1、题目：XXXXXXXXXXXXXXXX天津大学XX毕业答辩遥感在洪涝灾害监测评估中的应用现状及展望2018水利遥感与3S产业发展高峰论坛中国水利水电科学研究院黄 诗 峰 汇报内容1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程2.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用现状3.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用展望我国洪涝灾害频繁，损失严重1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程流域性洪水（流域性洪水（1998年长江流域）年长江流域）山洪（山洪（2010年舟曲）年舟曲）洪水严重威胁区受山洪威胁影响区防洪任务较轻区2/3以上的国土面积处在洪水威胁下 p 8080年代的防洪遥感实验影响巨大年代的防洪遥感实验影响巨大p 八五、九五期间的
2、机载实时传输系统八五、九五期间的机载实时传输系统p 嫩江、长江、淮河、太湖、黑龙江等大洪水监测中航天、航空（含无人机）都发挥了重大作用嫩江、长江、淮河、太湖、黑龙江等大洪水监测中航天、航空（含无人机）都发挥了重大作用在洪涝灾害监测评估方面获得了在洪涝灾害监测评估方面获得了国家科技进步一等奖一项、二等奖二项国家科技进步一等奖一项、二等奖二项防汛遥感应用试验成果获国家科技进步一等奖实时航空遥感系统成果被列为“八五”攻关10大世界领先水平项目的第一名水利遥感起步于在洪涝灾害监测1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程n 第一阶段：上世纪80年底到90年代中期，起步阶段 以防洪遥感试验为标注n 第二阶段：上世
3、纪90年中期到2010，快速发展阶段 1998年长江、松花江大洪水遥感监测 2008年汶川地震堰塞湖遥感监测n 第三阶段：2010年至今，初步业务化阶段 高分专项实施 无人机快速发展1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程August 9,1998 汇报内容1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程2.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用现状3.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用展望2.1 洪涝灾害监测评估的四个平台1.空间：空间：卫星遥感卫星遥感NOAA(AVHRR),Landsat 8,SPOT,CBERS-1,Radarsat 2,Envisat、Sentinel-1,GF-1,GF-2,GF-32.高空：高空：机
4、载机载SAR 10,00013,000米（全天候）米（全天候）3.低空：低空：直升机、无人机直升机、无人机 （受天气条件限制）（受天气条件限制）4.地面：地面：水文站和水位站水文站和水位站实时水体监测依重于雷达图像，本底数据采用光学图像。实时水体监测依重于雷达图像，本底数据采用光学图像。中国水利水电科学研究院8May 25,1998July 7,1998August 9,1998August 23,1998气象卫星空间分辨气象卫星空间分辨率低，但时间分辨率低，但时间分辨率高，可用于宏观率高，可用于宏观动态监测动态监测。2.1 洪涝灾害监测评估的四个平台 主主 江江 资资 破 堤 处 民民 垸垸
5、 中国水利水电科学研究院9Landsat1999.7.25TM、ETM+和和SPOT等影等影像波段多，分辨率适中，可像波段多，分辨率适中，可有效地获取地面覆被信息和有效地获取地面覆被信息和洪水信息，但时效性差，不洪水信息，但时效性差，不能穿透云雾。能穿透云雾。2.1 洪涝灾害监测评估的四个平台10合成孔径雷达合成孔径雷达(SAR)具有全具有全天时和全天候对地观测优势，天时和全天候对地观测优势，其空间分辨率高，可用于灾其空间分辨率高，可用于灾中实时监测。中实时监测。RadarSat1998.8.92.1 洪涝灾害监测评估的四个平台2.1 洪涝灾害监测评估的四个平台无人机航拍灵活机动，无人机航拍灵
6、活机动，其空间分辨率高。其空间分辨率高。江西鄱阳县洪灾无人机航拍江西省抚州市唱凯镇无人机遥感洪涝灾害监测常用遥感数据适应性评价表洪涝灾害监测常用遥感数据适应性评价表 数据来源数据来源Landsat 8SPOTNOAA/AVHRRGF-3(国产国产)EOS/MODISSentinel-1航空遥航空遥感感无人机无人机遥遥感感重放周期（重放周期（d）16260.5290.512随时随时随时随时全天候能力全天候能力数据获取难易数据获取难易淹没范围监测淹没范围监测淹没水深监测淹没水深监测淹没历时淹没历时受淹区本底受淹区本底工情监测工情监测灾情评估灾情评估注注 特别适用特别适用 一般适用一般适用 不适用不
7、适用2.1 洪涝灾害监测评估的四个平台基于光学遥感的洪涝监测基于光学遥感的洪涝监测2.2 洪涝灾害监测方法遥感影像遥感影像神经网络分类神经网络分类主成分分析主成分分析纹理特征提纹理特征提取取融合处理融合处理几何纠正几何纠正水体信息提取水体信息提取纹理信息纹理信息光谱信息光谱信息纹理提取结果图光谱提取结果图提取结果图SPOT-5影像n单波段阈值法 n谱间关系法n水体指数法例如，对例如，对MODISNDWI、MNDW、CIWI、WI1、WI2n纹理特征法基于基于“面向对象面向对象+深度学习深度学习”实现信息提取实现信息提取遥感影像自动获取遥感影像自动获取及预处理及预处理不同洪涝场景不同洪涝场景下淹
8、没范围、下淹没范围、精确识别溃口精确识别溃口及洪涝面积变及洪涝面积变化化2.2 洪涝灾害监测方法基于雷达遥感的洪涝监测基于雷达遥感的洪涝监测2.2 洪涝灾害监测方法水体表面粗糙度较SAR的波长而言，属于光滑表面。使回波能量很弱由于雷达波束的侧视，镜面反射，从而在SAR图象上表现为暗色或黑色调，水陆分界明显，尤其是水库周边以及海陆分界十分明显。水位越深，图象颜色越暗，反之则较浅一些。水体提取方法阈值分割法亮度值阈值分割最大类间方差分割纹理阈值分割图像分类法非监督分类监督分类专家知识分类法2.2 洪涝灾害监测方法16（1）基于极化分解的全极化基于极化分解的全极化SARSAR数据的水体提取方法数据的
9、水体提取方法。该方法突出水体特征，提高了地表水体的提取精度。（2）基于基于DEMDEM的的SARSAR图像模图像模拟的的山区水体提取方法。拟的的山区水体提取方法。该方法抑制山体阴影的影响，提高了山区地表水体的精度。2s3T基于雷达遥感的洪涝监测基于雷达遥感的洪涝监测2.3 洪涝灾害评估方法洪灾损失评估总体框架洪灾损失评估总体框架社会经济统计数据的空间展布洪灾损失率的确定与计算方法基于空间信息格网的洪灾损失评估洪灾损失评估方法洪灾损失评估方法2.3 洪涝灾害评估方法淮河流域社会经济统计数据空间展布淮河流域社会经济统计数据空间展布（1）社会经济数据空间展布损失率影响因素：淹没水深、淹没历时、洪水流
10、速、泥沙含量等。a.洪水淹没水深 损失与水深的关系一般是如图那样的S型变化曲线。b.洪水淹没历时 受淹时间的长短造成的损失是不同的，就农作物而言，不同种类、生长期，在不同的淹没历时下减产量有明显的差别。（2）洪灾损失率的确定与计算方法00.10.20.30.40.50.60.7少于1天12天34天56天7天以上淹没时间损失率水稻小麦玉米蔬菜几种作物损失率与淹没时间关系变化曲线 00.10.20.30.40.50.60.70.80m0.5m 0.5m1.5m 1.5m2.5m 2.5m3.5 大于3.5m水深损失率农业部门工厂企业建筑业货运仓储业商业00.50.51.51.52.52.53.5大
11、于3.5(m)几个行业资产损失率与水深关系变化曲线 2.3 洪涝灾害评估方法基于GIS空间信息格网的洪涝灾害损失评估计算过程如下：洪水空间分布特性单洪水空间分布特性单元元社会经济指标数值社会经济指标数值损损失失计计算算社会经济空间展布单社会经济空间展布单元元洪涝灾害损失计算单洪涝灾害损失计算单元元社会经济指标种类社会经济指标种类洪水特性洪水特性损失率损失率损失率数据库损失率数据库（3）基于GIS空间信息格网的洪灾损失评估模型2.3 洪涝灾害评估方法1.1998年长江、松花江洪水监测2.2000年西藏易贡堰塞湖遥感监测3.2003年淮河中游特大洪涝灾害遥感监测4.2008年汶川地震唐家山堰塞湖遥
12、感监测5.2013年8月黑龙江界河洪水遥感监测6.2016年武汉新洲区溃堤、江西鄱阳县溃圩洪涝监测7.2018年山东寿光洪涝及金沙江堰塞湖遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例1998年长江、松花江洪水监测May 25,1998July 7,1998August 9,1998August 23,1998基于气象卫星的洪涝灾害监测基于气象卫星的洪涝灾害监测1998年采用机星地系统监年采用机星地系统监测油田受淹情况测油田受淹情况2.4 洪涝遥感监测应用案例2000年西藏易贡堰塞湖遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例2003年淮河中游特大洪涝灾害遥感监测2003年7月3日1时王家坝第一次开闸分洪情景2
13、003年6日15时18分 唐垛湖炸坝行洪情形2003.7.72003.7.122.4 洪涝遥感监测应用案例2008年汶川地震唐家山堰塞湖遥感监测唐家山堰塞湖唐家山堰塞湖5 5月月1414日遥感监测图日遥感监测图 唐唐家家山山堰堰塞塞湖湖动动态态变变化化对对比比2.4 洪涝遥感监测应用案例2013年8月黑龙江界河洪水遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例基于GF-1号卫星影像的同江市八岔乡洪涝遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例2016年武汉、江西洪涝灾害遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例2019年山东寿光洪涝遥感监测2.4 洪涝遥感监测应用案例2019年金沙江及雅江堰塞湖遥感监测2.4 洪涝遥
14、感监测应用案例金沙江白格堰塞湖雅江米林县堰塞湖2.5 小结u洪灾遥感监测与快速评估方法已基本解决u初步建立洪灾监测基础数据库u已构建了相关模型与软件平台u遥感已大范围应用于洪灾监测u灾前、灾中、灾后全链路监测尚未形成u难以做到主动发现u监测要素总体较单一u监测频次还不能要求u监测时效性需进一步提高u天空地立体监测与数据融合不够u基于遥感的灾情评估还限于受灾体评估成就问题 汇报内容1.洪涝灾害遥感监测评估发展历程2.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用现状3.遥感在洪涝灾害监测评估中的应用展望3.1天空地一体化立体监测应急数据需求：数据采集的精准调度、应急数据需求：数据采集的精准调度、稳定提供和有效使
15、用目前还不能满足稳定提供和有效使用目前还不能满足需求。需求。常规数据需求：周期性、业务化、常规数据需求：周期性、业务化、全国和分区域的覆盖性采集能力和全国和分区域的覆盖性采集能力和调度同样不能满足业务需求。调度同样不能满足业务需求。数据获取能力还一定程度上制约了水利遥感数据获取能力还一定程度上制约了水利遥感技术的业务化应用技术的业务化应用3.1天空地一体化立体监测卫星-飞机-地面立体监测体系3.1天空地一体化立体监测高频次迅捷无人航空器组网视频视频基于云架构的无人航空器动态调基于云架构的无人航空器动态调度度管控系统管控系统多源异构数据集成的多源异构数据集成的无人航空遥感大数据平台无人航空遥感大数据平台高清视频高清视频热红外热红外Lidar可见光可见光气球气球6架无人机/气球SAR影像影像光学光学影像影像红外红外影像影像3.2多源数据融合、快速处理遥感大数据快速处理及智能信遥感大数据快速处理及智能信息提取还有不足息提取还有不足全自动化的几何处理智能化的洪涝信息提取知识化的水利遥感大数据管理云端化的遥感大数据服务3.3 由单一要素监测向全要素综合监测发展u 水情灾情险情u 由监测向预警发展u 向全面业务化发展水坝形变监测水深监测堤防险情探测谢谢大家
