自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法研究

張寶軍，陳 廈，李 儀

（1.民政部國家減災(zāi)中心，北京 100124；2.民政部衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用中心，北京 100124）

自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法研究

張寶軍1，2，陳 廈1，2，李 儀1，2

（1.民政部國家減災(zāi)中心，北京 100124；2.民政部衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用中心，北京 100124）

遙感技術(shù)不僅能用于獲得自然災(zāi)害發(fā)生之前的背景數(shù)據(jù)，而且可用于對自然災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警和損失評估，近年來已經(jīng)成為自然災(zāi)害信息獲取與分析的重要手段。標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建是開展自然災(zāi)害遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作，亟需研究和建立滿足自然災(zāi)害管理需求的遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。對國內(nèi)外遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)特別是自然災(zāi)害遙感應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。分析了自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化需求，探討了標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的思路，提出了面向自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用的并列式、串聯(lián)式和混合式標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法和洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需求。

自然災(zāi)害；遙感；標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)體系

0 引言

我國是世界上受自然災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的國家之一，災(zāi)害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、損失重是我國自然災(zāi)害的主要特點(diǎn)。根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《自然災(zāi)害分類與代碼》，我國自然災(zāi)害分為氣象水文災(zāi)害、地質(zhì)地震災(zāi)害、海洋災(zāi)害、生物災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境災(zāi)害5大類39種［1］。我國自然災(zāi)害在空間分布上具有廣泛性特征，各省（自治區(qū)、直轄市）均不同程度受到自然災(zāi)害影響，70%以上的城市、50%以上的人口分布在氣象、地震、地質(zhì)、海洋等自然災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)［2］；同時(shí)又表現(xiàn)出很強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)，例如東部、南部沿海地區(qū)以及部分內(nèi)陸省份經(jīng)常遭受熱帶氣旋侵襲，東北、西北、華北等地區(qū)旱災(zāi)頻發(fā)，西南、華南等地的嚴(yán)重干旱時(shí)有發(fā)生［2］。在時(shí)間上，氣象水文災(zāi)害和海洋災(zāi)害的發(fā)生具有較強(qiáng)的季節(jié)性與周期性；地質(zhì)地震災(zāi)害、生物災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境災(zāi)害的發(fā)生具有較強(qiáng)的隨機(jī)性。根據(jù)民政部統(tǒng)計(jì)核定的年度全國自然災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，1990—2015年26年間，我國平均每年因各類自然災(zāi)害造成近4億人次受災(zāi)，年均直接經(jīng)濟(jì)損失2700多億元。

遙感作為20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新興的科學(xué)和技術(shù)，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)測繪、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、水文與水資源研究、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測和災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)等領(lǐng)域［3］。遙感具有觀測范圍廣，獲取信息量大、速度快、周期短、實(shí)效性好、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)的連續(xù)性、綜合性和可比性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報(bào)和評估等。研究如何利用遙感、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航定位、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，對自然災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查、預(yù)警預(yù)報(bào)和監(jiān)測評估，為政府部門和決策機(jī)構(gòu)提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠的輔助決策支持信息，也是當(dāng)前自然災(zāi)害管理研究的熱點(diǎn)之一。

隨著遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)向多平臺、多傳感器、多角度和高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)相分辨率方向發(fā)展以及定量遙感向?qū)嵱没l(fā)展［4］，遙感技術(shù)在自然災(zāi)害管理中正在發(fā)揮越來越大的作用。為了提升我國環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)能力，我國成功發(fā)射并組網(wǎng)了環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座“2+1”星座，該星座具備多光

譜、高光譜、紅外和SAR遙感數(shù)據(jù)獲取能力［5－6］。同時(shí)，我國相關(guān)機(jī)構(gòu)和研究人員已經(jīng)開展了衛(wèi)星遙感系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系、遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以及遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及框架方面的研究和應(yīng)用工作，為開展自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系研究與實(shí)踐奠定了很好的基礎(chǔ)。郭經(jīng)開展了我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建方法的研究，提出了由術(shù)語、空間系統(tǒng)、通信鏈路和地面系統(tǒng)等四個(gè)方面標(biāo)準(zhǔn)組成的標(biāo)準(zhǔn)體系框架［7］。李傳榮等人探討了我國遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架的構(gòu)建的思路，提出了由遙感技術(shù)通用基礎(chǔ)、遙感數(shù)據(jù)獲取、遙感定標(biāo)、遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理、遙感信息提取、遙感真實(shí)性檢驗(yàn)、遙感數(shù)據(jù)管理與服務(wù)、遙感應(yīng)用等八個(gè)方面標(biāo)準(zhǔn)組成的標(biāo)準(zhǔn)體系框架［8］。楊清華在梳理已有遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出了建設(shè)遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的總體思路，構(gòu)建了由遙感地質(zhì)調(diào)查與方法通用標(biāo)準(zhǔn)、遙感地質(zhì)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)、遙感地質(zhì)方法標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用遙感地質(zhì)調(diào)查與方法標(biāo)準(zhǔn)等四個(gè)方面標(biāo)準(zhǔn)組成的標(biāo)準(zhǔn)體系框架［9］。

因此，為了推動(dòng)遙感技術(shù)在自然災(zāi)害管理中發(fā)揮更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，各災(zāi)害遙感應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，需要在現(xiàn)有遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)自然災(zāi)害管理的特點(diǎn)和災(zāi)害遙感應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，建立相應(yīng)的災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，從而有效推動(dòng)遙感應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，并且為災(zāi)害遙感應(yīng)用數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的共享與服務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐與保障。

1 國內(nèi)外遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

1.1 國外遙感標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國外遙感標(biāo)準(zhǔn)多以技術(shù)規(guī)范或技術(shù)報(bào)告的形式發(fā)布，主要包括國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（ISO／TC 211）和開放地理信息協(xié)會（OGC）制定的遙感相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會、北大西洋公約組織等區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)制定的遙感相關(guān)的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，以及美國、德國等主要工業(yè)化國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)制定的遙感相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［10－12］。

1.1.1 國際標(biāo)準(zhǔn)化

國際標(biāo)準(zhǔn)化方面，以ISO／TC 211和OGC為代表的一些國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)發(fā)布或正在制修訂的標(biāo)準(zhǔn)中有不少是和遙感密切相關(guān)的。ISO／TC 211的工作領(lǐng)域是制定地理信息方面的國際標(biāo)準(zhǔn)，截至2016年6月30日統(tǒng)計(jì)，其歸口管理的現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)60余項(xiàng)［13］，其中有8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與遙感直接相關(guān)，如表1所示。

表1 ISO／TC 211相關(guān)遙感標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 ISO／TC 211 standards related to remote sensing

遙感應(yīng)用相關(guān)的ISO標(biāo)準(zhǔn)有《航空系統(tǒng)太空船的運(yùn)載火箭飛行環(huán)境遙感勘測數(shù)據(jù)處理》（ISO 15862：2009）和《空氣質(zhì)量環(huán)境氣象學(xué)第1部分：運(yùn)用激光雷達(dá)進(jìn)行可視范圍的地基遙感》（ISO

28902－1：2012）等。另外，OGC目前已正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)近 80項(xiàng)［14］，涉及遙感的標(biāo)準(zhǔn)主要有《JPEG2000中 GML地理影像編碼規(guī)范》和《GeoPackages編碼標(biāo)準(zhǔn)》等。

1.1.2 區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化

區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化方面，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會地理信息標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會（CEN／TC 287）發(fā)布了48項(xiàng)地理信息標(biāo)準(zhǔn)［15］，其中44項(xiàng)采用或已經(jīng)成為ISO／TC 211標(biāo)準(zhǔn)，例如《地理信息影像、柵格與分布數(shù)據(jù)框架》（EN ISO 19115－2：2010）。北大西洋公約組織下設(shè)的數(shù)字地理信息工作組（DGIWG）已正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)23項(xiàng)［16］，這些標(biāo)準(zhǔn)都是基于ISO／TC 211標(biāo)準(zhǔn)或者OGC標(biāo)準(zhǔn)，其中有一些與遙感密切相關(guān)，例如《地理參考影像 JPEG2000》（DGWIG－104）和《地理參考影像 GeoTIFF》（DGWIG－108）。

1.1.3 主要工業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)化

以美國、德國、英國為代表的一些工業(yè)化國家在遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作方面取得了較好的成果，但是各國的情況有所差異。美國涉及遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)主要有美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ANSI）和美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（FGDC），德國涉及遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)主要是德國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（DIN），英國涉及遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)主要是英國標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（BSI），這些機(jī)構(gòu)或組織都或多或少地發(fā)布了一些遙感相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。ANSI制定了《圖像交換用TIFF格式》（ANSI X9.100－181—2010）、《機(jī)載遙感溢油識別與監(jiān)測系統(tǒng)選取導(dǎo)則》（ANSI F2327－08）等標(biāo)準(zhǔn)。FGDC制定了《數(shù)字正射影像內(nèi)容》（FGDC?STD－008－1999）、《遙感掃描帶數(shù)據(jù)內(nèi)容》（FGDC?STD－009－1999）、《地理空間元數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)擴(kuò)展》（FGDC?STD－012—2012）和《地理信息框架數(shù)據(jù)內(nèi)容 第2部分：數(shù)字正射影像》（FGDC?STD－014.2—2008）等標(biāo)準(zhǔn)［17］。DIN制定了《攝影測量與遙感術(shù)語和定義》（DIN 18716—2012）、《攝影測量產(chǎn)品第5部分：光學(xué)遙感數(shù)據(jù)分類相關(guān)要求》（DIN 18740－5—2012）等標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 國內(nèi)遙感標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

我國的遙感標(biāo)準(zhǔn)主要包括國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。通過查詢檢索中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會網(wǎng)站國家標(biāo)準(zhǔn)目錄、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)備案公告信息、地方標(biāo)準(zhǔn)備案公告信息和國家標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)共享服務(wù)平臺，截至2014年底我國現(xiàn)行與遙感應(yīng)用密切相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)27項(xiàng)，國家軍用標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)45項(xiàng)，地方標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，民用標(biāo)準(zhǔn)主要涉及測繪、氣象、地震、水利、民政等領(lǐng)域。

1.2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)

國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）是由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下設(shè)的技術(shù)委員會歸口管理的，與自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)委員會主要包括全國遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國減災(zāi)救災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國氣象防災(zāi)減災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會等?，F(xiàn)行有效的27項(xiàng)遙感國家標(biāo)準(zhǔn)，包括遙感術(shù)語類標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，遙感數(shù)據(jù)獲取類標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)目，遙感數(shù)據(jù)處理類標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，遙感應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng)。應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)中測繪標(biāo)準(zhǔn)占了10項(xiàng)，主要是不同比例尺地形圖航空攝影測量的內(nèi)外業(yè)測圖規(guī)范。與自然災(zāi)害遙感應(yīng)用密切相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)有9項(xiàng)，主要涉及災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品制作、草原沙化遙感監(jiān)測、草地石漠化遙感監(jiān)測、植被指數(shù)生產(chǎn)，具體如表2所示。

1.2.2 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)

國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）現(xiàn)由總裝備部批準(zhǔn)發(fā)布，現(xiàn)行與遙感相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有35項(xiàng)。主要包括衛(wèi)星、衛(wèi)星遙感器、航空航天攝影等術(shù)語類標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，星載和機(jī)載相機(jī)等載荷類標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)接收類標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等地面系統(tǒng)類標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，數(shù)字圖像產(chǎn)品存儲、編目、質(zhì)量評價(jià)等遙感數(shù)據(jù)類標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，數(shù)字地形圖測繪、衛(wèi)星圖像判讀等類遙感應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)［3－4］?，F(xiàn)行的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)主要是遙感方面的基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)，沒有與災(zāi)害遙感應(yīng)用直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求所制定的標(biāo)準(zhǔn)，主要由國務(wù)院組成部門、直屬機(jī)構(gòu)、直屬事業(yè)單位及國務(wù)院部委管理的國家局批準(zhǔn)發(fā)布，并在本行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一使用。截至2015年底統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)行與遙感應(yīng)用相關(guān)并在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會備案的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)49項(xiàng)，包括測繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CH）12項(xiàng)，氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QX）12項(xiàng)，林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（LY）4項(xiàng)，航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QJ）3項(xiàng)，水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SL）1項(xiàng)，地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ）7項(xiàng)，海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HY）1項(xiàng)，城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ）1項(xiàng)，土地管

理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（TD）1項(xiàng)，鐵路運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（TB）1項(xiàng)，交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JT）1項(xiàng)，煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（MT）1項(xiàng)，民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（MH）1項(xiàng)，石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SY）1項(xiàng)，核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（EJ）1項(xiàng)，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DL）1項(xiàng)。與自然災(zāi)害遙感應(yīng)用密切相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有9項(xiàng)，主要涉及積雪、洪澇、沙塵暴、藍(lán)藻水華、霧、對流系統(tǒng)、植被、水土保持、土地利用、海洋等遙感監(jiān)測，具體如表3所示。

表2 自然災(zāi)害遙感應(yīng)用相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 National standards related to remote sensing technology application for natural disasters management

表3 自然災(zāi)害遙感應(yīng)用相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Industry standards related to remote sensing technology application for natural disasters management

1.2.4 地方標(biāo)準(zhǔn)

地方標(biāo)準(zhǔn)由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門組織制定并批準(zhǔn)發(fā)布。截至2015年底統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)行與遙感應(yīng)用相關(guān)并在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會備案的地方標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)，包括遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB21）2項(xiàng)，黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB23）1項(xiàng)，上海市地方標(biāo)準(zhǔn)（DB31）1項(xiàng)，江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB32）1項(xiàng)，湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB42）1項(xiàng)，重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)（DB50）1項(xiàng)，四川省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB51）4項(xiàng)，主要涉及地表溫度、土地利用／土地覆被、小麥長勢、草原沙化、草原生物量估測等方面，具體如表4所示。

表4 自然災(zāi)害遙感應(yīng)用相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 Local standards related to remote sensing technology application for natural disasters management

2 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

2.1 自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

面對新時(shí)期自然災(zāi)害依然嚴(yán)峻的形勢，我國把加強(qiáng)綜合防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)、提升自然災(zāi)害救助能力納為政府社會管理和公共服務(wù)能力建設(shè)的重要內(nèi)容?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》明確指出“公共安全是國家安全和社會穩(wěn)定的基石”，將“重大自然災(zāi)害監(jiān)測與防御”列為優(yōu)先主題［18］?！秶揖C合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃（2011—2015年）》明確提出要加強(qiáng)遙感、地理信息系統(tǒng)、導(dǎo)航定位等關(guān)鍵技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，提高防災(zāi)減災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)化水平［19］?！秶曳罏?zāi)減災(zāi)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》將“編制和修訂一批防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)指南，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化為防災(zāi)減災(zāi)能力”列為重要的發(fā)展目標(biāo)［20］。標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化已成為促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為自然災(zāi)害應(yīng)急管理和綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力的重要手段和方法。

根據(jù)自然災(zāi)害的生命周期和人類應(yīng)對采取的措施，自然災(zāi)害的管理過程可分為防災(zāi)（Prevention）、 減 災(zāi) （Mitigation）、 備 災(zāi)（Preparedness）、響 應(yīng) （Response）和 恢 復(fù)（Recovery）五個(gè)階段，但每個(gè)階段并不是截然分割的，在時(shí)間上存在重疊。遙感技術(shù)可以在自然災(zāi)害的整個(gè)生命周期以及災(zāi)害管理的每一個(gè)過程中發(fā)揮重要作用。例如，防災(zāi)階段可以對水利工程、生態(tài)工程等進(jìn)行監(jiān)測，提升防災(zāi)工程對災(zāi)害的防范作用；減災(zāi)階段通過孕災(zāi)環(huán)境和致災(zāi)因子監(jiān)測，為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和識別工作提供信息支撐；備災(zāi)階段通過致災(zāi)因子監(jiān)測為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和預(yù)警提供信息支撐；響應(yīng)階段通過房屋、基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)作物等承災(zāi)體監(jiān)測為災(zāi)害損失評估和應(yīng)急救助提供信息支持；恢復(fù)階段通過監(jiān)測房屋、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境等信息為了解恢復(fù)重建進(jìn)度和開展恢復(fù)重建效果評估提供信息支持。

與傳統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)查手段相比，遙感技術(shù)在災(zāi)害信息獲取方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，不管是信息獲取的區(qū)域覆蓋廣泛性，還是信息獲取的時(shí)效性都表現(xiàn)出其獨(dú)有的特點(diǎn)。隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)相分辨率以及無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感正逐漸成為自然災(zāi)害信息獲取的主要手段之一。遙感可用于孕災(zāi)環(huán)境監(jiān)測、致災(zāi)因子監(jiān)測、災(zāi)害損失監(jiān)測、恢復(fù)重建監(jiān)測和防災(zāi)工程監(jiān)測，而且已經(jīng)在日常的災(zāi)害管理和重特大自然災(zāi)害應(yīng)對中得到了廣泛地應(yīng)用并扮演著越來越重要的角色。遙感在自然災(zāi)害管理中的主要應(yīng)用需求如圖1所示。

同時(shí)，伴隨著遙感技術(shù)在自然災(zāi)害管理的不同方面得到廣泛應(yīng)用，越來越多的機(jī)構(gòu)和個(gè)人投身到災(zāi)害遙感的研究和應(yīng)用中，2008年5.12汶

川特大地震等巨災(zāi)的應(yīng)對也需要機(jī)構(gòu)和個(gè)人共同投入到遙感信息獲取、處理、分析、研判和制圖等遙感應(yīng)用工作中，為了促進(jìn)信息分析、處理與制圖表達(dá)的規(guī)范化以及專題產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，亟需制定這方面的標(biāo)準(zhǔn)。

但是，不管是從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量還是標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的專業(yè)領(lǐng)域，目前現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)都難以滿足日益增長的災(zāi)害遙感應(yīng)用需求。因此，亟需構(gòu)建具備系統(tǒng)性、先進(jìn)性和可行性的自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，而科學(xué)、合理、實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)體系框架對于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的科學(xué)性、系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性具有至關(guān)重要的作用。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建思路

自然災(zāi)害遙感應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建既要體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)體系的共有特性，又要突出自然災(zāi)害遙感應(yīng)用的專屬特征，這樣才能夠保證構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系框架既符合標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建一般要求，又能充分用于指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)體系表編制。標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建的一般要求應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化基本原理和方法，可參照《標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求》（GB／T 13016）［21］，而其構(gòu)建的特殊需求需要在分析自然災(zāi)害遙感應(yīng)用體系的基礎(chǔ)上提出。

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方法基本上是單個(gè)、分散、孤立地制定標(biāo)準(zhǔn)，以制定標(biāo)準(zhǔn)為目的，并以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量增長為目標(biāo)，較少考慮運(yùn)用系統(tǒng)論的方法?，F(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化更強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，并遵循系統(tǒng)分析方法開展標(biāo)準(zhǔn)化，即綜合標(biāo)準(zhǔn)化［22］。綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法較傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方法更有活力，能夠以動(dòng)態(tài)、協(xié)調(diào)、能動(dòng)的方式作推動(dòng)自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化

工作，能夠?qū)⑷〉玫淖钚逻b感技術(shù)研究成果納入自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)并促進(jìn)自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用水平的提升。

標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)構(gòu)可圍繞自然災(zāi)害遙感應(yīng)用產(chǎn)品（服務(wù)）種類、應(yīng)用工藝（服務(wù)）流程、災(zāi)害管理過程等進(jìn)行設(shè)計(jì)，所采用的結(jié)構(gòu)要充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化對象和相關(guān)要素以及要素之間的關(guān)系，并有利于發(fā)揮最大作用和效益。自然災(zāi)害遙感應(yīng)用產(chǎn)品（服務(wù)）可分為監(jiān)測產(chǎn)品、風(fēng)險(xiǎn)評估產(chǎn)品、損失評估產(chǎn)品和恢復(fù)重建與救助評估產(chǎn)品等；應(yīng)用工藝（服務(wù)流程）可分為遙感數(shù)據(jù)獲取、遙感數(shù)據(jù)處理（預(yù)處理、精處理）、專題信息提取、制圖、發(fā)布等；災(zāi)害管理過程可分為災(zāi)前管理、災(zāi)中管理、災(zāi)后管理等。

同時(shí)，在構(gòu)建自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的時(shí)候，需要考慮與已有的術(shù)語類、方法類、管理類等通用類標(biāo)準(zhǔn)的銜接，宜將其納入標(biāo)準(zhǔn)體系框架的設(shè)計(jì)，直接將已有的國家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)納入即可，不應(yīng)重復(fù)制定標(biāo)準(zhǔn)。這類標(biāo)準(zhǔn)既包括中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布的與開展標(biāo)準(zhǔn)化工作相關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也包括由全國遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和全國減災(zāi)救災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會等專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)制定的與自然災(zāi)害及遙感技術(shù)相關(guān)的通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 基于類別劃分的并列式標(biāo)準(zhǔn)體系

并列式標(biāo)準(zhǔn)體系的特點(diǎn)是體系內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)是并行的對象，標(biāo)準(zhǔn)之間呈并列關(guān)系。例如，根據(jù)《自然災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品制作要求 第1部分：分類、編碼與制圖》（GB／T 28293.1—2012）［23］，自然災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品可分為監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)評估、損失評估、救助與恢復(fù)重建評估4大類共30種，基于該并列式方法構(gòu)建的自然災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系如圖2所示。

2.4 基于生產(chǎn)流程的串列式標(biāo)準(zhǔn)體系

串列式標(biāo)準(zhǔn)體系的特點(diǎn)是體系內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)按照先后次序排列，前一標(biāo)準(zhǔn)的輸出是后一標(biāo)準(zhǔn)的輸入。前一標(biāo)準(zhǔn)為后一標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保證，直到達(dá)到最終目標(biāo)。每一類自然災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品制作需要經(jīng)歷遙感數(shù)據(jù)采集、遙感數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理、遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用處理、遙感專題信息提取、遙感專題制圖制作等流程，每一個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)都直接影響到最終生產(chǎn)的自然災(zāi)害遙感應(yīng)用專題圖產(chǎn)品的質(zhì)量。因此可以按照產(chǎn)品的生產(chǎn)流程來構(gòu)建串列式的自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系（圖3），以便于從每一個(gè)環(huán)節(jié)約束產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使得生產(chǎn)的最終產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。其中遙感數(shù)據(jù)獲取、遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理屬于自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用的通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和上游標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)直接采用，不作為自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系中需要制定和修訂的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 面向標(biāo)準(zhǔn)綜合體的混合式標(biāo)準(zhǔn)體系

混合式標(biāo)準(zhǔn)體系的特點(diǎn)是體系內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)既有先后的次序關(guān)系也有并列關(guān)系，兩種結(jié)構(gòu)交織在一起形成較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)洪澇災(zāi)害管理過程，災(zāi)前主要為風(fēng)險(xiǎn)管理，災(zāi)中為應(yīng)急管理，災(zāi)后為損失評估，可以篩選出標(biāo)準(zhǔn)化要素及需要規(guī)

范的內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上提出需要制定的標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)綜合體，從而構(gòu)建出如圖4所示的混合式體系框架，以便使洪澇災(zāi)害遙感應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)形成體系并相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)使用效果的最大化。

目前，遙感技術(shù)已經(jīng)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測中發(fā)揮著越來越大的作用，但與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展卻相對緩慢，除去本文第二部分列舉出的遙感技術(shù)基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)外，現(xiàn)行涉及洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)乃至地方標(biāo)準(zhǔn)寥寥無幾。本文在分析洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測需求的基礎(chǔ)上，提出了洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需求的目錄，如表5所示。

表5 洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需求Tab.5 Key standards need to be established for flood remote sensing monitoring

3 結(jié)語

自然災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)是推進(jìn)多平臺、多傳感器、多時(shí)空分辨率遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用到防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)等災(zāi)害管理全過程的重要基礎(chǔ)性工作，也是災(zāi)害遙感技術(shù)應(yīng)用發(fā)展、災(zāi)害遙感風(fēng)險(xiǎn)評估、災(zāi)害遙感損失評估、災(zāi)害救助與恢復(fù)重建監(jiān)測以及專題圖產(chǎn)品生產(chǎn)制作的重要技術(shù)依據(jù)。災(zāi)害遙感應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織（例如：標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會及其分技術(shù)委員會）、專業(yè)應(yīng)用機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位可以根據(jù)災(zāi)害遙感技術(shù)的最新發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域及標(biāo)準(zhǔn)化需求，選擇并列式、串列式或混合式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，建立健全適合自然災(zāi)害遙感應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化需求的標(biāo)準(zhǔn)體系，并根據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求對其不斷地進(jìn)行修訂和完善，從而有效推動(dòng)自然災(zāi)害遙感技術(shù)在相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化，有效提高遙感技術(shù)應(yīng)用的效率和規(guī)范化水平。

［1］ 民政部國家減災(zāi)中心，中國氣象局政策法規(guī)司，國家海洋局海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心.GB／T 28921—2012.自然災(zāi)害分類與代碼［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，

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［19］ 國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)國家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃（2011—2015年）的通知［EB／OL］.（2011－11－26）［2015－12－31］.http：／／gov.cn／zwgk／2011－12／08／cotent＿2012178.htm.

［20］ 科技部關(guān)于印發(fā)國家防災(zāi)減災(zāi)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)的通知［EB／OL］.（2012－05－24）［2015－12－31］. http：／／www.most.gov.cn／mostinfo／xinxifenlei／fgzc／gfxwj／gfxwj2012／201206／t20120608＿94919.htm.

［21］ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.GB／T 13016—2009.標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［22］ 李春田.現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化方法—綜合標(biāo)準(zhǔn)化［M］.北京：中國質(zhì)檢出版社、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［23］ 民政部國家減災(zāi)中心（衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用中心）.GB／T 28293.1—2012.自然災(zāi)害遙感專題圖產(chǎn)品制作要求第1部分：分類、編碼與制圖［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

A Study on Standard System Method of Remote Sensing Technology Application for Natural Disasters Management

Zhang Baojun1，2，Chen Sha1，2，Li Yi1，2
（1．National Disaster Reduction Center of China，Ministry of Civil Affairs，Beijing 100124，China；2．Satellite Disaster Reduction Application Center，Ministry of Civil Affairs，Beijing 100124，China）

Remote sensing has become an important technology for disaster information acquisition and analysis in recent years，which can not only obtain background data pre?disaster，but also can be used for disaster monitoring，early warning and loss assessment.Standard system is very important for remote sensing application in natural disaster management，and needs to be established urgently.The domestic and foreign technical standards for remote sensing technology applications， especially related to natural disasters， are reviewed. Analyze the standardization requirements of remote sensing technology application for natural disaster management.Explore the construction idea of standard system，propose three standard system construction methods，including parallel method，serial method and hybrid method，and show the key standards need to be established for flood remote sensing monitoring.

natural disaster；remote sensing；standard；standard system

TP79

A

1673－8047（2016）03－0001－10

2016－07－01

公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201510211）

張寶軍（1981—），男，博士，副研究員，主要從事自然災(zāi)害遙感應(yīng)用、減災(zāi)救災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化方面的研究。