高分辨率遥感卫星在应急监测领域的应用
温馨提示：以下内容为文章梗概，如需阅读全文，欢迎订阅本刊（订购方式参见文末^_^）
一、引言
我国地域辽阔，地理环境复杂，是灾害发生频率较高的国家之一。近几年地质活动和气候变化引发的地质、台风等自然灾害较为频繁，引起了人们对灾害应急监测的极大重视。重大灾害大多具有突发性强、波及面广、危害性大等特点，要求在灾害发生后短时间内做出反应，提供灾区现状和评估的信息，由于灾害本身造成的通信中断、交通设施毁坏等多方面影响，导致在大型灾害发生时很难通过常规手段获取灾区的实时信息，进而影响救援工作的进行。
1 空间分辨率
遥感影像的空间分辨率是指每个像元所代表的地面实际范围的大小。不同的应急监测事件对遥感数据的空间分辨率有不同的需求
近年来，随着卫星空间分辨率的逐步提高、米级高分辨率卫星数据的陆续普及，使得高分辨率卫星数据能够满足应急监测领域对数据空间分辨率的要求，高分辨率卫星数据在应急监测领域发挥着越来越大的作用。
2 时间分辨率
时间分辨率指遥感影像对同一地区重复覆盖的频率，即多长时间可以重复获得一次新的遥感信息。不同的应急监测事件对遥感数据的时间分辨率有不同需求，对于作物长势监测、自然和人为污染等监测，时间分辨率的要求相对较低，一般为几天到几周的时间……
3 仿真分析
现以广东地区为例，对国内高分辨率遥感卫星的覆盖能力进行仿真，仿真结果如图１所示。目前广东省有大约一半的城市卫星时间覆盖能力大约为8～16小时，小部分城市区域的卫星时间覆盖能力为16～24小时，其余城市的光学卫星影像重访时间要大于24小时，其中包括了广州市、珠海市、韶关市等几个较为重要的城市。由仿真结果可知高分辨率卫星能够在短时间内做出反应，并满足应急监测领域对数据时间分辨率的需求；所用卫星的空间分辨率均优于10m，部分地区空间分辨率优于米级，可满足应急监测领域对数据空间分辨率的需求。
图1 广东地区国内高分辨率遥感卫星覆盖能力分析
以广东地区为例，2020年高分辨率卫星覆盖能力分析如图２所示。到2020年，广东省全省各地区均满足8小时覆盖能力；空间分辨率能够达到优于2m的水平，可满足应急监测领域对数据时间分辨率、空间分辨率的需求，高分辨率卫星数据在应急监测领域的能力也有了大幅度提升。
图2 2020年广东地区高分辨率遥感卫星覆盖能力分析
二、应用案例
高分辨率遥感卫星具有观测范围广、时效快、数据质量高、不受自然条件和地域条件限制等特点，应用于应急监测领域能够为灾害预警、监测、评估、应急响应、灾害救助、恢复重建等决策提供信息支持，现主要从台风、地质、洪涝、林火和环境五个方面的典型应用阐明高分辨率卫星在应急监测领域的作用。
1 台风灾害
台风灾害具有巨大的破坏力，与之相伴的暴雨和风暴潮往往会引起洪水暴发等次生灾害。高分辨率卫星数据在台风应急监测中，可以跟踪台风的形成和发展，确定其中心位置，监测实时的移动方向和速度，估计台风强度和登陆的时间地点，提供实时准确的台风预报[7]，并为灾后救援、灾害评估和灾后重建等提供重要的空间信息支持……
2 地质灾害
地质灾害主要是地震方面的灾害，具有时间上的随意性、地域上的不确定性及快速变化等特点。高分辨率卫星数据应用于地震灾害应急监测主要体现在从空间视角快速获取大范围灾害信息、地震灾损快速评估，能够快速综合判定地震灾区范围、重要救援目标、道路通行状况、确定救援路线等，为灾情速报、损失评估和抗震救灾决策提供有力依据。
3 洪涝灾害
洪涝灾害具有持续时间短、受灾面积广、危害大等特点，必须及时、迅速、准确了解灾情，并及时对其做出反应……
4 林火灾害
林火灾害是一种具有突发性和周期性的自然灾害。采用高分卫星数据开展林火监测，其优势在于时间分辨率高、覆盖范围广,基本可实现每天对全国林区火情的监测，高分卫星采用具有热红外波段的卫星影像能检测到地表热异常变化……
5 环境灾害
环境污染事故具有突发性、严重性、持续性、累积性等特点，因此对环境污染应急监测必须是一种从静态到动态、从地区性到区域性乃至更大范围的全方位、多层次的监测。
三、 结论
高分辨率卫星的快速发展，提供了一种在应急监测领域获取实时信息的可靠手段，高分辨率卫星数据无论在空间分辨率还是时间分辨率上都能够满足应急监测需求，并凭借空间分辨率高、覆盖能力强、时间分辨率高等优势，广泛应用于台风、地质、洪涝、林火和环境等典型灾害应急监测中，已成为灾害应急监测、救援和损失评估等工作中不可或缺的技术和信息支持手段。
关注我们
卫星应用