灾害管理和遥感

灾害管理和遥感

2021-08-17 作者: xuzhiping 浏览: 412 次

摘要: 北美闷热的气温导致了野火,而欧洲和澳大利亚出乎意料的潮湿天气导致了大规模洪水,甚至连气候变化的反对者都感到震惊。根据金融风险缓解提供商 Aon 的数据,仅考虑 2021 年前六个月,经济损失估计高达 930 亿美元。虽然这似乎比前几年显着下降,前几年的 10 ...

北美闷热的气温导致了野火,而欧洲和澳大利亚出乎意料的潮湿天气导致了大规模洪水,甚至连气候变化的反对者都感到震惊。根据金融风险缓解提供商 Aon 的数据,仅考虑 2021 年前六个月,经济损失估计高达 930 亿美元。虽然这似乎比前几年显着下降,前几年的 10 年中位数为 1.01 亿美元,但损失的巨大规模仍然令人非常担忧,仅在加利福尼亚州就有383,279 英亩的土地因野火而被烧毁。

遥感的用武之地

在这些天气引发的危机过程中,遥感在应对和管理灾害方面发挥了很大作用。与传统的航测方法相比,无人机拍摄的航拍图像以更快的响应时间 提供了来自合成孔径雷达的详细、更高分辨率的图像和数据。无人机不仅通过测量,还利用建立一个移动公共网络来进行救援,该网络可以提供多达50平方公里的音频和视频通信,更为人所知的是一种用于军事目的的武装侦察无人机,由中航工业为应急管理部提供动力。

由 Maxar 为德国获取的卫星图像帮助调查了毁灭性洪水的范围,不仅可以更好地应对灾难性事件,而且还覆盖了比其他方式更大的范围,为正在发生的事件提供了更广阔的视角。

德国受灾最严重的莱茵兰-普法尔茨地区的一个小镇 Schuld 和阿尔河被洪水淹没,洪水将建筑物撕裂,汽车倾覆,街道上满是碎片

在澳大利亚,美国宇航局地球观测站图像使用修改后的 哥白尼哨兵数据(2021 年),由欧空局处理并由台湾 国立中央大学与 NASA-JPL 和加州理工学院合作分析,估计了 2021 年 3 月澳大利亚洪水事件的洪水严重程度。

同样,美国的大部分野火和烟雾及其可能传播的数据都是 通过遥感提供的。由于其尺寸和机动性,无人机被广泛部署到固定翼飞机和直升机无法到达的地方,使其成为扑灭野火的绝佳选择,不仅其能够“看到”烟雾之外,还能够查明热点。使用无人机的另一项创新是放下燃烧装置,这些装置会引发小火,抢夺即将到来的火势需要蔓延的燃料。

在加拿大,高级甚高分辨率辐射计 (AVHRR) 影像、中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 影像和可见光红外成像辐射计套件 (VIIRS) 影像用于火灾监测、绘图和建模 (M3) 系统。

美国发生野火

遥感数据,如通过卫星图像和航拍照片,能够绘制出地形特性的变化图,反之可以通过参与“灾难周期”来帮助管理灾难。第一步是通过深入了解某个地区危险事件的预期频率、特征和强度来减轻自然灾害。

对于任何成功的救援行动来说,关键是时间。对位置和持续现象的精确了解有助于节省时间并降低财产和人类生命的风险。遥感有助于评估最近发生和当前正在发生的灾难的情况,并概述了需要采取的措施。过去发生的事件已经被绘制出来,并从中吸取了教训。

一旦收集和处理了遥感数据,就可以采取结构性缓解措施,例如在易受洪水侵袭的地区建造堤防。风险评估和土地使用规划等非结构性措施也被用作减轻灾害的实践。

同时,又为应对当地局势提供了更好的准备。可以制定通信策略,成功部署预警系统。此外,可以更好地调动紧急服务,进行更灵巧的搜救行动,并且可通过遥感数据绘制损坏程度。

遥感与 GIS 相结合 —有助于存储、分析和检索数据,在灾害管理中大放异彩。有源和无源传感器的组合现在可用于遥感目的。前者提供自己的能源来照亮他们观察的物体,而后者检测被观察物体发射或反射的自然能量(辐射)。雷达和 LiDAR 是有源传感器的极好例子,而加速度计是无源传感器的典型例子。

长期以来,数据都是在原地收集的,但遥感正在改变游戏规则。事实上,现场收集的数据越来越多地用于验证远程收集的数据。随着技术的不断发展,依靠遥感来提供详细的、即时的数据来着眼更大的图景(历史、当前和未来)已经突飞猛进。

前进的道路

遥感也有一些漏洞。其中最重要的是建造和操作仪器的高昂成本。它们被设计为高度专业化,只有技术最先进的国家/机构才能操作它们。数据解释也可能很困难。阅读和分析收集的数据需要高水平的专业知识。需要从理论上理解仪器如何进行测量。测量不确定度可能很大,操作仪器的人员需要对所观察到的现象有一定的了解。

使用如此大规模的空间数据处理方法,跨学科和跨组织的协作变得势在必行。值得庆幸的是,随着私人参与者和开源计划进入该领域,这些数据变得越来越容易获取。最近的创新包括小型、相对便宜的卫星,例如立方体卫星,它们在星座中工作以收集数据。将 LiDAR 集成到卫星、空中和无人机平台也是最近的一项发展,已经获得了很多好处。计算能力的增强也让这条道路变得不那么艰难,而且只会在未来几年得到改善。

虽然自然灾害可能无法完全预防,但通过遥感收集的空间数据无疑使它们更易于管理、可预见,并加快了恢复速度。

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