾害突然袭来,如何在最短时间内快速并准确识别灾害区域及风险,是有效应对灾情的关键一环。而这正是遥感技术相比于传统灾害调查监测手段的优势所在。

  随着科学技术的不断进步,传感器的分辨率不断提高,数据处理能力日益强大,遥感技术获取大范围、高分辨率地表信息的能力大大提升,为地质灾害应急调查和监测提供着越来越重要的技术支持。

  近年来,航遥中心充分发挥星空地一体化对地观测的技术优势,开展了包括汶川地震、舟曲泥石流等在内的多次重大灾害遥感应急工作。据不完全统计,自2008年至今的10余年里,航遥中心支撑了150余次地质灾害遥感应急调查工作。其中,最值得一提的是汶川地震航空遥感应急调查工作。

  当时,地震灾害发生后,原国土资源部作出紧急部署,指示航遥中心发挥遥感技术优势,快速调查、评估灾区宏观灾情。在那次应急调查中,航遥中心协调6架飞机完成了地震灾区12个极重受灾县市以及文县、武都等5个受灾县市面积约4.3万平方千米的航空遥感拍摄,及时获取了北川、汶川、都江堰等极重灾区高清晰航空遥感影像图,并迅速进行解译和成图,为确定救灾重点、打通道路、发现重大堰塞湖隐患等提供了宝贵信息和科学依据。

  前方专家与后方解译团队协同联动,基于多年工作实践与积累,航遥中心逐步构建起地质灾害遥感应急调查响应机制。

  如今,依托自然资源部自主管控的高分和资源系列等12颗卫星,以及多年来形成的长时间序列的影像资料,航遥中心遥感应急调查团队在灾害发生一小时内即可提供灾前背景影像资料。

  在提供灾前资料的同时,依托与国内主要公益性卫星测控单位和国内外商业卫星数据供应商长期建立的合作机制,该团队还能在灾后第一时间启动应急卫星拍摄计划,或凭借齐全先进的国内外航空遥感仪器,快速获取灾后第一手遥感影像资料,为灾害排查和科学精准制定救援方案提供数据支撑。

  遥感调查支撑地质灾害应急响应效率提升

  地质灾害遥感应急调查机制的高效运行,离不开专业队伍的支撑。

  从应急响应级别的精准判定,到跨部门工作的无缝衔接;从灾前信息的全面收集与整理,到灾后遥感数据的即时获取、数据的快速处理与分析;从灾害隐患综合识别,到灾情的精准解译与科学评估灾损,在多次重大地质灾害的紧急应对任务中,航遥中心跨部门整合专业力量,每一个环节都配置了专职人员负责,确保任务执行的专业性和高效性,组建起一支专业背景全面、工作作风扎实的应急响应队伍,逐步提升了地质灾害应急响应的速度与效率。

  2023646时许,四川省乐山市金口河区永胜乡鹿儿坪国有林场发生高位山体垮塌,造成19人遇难。

  灾情就是命令。按照自然资源部、中国地质调查局统一部署,航遥中心立即启动遥感应急调查工作,迅速成立了以中心领导为组长,地质灾害调查监测中心、遥感应用技术研究所、用途管制研究中心、大数据中心等业务部门为支撑的工作组。

  基于存档卫星数据,工作组紧急制作完成灾前0.75米卫星遥感影像数据,并于灾情发生当天报送自然资源部应急值班室。为了便于综合分析山体垮塌原因,工作组搜集处理了2019年~2023年共5期光学遥感影像,提供前线工作组分析事故原因使用。

  同步启动的还有灾后卫星数据的应急编程工作。工作组紧急联络自然资源部国土卫星遥感应用中心、中国资源卫星应用中心、长光卫星技术有限公司等单位,开展高分系列卫星、资源系列卫星、吉林一号商业卫星星座等多源卫星开展灾后编程拍摄。

  技术人员加班加点、夜以继日开展数据解译处理,接收一批处理一批。根据多期次灾前遥感影像和基于星空地统筹获取的灾后遥感影像,遥感解译小组通过对比分析,对山体坍塌范围进行了初步推测,同时结合2017年~2023InSAR监测数据,分析了坍塌区的变形速率趋势,为事故的应急救援和下一阶段的事故原因排查提供了科学依据。

  今年入汛以来,我国从南到北多地遭遇多轮强降雨,突发多起地质灾害。航遥中心遥感应急调查团队时刻待命,全力支撑地质灾害应急调查和灾情处置。

  7192040分左右,陕西省商洛市柞水县境内突发暴雨山洪,导致丹宁高速公路水阳段山阳方向严坪村二号桥局部垮塌,多辆车辆和多名人员失联。

  720日上午,接到自然资源部地质勘查管理司和中国地质调查局水环部提供的灾情信息后,航遥中心立即启动遥感应急响应机制。半小时后,灾前0.8米分辨率高清影像图“出炉”,为灾情解译评估人员快速了解垮塌点周边地质、地形地貌特征提供依据。结合2018年~2024年期间的长时间序列的干涉雷达数据形成的形变监测结果,遥感应急调查团队分析了垮塌点周边地表形变趋势,初步推测桥面断裂原因。

  在开展灾前数据资料统筹处理的同时,遥感应急调查团队第一时间与中国资源卫星应用中心、自然资源部国土卫星遥感应用中心、国家卫星海洋应用中心等单位联络,紧急安排多类型卫星编程过境拍摄。经过紧急协调和统筹安排,720日晚高分三号雷达卫星、721日高分六号光学卫星分别过境获取灾后数据。综合对比灾前灾后高清影像数据,遥感应急调查团队形成了垮塌时间遥感应急简报,及时报送自然资源部、中国地质调查局,为灾情的应急处置、后续风险评估和事故原因分析提供了数据参考。

  今年汛期,该团队发挥航空遥感技术优势,先后开展了洞庭湖抗洪救灾、陕西柞水高速公路突发坍塌、四川汉源新华村山洪、甘肃武都三河镇姚沟村山洪、湖南南岳区岳林村突发滑坡、湖南资兴群发性山体滑坡、四川康定日地山洪泥石流等多起突发灾害应急调查与灾情监测任务,在支撑部、局专家组现场灾情研判与成因调查分析中发挥了重要作用。

  灾后遥感数据获取能力有待进一步提升

  防灾减灾救灾,就是在同时间赛跑。不断提升应急响应速度,才能在天灾面前赢得主动。

  曾经,由于高分辨率卫星数据获取的周期长、小面积航空数据获取的成本相对较高,制约了地质灾害遥感调查应急响应速度。如今,地质灾害隐患综合遥感识别技术的应用,以及多源卫星数据汇聚模式,为提升应急响应速度及效率提供了关键技术支撑。

  航遥中心大数据中心卫星数据处理室有关负责人诉记者,基于多源卫星数据汇聚模式,卫星数据获取时效明显加快,数据获取期次明显增多,数据获取精度明显提高。近年来开展的遥感应急调查工作,充分调用陆地、海洋等领域光学、SAR等卫星,同时也汇聚了公益、商业等多种渠道的数据资源,为灾后应急提供了关键的数据保障。

  融合光学、InSAR与地质灾害认知的地质灾害隐患综合遥感识别技术,实现了对异常形变区的快速解译识别,不仅能发现明显的地表破坏迹象(地面裂缝)等,还能“揪出”可能威胁救援设施及道路交通的坍塌隐患,提供的长时序、大范围、宏观微观结合的科学数据,令前方应急救援和灾后重建有“据”可查、有“据”可依。

  多年的地质灾害遥感应急调查工作经验,也让整个应急团队清醒地认识到,打赢防灾“主动仗”,还要进一步补短板、强弱项。

  比如:在卫星观测方面,航遥中心今后将重点加强高时间分辨率小卫星星座建设和Ka波段雷达卫星星座建设。该中心将通过部署多个小型卫星,形成密集的观测网络,实现对灾区无云遮挡窗口期的快速捕捉和高频次监测,显著提升光学影像数据的获取质量和时效性,为地质灾害应急工作提供更为清晰、详尽的现场信息;通过建设Ka波段雷达卫星星座,一方面发挥雷达卫星穿透云雨的优势,另一方面解决传统雷达卫星数据因其空间分辨率的局限性和成像模式对灾区细节呈现不足的问题,极大提高灾后遥感数据获取能力。

  航空观测方面,重点加强低空无人机数据快速获取体系建设。突发性地质灾害发生后,往往由于卫星数据因轨道限制导致过境时间长、易受云雨干扰等因素,制约了遥感数据的快速获取。因此,要大力加强低空无人机数据快速获取体系建设,统筹无人机光学、立体和激光雷达数据获取力量,有效提高地质灾害多源多类型数据获取能力。

  防灾减灾工作永远没有完成时,只有进行时。在各种重大自然灾害面前,利用有限的资源与力量,在有限的时间里作出最快的响应,航遥中心地质灾害遥感应急调查团队任重道远。



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