遙感在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用研究

宋 洋

(新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院,烏魯木齊 830000)

我國的文明發(fā)展地帶是在黃河以及長江這兩個地方，可以說黃河長江對于我國有著深遠(yuǎn)的影響。這兩段江河局部都有著流量大以及汛期長的特點，特別有些地方還先天有著江面寬闊、沙多流亂以及被海潮所影響等突出的特點。我國很多經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)都是依傍這兩條江河發(fā)展的，一旦發(fā)生洪水災(zāi)害，必然會出現(xiàn)難以估計的損失。

1 問題的由來

我國的自然災(zāi)害從古到今發(fā)生的不在少數(shù)，各種類型的自然災(zāi)害讓我國遭受到強烈的摧殘，但是從災(zāi)難發(fā)生本身的時空范圍還有災(zāi)難產(chǎn)生的后果強度，對人類生存環(huán)境的影響范圍等來考慮，洪水災(zāi)害無疑在對我國的這里扮演著作用最大的角色，人們在預(yù)防自然災(zāi)害的時候首先考慮的也必然是洪水災(zāi)害。上面我們已經(jīng)有所描述，我國的地理位置決定了洪水這樣的自然災(zāi)害有著強大的殺傷力。我國的領(lǐng)地相當(dāng)廣闊，而且在我國范圍之內(nèi)的河流分布頻繁交錯，地形更不是一馬平川而是有著各種的復(fù)雜性，又受到了季風(fēng)性氣候的控制所以注定是一個水災(zāi)和旱災(zāi)發(fā)生得特別頻繁的國家。我國的洪水災(zāi)害有著顯著的特點，那就是在空間上這種災(zāi)害不但有著普遍性也有著區(qū)域性，而在時間上面它又變現(xiàn)出了沒有秩序規(guī)律的不穩(wěn)定性但是也有著有序的周期性。當(dāng)前我國應(yīng)對自然水災(zāi)的時候首先要做的事情就是系統(tǒng)而又快速的對洪水災(zāi)害進(jìn)行分析還有評價，這樣不但能夠幫助我們有效的預(yù)防自然水災(zāi)的發(fā)生，而且在發(fā)生之后如何將損失壓制到最低，這也是很重要的事情。

2 防洪減災(zāi)工作的歷史以及進(jìn)展

洪水災(zāi)害是一種自然現(xiàn)象，我國處在這樣的地理環(huán)境已經(jīng)決定了人們在有意識的時候就要承受著洪水災(zāi)害可能會帶來的后果和痛苦，即使洪水災(zāi)害本身存在的歷史是如此的悠長但是人們對于它的研究卻是少得可憐。

在人們還沒有今天這樣的科學(xué)技術(shù)之前，對于洪水災(zāi)害的認(rèn)識陷入了有神論的錯誤當(dāng)中，認(rèn)為這樣的自然災(zāi)害必然是神靈所降落下來的能力，這是一種上天表示的旨意不能夠輕易的抵抗，在這樣的思想指導(dǎo)之下人們對于洪水災(zāi)害的研究自然不能夠有多么的深入。等到逐漸的建立起文明之后人們才慢慢的擺脫自身對于自然災(zāi)害的恐懼，對其規(guī)律還有如何進(jìn)行抵御開始有了研究。直到近代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展還有人文、唯物思想的提出，人們終于開始正視自然災(zāi)害所帶來的后果。到了近代人們對于防洪的措施更加重視，但是人類在這個方面卻沒有太大的主動性，只是被動的增加自身防御的能力，于是各種防洪的建筑不斷的出現(xiàn)，這是這種被動的措施是無法取得太過顯著的效果的。而且只是一味的注重加強自身防御建筑的投資，本身所能夠得到的收益已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于投資出去的資源，正是對于工程措施的過分依賴導(dǎo)致人們不能夠正確的理解經(jīng)濟力量。在近幾十年的時間，各國才重新端正自己面對洪水災(zāi)害時候的態(tài)度，在本來防洪的基礎(chǔ)上面再加上對工程措施還有非工程措施兩者有機結(jié)合的鬼法，更加重視洪水災(zāi)害會發(fā)生的幾率以及發(fā)生之后可能帶來的損失，一種是防范一種是善后，都是主動的應(yīng)對方法，自從3S面世之后世界的防汛決策支持系統(tǒng)都進(jìn)入了一個全新的高度。

3 遙感在防洪災(zāi)害當(dāng)中所起的作用

在1980年的時候，遙感技術(shù)首次應(yīng)用到了水利工程當(dāng)中，再這接近三十年的時間里面，遙感技術(shù)從一開始的不成熟逐漸，在經(jīng)歷了學(xué)習(xí)、試驗以及發(fā)展之后，逐漸的得到了完善現(xiàn)在的遙感技術(shù)已經(jīng)具備有了相當(dāng)明顯的優(yōu)點，如宏觀性能高、更新周期短、抗人為干擾因素強等，這些因素使得遙感技術(shù)在水利領(lǐng)域當(dāng)中占據(jù)著越來越重要的位置，讓水利科學(xué)有了一個新的角度還有活力。

3.1 宏觀性

對于我們來說，通過遙感技術(shù)產(chǎn)生的影像要比傳統(tǒng)技術(shù)所產(chǎn)生的影像要范圍要更加的大，而且其中的信息也是相當(dāng)?shù)娜妗Ｆ渲幸痪暗腘OAA數(shù)據(jù)，所覆蓋的范圍是512×512千米的地面；一景的TM數(shù)據(jù)，所覆蓋的范圍是180×180千米的地面；一景SPOT的數(shù)據(jù)，覆蓋范圍是60×60千米的地面范圍；也有更加成熟的遙感技術(shù)例如加拿大的RADARSAT，它本身不但有著多種成像的方式而且幅度更是覆蓋了75-150公里的范圍。遙感技術(shù)讓人們對于信息的掌握更加全面，反饋更加快捷，讓人們對于觀察的對象變得更加的宏觀和全面。

3.2 客觀性

遙感技術(shù)的信息來源，是從高空的角度來獲取地面的資料，這些資料雖然不是人類通過自身的直觀觀測所得到的但是卻憑借著地面物質(zhì)本身所散發(fā)出來的獨特光譜，按照它們的特性還有反射性來進(jìn)行判別，這樣對于地面狀況的了解就更加的客觀真實。在接收到這些光譜信息之后在利用模式識別、計算機分類技術(shù)或者是段波運算等各種方式，來分析這些得到的信息資料，這樣得到的數(shù)據(jù)會更加的客觀。

3.3 綜合性

相對于傳統(tǒng)的信息技術(shù)而言，遙感技術(shù)能夠得到的資料更加的全面綜合，它是對地面情況綜合情況的反應(yīng)，這些數(shù)據(jù)里面包括了山峰、水庫、植被還有居民點等，甚至是地質(zhì)的構(gòu)造還有大地的構(gòu)造也都能夠反映出來，上面所述的都是靜態(tài)影像，如果物體呈現(xiàn)流動性，那么也會在一定程度上面將它的影響反映出來，我們對于不同段波的分析不僅僅是來自于光譜，而且其中包含的濕度、溫度還有亮度等也可以進(jìn)行分析。正是這樣豐富的信息讓我們對于區(qū)域當(dāng)中的環(huán)境因子有了更加深入的了解，這樣的作用是能夠?qū)ψ匀粸?zāi)害發(fā)生的幾率做出科學(xué)的預(yù)測，而且這個預(yù)測還包括了對災(zāi)害發(fā)生之后的損失情況，結(jié)合這兩點就能夠給災(zāi)后的重建提供更加科學(xué)的意見。

4 遙感在洪水預(yù)報當(dāng)中的應(yīng)用

在當(dāng)前的情況之下我們對于洪水的預(yù)測并沒有多么深入的研究，特別是對于因為暴雨關(guān)系等導(dǎo)致的洪水災(zāi)害，在時空變化規(guī)律上面能夠研究的方向更是少得可憐，但是恰恰是這一類的研究是我們防洪減災(zāi)工作當(dāng)中最為關(guān)鍵的一個步驟。對于洪水的預(yù)測，我們一般情況下用的是水文學(xué)方法，也就是通過降雨的信息經(jīng)產(chǎn)還有匯流水溫模型計算等方式，來進(jìn)行對洪水的預(yù)測?，F(xiàn)在人們對于天氣的預(yù)測，基本都是通過遙感技術(shù)來獲取的，這也已經(jīng)成為了人們的常識，氣象衛(wèi)星對于所檢測的區(qū)域當(dāng)中，天氣的變化能夠?qū)嵭袑崟r的檢測，進(jìn)而在對它可能發(fā)生的變化走向進(jìn)行分析推測，這樣就能夠?qū)⒔涤暌蜃有畔⑼茖?dǎo)出來，對于洪水的預(yù)防有著重大的作用。除此之外還可以通過遙感技術(shù)來對檢測區(qū)域里面的匯水面積快速的確定，接著通過對下墊面的綜合分析來得到該區(qū)域里面的產(chǎn)、匯流等方面的具體情況。通過遙感的技術(shù)手段，我們能夠準(zhǔn)確的對洪水進(jìn)行預(yù)測以及預(yù)報，這都是在遙感獲得的信息基礎(chǔ)之上。

5 在災(zāi)情評估當(dāng)中的應(yīng)用

對于洪澇災(zāi)害的調(diào)查區(qū)域當(dāng)中，在很早就是用了遙感技術(shù)，在我國最早的例子是在1983年的時候，水利部用陸地衛(wèi)星MSS對三江平原撓力河等洪水發(fā)生情況進(jìn)行實時監(jiān)測。隨著科技的不斷發(fā)展，NOAA、TM、SPOT等遙感技術(shù)相繼現(xiàn)世，對于洪水災(zāi)害的調(diào)查也就越來越明確。在災(zāi)情評估當(dāng)中多用遙感技術(shù)到確定領(lǐng)域當(dāng)中去，但是如果是在洪水期間發(fā)生洪水的災(zāi)區(qū)一般都會被云霧所籠罩，遙感是利用光學(xué)的原理來獲取地面的資料，而被云霧籠罩的地區(qū)是難以讓遙感技術(shù)發(fā)揮本身的作用的，所以遙感技術(shù)對于災(zāi)情的評估一般都是只是在洪水檢測評估當(dāng)中作為一個數(shù)據(jù)源，對本底的水體進(jìn)行提取。SAR的影響有一個顯著的特點，就是能夠不被天氣所影響，在洪水災(zāi)害期間它是一個很好的信息來源。目前遙感技術(shù)最為成功的突破之一就是對機載SAR實時傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用。在飛機上面裝載上SAR裝置，然后在災(zāi)區(qū)上方飛行并且獲取信息影像，這樣的話就能夠及時的獲取災(zāi)區(qū)的地面實際情況，然后傳送到特定的檢測中心上面，經(jīng)過一些列的技術(shù)處理，如回放顯示、圖像處理還有信息提取等，就能夠得到我們所需要的資料，這些資料能夠為防汛指揮提供數(shù)據(jù)支持，真正的做到實時對災(zāi)區(qū)情況的檢測。

經(jīng)過多年來我們對防洪減災(zāi)的摸索還有研究，思路也不斷的產(chǎn)生了轉(zhuǎn)變和進(jìn)步，遙感、GIS以及GPS等高新手段，在水利治理領(lǐng)域里面所占據(jù)的位置越來越重要，讓我國的水利治理變得更為信息化與現(xiàn)代化。我們有理由相信，隨著水利逐漸的數(shù)字化，遙感在水里治理當(dāng)中會有更為廣泛的應(yīng)用前景。

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