地震应急测绘信息服务方法与应用论文_杨晓东

地震应急测绘信息服务方法与应用论文_杨晓东

辽宁省地震局 辽宁省沈阳市 110034

摘要:应急测绘信息服务指有关部门为国家应对突发事件提供的测绘保障活动,是突发事件应急准备与处置、灾情评估、灾后恢复重建中的地理信息服务和测绘保障的核心与基础。应急测绘信息服务的重要特征体现在“应急”方面,相关部门通常要求在突发事件发生后的第一时间,综合利用航空摄影测量、移动测量、地理信息系统、卫星通讯、计算机等多种技术手段开展应急测绘,第一时间获取自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等突发事件现场的应急测绘资料。在最短时间内提供可靠的测绘成果,为各级政府机构和救援机构开展应急决策、救援处置、灾害评估等工作提供测绘保障。鉴于此,本文是对地震应急测绘信息服务方法与应用进行研究和分析,仅供参考。

关键词:地震应急;测绘信息;信息获取

引言:

抗震救灾是一个综合性强、多部门协同、管理与技术并重、社会动员较大的工作,其根本在于对震情、灾情的精确掌握。而测绘作为地理国情获取的基本手段,在抗震救灾工作中必不可少,抗震救灾的紧急救援、灾民安置、灾害普查分析、恢复重建各个时期都需要测绘进行保障。测绘技术和测绘成果作为准确掌握突发事件的重要手段,是实施减灾救灾的基础依据。

一、地震灾害及灾情信息获取的特点

1、地震灾害特点

地震称为“群灾之首”,与其他自然灾害相比,其特点包括:(1)突发性强,致灾过程极短。几十秒至几分钟即可造成大量建筑物倒塌、人员伤亡。(2)破坏性大。在常规条件下一次中强震即可造成人员伤亡和巨大的经济损失。(3)影响面广。强烈地震发生后,人员伤亡惨重、经济损失巨大,严重影响人们的正常生活和经济活动,对人们的心灵也造成了巨大创伤。(4)链式灾害、次生灾害严重。发生破坏性地震后,不仅有建筑物破坏引发的人员伤亡和财产损失,还会引发一系列次生灾害,如海啸、火灾、水灾、山体滑坡、泥石流、毒气泄漏、流行病、放射性污染等。(5)防御难度大。地震灾害难以预报,农村地区房屋不设防,其抗震加固改造需要大量的人力物力,城镇地区的房屋质量也参差不齐,提高建筑物的抗震能力在一定程度上会加大建筑成本。地震造成的灾害主要表现在地表,测绘学主要研究对象是地球及其表面形态,将成熟先进的测绘技术应用于地震应急是非常必要的。

2、灾情信息获取的特点

鉴于地震灾害的特殊性,快速准确地获取灾情是地震应急救援的关键之一,震后灾情获取的特点包括以下几个方面:(1)地震影响区域较大,灾情难以全面掌握。汶川地震时由于初期对灾情不能全面掌握导致救援力量分配不合理。(2)地震造成通讯中断、交通中断或拥堵,灾情信息难以及时为政府掌握。(3)地震发生后,需要加强对其可能引起的滑坡、泥石流、堰塞湖等地质灾害隐患点等的监测,以防患于未然或者及时制定处置对策。测绘信息服务可大规模、快速地获取地表信息,对地面目标进行精确、长时间地跟踪观测,在地震灾情获取中可发挥重要作用。

二、测绘信息服务方法与应用

1、卫星遥感

遥感技术的蓬勃发展为地震灾害的监测、灾情获取、灾害评估等提供了快速、高效的技术手段。卫星遥感具有及时、动态、宏观以及能够重复获取同一区域不同时段上的影像等优点,结合计算机迅速处理的特点,是常规地震灾害调查技术所无法比拟的。与其他监测手段相比,遥感技术具有速度快、精度高、范围广等特点,并且能为地震灾害应急救援提供基于事实影像的、可精确量测的地震灾害动态监测结果。卫星遥感在地震应急救援过程中的应用范围主要包括:(1)地震构造背景分析。当一次大地震发生时,加强地质构造背景方面的分析研究有助于对地震发生的原因进行科学解释。因此震害调查研究首先要做的遥感应用工作是地震构造背景分析。(2)震区建筑物损坏评估。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过解译震区遥感影像资料可以快速获取灾区宏观的受灾情况,借助高分辨率卫星影像还能获得灾区建筑物倒塌率等详细灾情,在GIS的辅助下结合专家经验和有关灾害评估模型,可以更加准确地评估或预测地震后的人员伤亡,进一步指导地震应急救援力量的部署分配。(3)生命线工程损毁评估。目前利用遥感可以对道路、桥梁、水库大坝等进行监测与破坏评估。(4)次生灾害识别与监测。地震次生灾害如滑坡、泥石流、堰塞湖等,在空间尺度上范围较大,可以用中高分辨率的遥感影像进行监测与识别。卫星遥感应用于地震应急救援的主要制约因素是:特定地区可得到的遥感影像的空间分辨率和时间分辨率可能难以满足需求;遥感影像处理的自动化程度和精度较低;遥感数据的获取渠道不畅通,有关部门缺乏良好的合作机制。

目前,各省的地震应急指挥中心均建设了地震应急基础数据库,该数据库涵盖了地震应急中所需要的绝大部分信息,其中一类便是全省的中高分辨率卫星遥感影像。地震发生后快速制作震区震前遥感影像图并提交抗震救灾指挥部,为应急成员单位提供极震区有关地面目标的分布信息,但其缺点在于影像图的现势性不高,难以体现快速变化的地物,省级抗震救灾指挥中心也没有足够的人力解译震后遥感影像得到的受损地面目标,而每年更新全省中高分辨率影像的成本极高。解决的办法是与测绘部门、遥感卫星科研机构、商业遥感影像公司建立合作关系,以期震后能够快速畅通的得到遥感影像的支持。

2、无人机航摄

无人机航摄技术具有灵活机动、高效快速、成本低廉等优点,在小区域和困难地区高分辨率影像快速获取等方面具有显著优势,可有效满足应急测绘天地一体、互联互通、机动高效的需求。在“5•12”汶川大地震中,无人机航摄获取的北川县城南部地区高分辨率影像和视频数据,已成功用于影像解译与灾损信息识别,为评价北川县城受灾情况、制订抗震救灾方案提供科学依据;在“3•10”云南盈江地震中,利用获取的无人机影像与灾前高分辨率卫星影像对比,实现了盈江县城的房屋损毁、道路损毁及交通拥堵情况的监测与评估;在“8•03”云南鲁甸地震中,采用的旋翼无人机可在1秒内进行72次拍摄,精度为4cm,在一次持续7分钟的飞行过程中完成了10万平方米面积的测区,经过处理合成后可实现各个角度、方位的灾情可视化。无人机航摄技术应用于地震应急救援的主要制约因素是:无人机采用的是低空摄影测量,图幅较小,导致航摄的影像数目较多,进而影响影像处理效率;无人机在进行航摄时的操作较为复杂,往往需要倾角、旋转等复杂步骤,降低了作业效率;立体模型精度不高;影像容易出现畸变,无人机体积小、重量轻,容易受到风力等因素的干扰。无人机航摄技术在汶川地震后得到了广泛的应用,但其应用一般由民间组织、测绘部门、军队等完成。目前已有几个省份承担并验收通过了国家地震社会服务工程小型无人机(小飞机)地震灾情获取子系统,该项目的完成可初步增强震后地震部门利用无人机获取灾情信息的能力。在投入有限的情况下,省级地震应急指挥中心可先从消费级无人机入手,逐步扩展无人机在地震应急领域的应用。

结束语

测绘信息服务在防震减灾工作中发挥着巨大作用。目前,我国的地震应急救援工作也是依托于这些技术展开的。地震部门应根据各自的特点和实际工作需要,掌握先进技术在工作中的应用方法,提升应用层次、完善应用布局、挖掘其应用潜力,并从部门合作机制建设、预案管理等角度为测绘信息服务于防震减灾工作提供保障。

参考文献

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论文作者:杨晓东

论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期

论文发表时间:2018/9/10

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