遥感与灾害监测

不足之处：遥感数据源的局限性，航摄图像为中心投影， 其非线性畸变难以消除，卫星图像的地面分辨率低难以 识别滑坡；难以提高成果精度，目视解译、手工转绘及 成图均有较大误差；成果表达为单一的纸介质，资料的 处理、存储、更新和交流很不方便。这些不足之处使滑 坡遥感调查的精度较低，只能作为区域宏观调查手段。 “数字滑坡”技术，就是以遥感 (RS)和空间定位(GPS 或地面控制 )方法为主，结合其它调查手段，获取数字 形式的与地理坐标配准的滑坡基本信息 (滑坡各要素， 地形、土地覆盖、 形变、 地质构成、 物理力学特征 等 ) ；利用 GIS技术存贮和管理这些数字信息； 在此 基础上，根据滑坡地学原理进行空间分析，服务于滑坡 调查、监测、研究、滑坡灾害评价、 危险预测、灾情 评估、减灾和防治等。 “数字滑坡”技术过程大致可分为4部分：识别滑坡、滑 坡基本信息获取、信息存贮和管理及空间分析。
遥感监测的干旱通常是指农业干旱，而农业干旱 的本质是土壤水分含量太低，无法满足植被对水 分的需求，所以干旱监测的本质是检测土壤水分 含量，通过土壤含水量的分布和多少来反映干旱 的分布范围和干旱程度。随着遥感技术的迅速发 展，多时相、多光谱遥感数据从定性、定量等方 面反映了大范围的地表信息，为实时动态的干旱 遥感检测提供了有效的数据来源，为旱情检测开 辟的全新的途径。
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遥感的应用
资源普查：
矿产开采监测和资源调查、土地资源调查、陆地水资源 调查、海洋资源调查、植被资源调查。
环境与灾害监测：
水污染监测、森林病虫害监测、森林火灾与煤矿火点监 测、大气监测与天气预报、旱涝灾害监测。 此外，遥感技术还广泛应用于城市遥感调查、考古调查、 军事、大型工程监测以及为地理信息系统提供准确及时 的数据等方面。
况，堆放点的分布，堆放点的面积、数量等，优化垃圾 处理处置场。
6.干旱的遥感监测
干旱是全球最为常见的自然灾害，据测算每年因干旱造 成的全球经济损失高达60~80亿美元，远远超过了其他 气象灾害。我国自然灾害中70%为气象灾害，而干旱灾 害又占气象灾害的50%左右。日益严重的全球化干旱问 题已经成为各国科学家和政府部门共同关注的热点。而 用遥感监测干旱，一直是科学界公认的难题。 传统的干旱监测方法即为台站网络监测，其主要任务是 对干旱有关的参数进行观测。观测的台站包括气象站、 农业生态站、水文气象站等。利用现有的观测台站进行 观测，然后针对不同类型的干旱统计分析，确定出适合 本地区或全国的干旱指标，以确定干旱发生的时间、范 围及严重程度。由于观测点少，反映的是测点的土壤水 分信息，而不是面上土壤水分的总体状况，难以满足抗 旱决策对面上灾害情况快速了解的需求。
遥感与灾害监测
遥感定义
基本解释 遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远 离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其 反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁 波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、 分析与应用的一门科学和技术。 详细解释 广义定义：遥远的感知，泛指一切无接触的远距离 探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波） 等的探测。自然现象中的遥感：蝙蝠、响尾蛇、人眼人 耳„ 狭义定义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触， 从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示 出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2.森林火灾监测
采用航空监测火灾的手段是不经济的， 而且也难以覆盖所有地区。自有了对地观 测卫星，这种大范围乃至全球的火灾监测 成为可能。星载扫描幅宽、每天覆盖全球 的高温传感器，是提供大面积火情监测高 效、经济的主要手段。火对生物圈有着极 其重要的影响力。火是许多陆地生态过程 中的一个重要过程；同时，生物燃烧时释 放出的气体和颗粒物对发生在大气中的物 理和化学过程也会产生影响。
遥感技术的特点
1.大面积同步观测 遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大 范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。 2.时效性强 获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转， 从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料。 3.数据的综合性与可比性 能动态反映地面事物的变化 遥感探测能周期性、重复 地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取 的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。 同时，研究自然界的变化规律。 4.较高的经济与社会效益 获取信息受条件限制少。
系统的组成
遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一 整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此 实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义，遥 感系统主要由以下四大部分组成： 1、信息源 信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。 任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特 性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的 电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。 2、信息获取 信息获取是指运用遥感技术装备接受、记 录目标物电磁波特性的探测过程。 3、信息处理 信息处理是指运用光学仪器和计算机设备 对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术 过程。 4、信息应用 信息应用是指专业人员按不同的目的将遥 感信息应用于各业务领域的使用过程。
5.固体废弃物遥感监测
利用遥感技术对固体废弃物进行监测管理，即根据有关 的遥感图像解译标志，定期利用高分辨率遥感图像为信 息源进行固体废弃物堆积的监测，从空间分辨率上要求 比较高，达到3m～10m的水平。利于从光谱特性中区分 出城市固体废物的主要参量有：固体废物的含水量、固 体废物的有机质含量及表面粗糙度等。利用这些参量与 光谱的关系，通过选用合理的阈值，可以有效去除与城 市固体废物无关的像元，以突出城市固体废物。统计中 的监督分类和非监督分类法也适用于固体废物的分类处 理。对图像进行非监督分类，参考假彩色合成图像，去 除与城市固体废物无关的类别，再将剩余图像进行样区 选取和训练统计；进一步进行监督分类，调整可信度， 同时加入空间地理信息，得到最终分类结果。目前固体 废弃物遥感监测的内容有：工业、生活垃圾的堆放状
4.水污染遥感监测
对水体的遥感监测是以污染水与洁净水的反射光谱性能 对比研究为基础的。总的看来，清洁水体反射率较低， 水体对光有较强的吸收性能，而较强的分子散射性仅存 在于光谱较短的波段上。故在一般遥感影像上，水体表 现为深色调，在红外波段上尤为明显。水中悬浮物微粒 会对射入水里的光发生散射和发射，增大了水体的发射 率。悬浮物含量增加，水体发射率也变大。水体里浮游 植物大量繁殖是水体富营养化的显著标志。由于浮游植 物体内含的叶绿素对可见光和近红外波段具有特殊的 “陡坡效应”，使得那些浮游植物含量大的水体，兼有 水体和植物的发射光谱特征。随着浮游植物含量增高， 其光谱曲线与绿色植物的发射光谱越近似。 石油污染是一种常见的水体污染现象。水体里污油浓度 越高，散射光就越强。城市大量排放的工业废水和生活 污水中带有许多有机物，它们在分解时耗去大量溶解氧， 造成水体发黑发臭。在遥感影像上，这些水体的发射率 都很低，呈现为深黑色条带状。
3.滑坡遥感检测
滑坡是当今世界上除地震以外造成巨大经济损 失的自然灾害之一，滑坡研究也越来越受到人 们的重视。 传统监测技术可概括为：主要使用黑白或彩红 外航片，辅以79和30空间分辨率的美国陆地卫 星图像(了解区域地质环境)；借助于立体镜进 行航片像对目视解译， 配合一定的地面验证； 解译结果通过手工转绘到相应比例尺的地形图 上，制作滑坡分布图。该方法使我们能居高临 下观测地物，使部分野外工作转移到室内，在 一定程度上提高了工作效率，减轻了野外工作 强度，特别在危险及气候恶劣地区，有明显的 优越性。
遥感在灾害监测中的应用 1.病虫害监测
遥感病虫害调查已有一些成功的例子。许多经 验告诉我们，用近红外光谱段的彩红外片或热 探测，调查病虫害的危害效果较好。
其道理，一种可能的解释是：健康叶片海绵状的叶肉组 织，在其全部空间都充满了水分而膨胀时，对任何辐 射能都是一种良好的反射体，对近红外波段的辐射能 力也如此，间插在其间的栅状柔软网胞组织。吸收可 见光中的蓝光和红光，反射绿光；当水分代谢受到妨 碍，植物开始衰蔽时，叶内就逐渐毁坏，接着植物逐 渐枯死，从而导致叶片对近红外辐射的反射能力减小。 这种变化，在可见光部分的反射率发生改变之前的相 当长一段时间内就发生了。
遥感分类
1.根据工作平台层面区分：地面遥感、航空遥感 （气球、飞机）、航天遥感（人造卫星、飞船、 空间站、火箭） 2.根据工作波段层面区分：紫外遥感、可见光 遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感 3.根据传感器类型层面区分：主动遥感（微波 雷达）、被动遥感（航空航天、卫星） 4.根据记录方式层面区分：成像遥感、非成像 遥感 5.根据应用领域区分：环境遥感、大气遥感、 资源遥感、海洋遥感、地质遥感、工业遥感、 农业遥感等
数字滑坡的空间分析技术是指在获取定性、 定位和定 量的滑坡数字信息及完成滑坡信息管理的基础上，进行 滑坡总体和各局部及与环境的空间分析、 建立表示滑 坡及其发育环境复杂关系的模型等，为认识滑坡、评估 滑坡危险性、灾情及防治措施等服务。 目前，我国几乎所有的区域滑坡调查和重要的个体滑坡 调查都使用了遥感技术，但其中只有部分使用了数字滑 坡技术。先进的“ 数字滑坡技术 ” 和高分辨率遥感 数据使滑坡遥感调查达到了前所未有的调查精度。高精 度遥感调查结果促进了对滑坡的更深入的认识，可较详 细地了解滑坡的地表特征细节、滑动方向、滑动距离、 坡度变化及加减载情况等，且遥感调查的经费远远低于 勘查工作。
（1）滑坡识别 在处理合格的图像上，根据崩塌、 滑坡、 泥石流及 碎屑流等的基本形态特征和形成地质环境特征识别这些 斜坡重力变形失稳类型，是遥感获取滑坡信息的定性阶 段。 （2）获取滑坡基本信息 以经过合格几何校正和地理坐标配准的正射影像为信 息源或基础图像，通过人机交互获取滑坡基本信息。 （3）数字滑坡信息的存贮和管理 随着数字滑坡技术的形成、发展及高分辨卫星遥感影 像的使用，滑坡遥感调查获取的信息量急剧增加，信息 类型及数据格式变得复杂多样，这就为数字滑坡信息的 存储和管理提出了更高的要求。空间数据的管理和存储 是数字滑坡技术中的 GIS关键问题，目前比较成熟的技 术是在商用关系数据库之上构架空间数据引擎 (SDE)来 实现多种空间数据的一体化组织管理和快速地查询检索。 （4）滑坡空间分析