專利名稱：洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法
技術(shù)領域：
屬于災害監(jiān)測領域，特別是洪澇災害遙感監(jiān)測技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
我國是洪澇災害頻發(fā)國家，每年的洪澇災害都對國家和人民的生命財產(chǎn)造成重大 損失，政府和有關(guān)部門迫切需要迅速獲得災情科學數(shù)據(jù)，進行救災減災決策。遙感作為新型 空間觀測技術(shù)，具有范圍廣、可持續(xù)觀測、不受天氣影響等特點，在洪澇災害監(jiān)測中具有不 可替代的作用。但由于缺乏統(tǒng)一的評價標準，不同部門采用相同遙感數(shù)據(jù)、對同一地區(qū)和時 期內(nèi)發(fā)生的洪澇災害進行監(jiān)測評估，其結(jié)果往往存在很大出入，從而造成決策的歧異性。在 十多年洪澇災害遙感監(jiān)測實踐的基礎上，提出了 "洪澇災害警戒水域"的新概念，形成了洪 澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法，開展了全國警戒水域遙感調(diào)查及其數(shù)據(jù)庫的建設，并結(jié)合 洪澇災害日常監(jiān)測和應急響應模式，建設了多尺度"全國洪澇災害警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫"。 對提高洪澇災害遙感監(jiān)測評估的準確性、時效性和實用性，增強我國防災救災能力，具有重 要的科學意義和應用價值。 根據(jù)我國洪澇災害發(fā)生的規(guī)律和特點，我們將"洪澇災害警戒水域(Flood CriticalWater Extent)"定義為"用于判定洪澇淹沒范圍的臨界特征水域"，是洪澇災害淹 沒損失評估的本底要素，具有一定的警戒指示作用。正常情況下，水域范圍不超過該特征水 域；如果水域范圍超過該特征水域，即可判定洪澇災害發(fā)生，將對社會經(jīng)濟生活產(chǎn)生不利影 響、造成經(jīng)濟損失。 在分析我國江河湖泊、水利工程等具體情況的基礎上，從洪澇災害警戒水域的特 點出發(fā)，通過多源多尺度遙感圖像的綜合判讀與野外實地調(diào)查等方式，形成了洪澇災害警 戒水域遙感調(diào)查的技術(shù)和流程。洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查技術(shù)和流程的建立，對于規(guī)范 洪澇災害的定位、定性、定量監(jiān)測，實現(xiàn)災害判定指標的統(tǒng)一，提高監(jiān)測評估的時效性等都 具有極為重要的意義。目前國內(nèi)外還沒有類似的研究。利用洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方 法建立的警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫，已成功應用于全國洪澇災害的監(jiān)測與評估，取得了顯著社 會效益，得到了中央、有關(guān)部委與社會各方面的肯定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對江河湖泊不同時期(如枯水期時一條線，豐水期時一大片)的水域往 往大相徑庭，洪澇災害遙感監(jiān)測沒有統(tǒng)一的客觀標準，使得災害遙感監(jiān)測結(jié)果難以反映實 際災情，提出了洪澇災害警戒水域的概念，制定了遙感調(diào)查技術(shù)與規(guī)程，建立了我國主要江 河流域洪澇災害警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫，為判定和評估洪澇災害提供了定量標準和依據(jù)。它 是洪澇災害淹沒損失評估的本底要素，具有一定的警戒指示作用，可以極大提高洪澇災害 遙感應急響應速度。洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法包括警戒水域認知和判讀標志樣圖建 立單元、警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理單元、警戒水域信息提取單元、警戒水域賦值與拼接 單元、警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元。該調(diào)查方法屬國內(nèi)首創(chuàng)、國際領先，可以為國家和地方政府的防洪救災決策提供更為可靠的科學依據(jù)，具有重大的社會經(jīng)濟效
.、 本發(fā)明技術(shù)方案如下 洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法，其特征在于包括如下五個單元警戒水域認知 和判讀標志樣圖建立單元、警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理單元、警戒水域信息提取單元、警 戒水域賦值與拼接單元、警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元。由上述五個單元 共同組成的技術(shù)方法，開展洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查，有效提高洪澇災害遙感監(jiān)測響應 速度。 所述警戒水域認知和判讀標志樣圖建立單元主要包括，警戒水域概念、警戒水域 分類、判讀標志建立、警戒水域樣圖，形成警戒水域概念、分類體系、多傳感器遙感數(shù)據(jù)的警 戒水域判讀標志及其典型樣圖。 所述警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理技術(shù)單元主要包括，地形圖標描行政界線、控 制點的選擇與行政界線數(shù)字化、N0AA/AVHRR(1000米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增 強處理，TERRA/AQUA MODIS (250米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增強處理、LANDSAT TM/CBERS-2 (30米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增強處理、機載光學和雷達圖像處理、 圖像幾何精校正、NOAA/AVHRR江河流域圖像裁切、MODIS江河流域圖像裁切、TM/CBERS-2江 河流域圖像數(shù)字鑲嵌，矢量柵格圖形圖像要素疊加，實現(xiàn)警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化流程，包 括每一處理環(huán)節(jié)的數(shù)學模型。 所述警戒水域信息提取單元，NOAA/AVHRR圖像的調(diào)查作業(yè)，MODIS圖像的調(diào)查作 業(yè)，TM/CBERS圖像的調(diào)查作業(yè)，機載光學和雷達圖像驗證與檢驗，實地驗證與檢驗，判讀結(jié) 果修訂，實現(xiàn)警戒水域的判讀。 所述警戒水域賦值與拼接單元主要包括，分類編碼、屬性賦值、柵矢轉(zhuǎn)換、圖幅拼 接，完成警戒水域判讀結(jié)果的后期標準化處理。 所述警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元主要包括，查詢檢索、瀏覽顯 示、檔案管理、數(shù)據(jù)更新，實現(xiàn)多期多元警戒水域的數(shù)據(jù)管理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點 通過對我國洪澇災害空間分布規(guī)律和發(fā)生、發(fā)展特點的分析，提出了"洪澇災害警 戒水域"的概念，編制了《全國江河流域洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查及數(shù)據(jù)庫建設技術(shù)規(guī) 程》，為開展洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查及其數(shù)據(jù)庫建設提供了一套規(guī)范化的標準、技術(shù)方 法和作業(yè)流程，國內(nèi)首創(chuàng)，國際領先； 在警戒水域遙感調(diào)查過程中，采用了合理的全數(shù)字化的技術(shù)和科學有效的管理方 法，執(zhí)行了嚴格的質(zhì)量控制與檢查措施，使得警戒水域遙感調(diào)查數(shù)據(jù)在精度上得到了質(zhì)量 保障。成果的實用性、可靠性較強； 采用不同分辨率的遙感信息源和多種數(shù)據(jù)格式，分別研制了覆蓋全國主要江河的 1000米格網(wǎng)、250米格網(wǎng)、30米格網(wǎng)的警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)庫的建立 為今后我國洪澇災害的遙感監(jiān)測、評價提供了統(tǒng)一的定性、定量、定位的本底指標，是一項 重要的基礎性工作；同時，也為災區(qū)的資源環(huán)境規(guī)劃和災后重建提供了重要基礎數(shù)據(jù)；
利用該方法建立的警戒水域成果已在我國重大洪澇災害遙感監(jiān)測中發(fā)揮了顯著 效益，具有較好的推廣應用前景。


圖1是利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查的技術(shù)流程。
具體實施例方式
本發(fā)明利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行警戒水域遙感調(diào)查的技術(shù)流程如圖1所示。利用本 方法，進行多級洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查的技術(shù)流程如下
①警戒水域認知和判讀標志樣圖建立 提出洪澇災害警戒水域，針對不同遙感圖像進行警戒水域認知，建立判讀標志，建 立警戒水域樣圖。 ②警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理 對不同比例尺地形圖進行矢量化，針對警戒水域的信息特點進行圖像輻射校正、
增強、彩色合成，利用地形圖進行幾何精校正，對N0AA/AVHRR和M0DIS圖像進行流域裁切，
對TM/CBERS-2圖像進行流域數(shù)字鑲嵌，在全部處理過程中規(guī)定每一個處理環(huán)節(jié)的數(shù)學模
型，處理步驟，采樣間隔。 ③警戒水域信息提取單元 利用人機交互判讀方式進行警戒水域遙感調(diào)查作業(yè)，開展野外實地驗證和檢驗， 完善判讀標志，修訂判讀結(jié)果。
④警戒水域賦值與拼接單元 建立警戒水域編碼規(guī)則與體系，對警戒水域賦值，建立1000米、250米、30米格網(wǎng)
警戒水域，通過柵矢轉(zhuǎn)換完成i : 400萬、1 : ioo萬和i : io萬警戒水域矢量數(shù)據(jù)。 ⑤警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元，1000米、250米、30米格網(wǎng)警戒
水域，i : 400萬、1 : ioo萬和i : io萬警戒水域矢量數(shù)據(jù)進行入庫，實現(xiàn)時間和空間管 理，數(shù)據(jù)更新和查詢檢索。
權(quán)利要求
洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法，其特征在于包括如下五個單元警戒水域認知和判讀標志樣圖建立單元、警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理單元、警戒水域信息提取單元、警戒水域賦值與拼接單元、警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元，由上述五個單元共同組成的技術(shù)方法，開展洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查，有效提高洪澇災害遙感監(jiān)測響應速度；所述警戒水域認知和判讀標志樣圖建立單元主要包括，警戒水域概念、警戒水域分類、判讀標志建立、警戒水域樣圖；所述警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理技術(shù)單元主要包括，地形圖標描行政界線、控制點的選擇與行政界線數(shù)字化、NOAA/AVHRR(1000米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增強處理，TERRA/AQUA MODIS(250米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增強處理、LANDSAT TM/CBERS-2(30米分辨率)圖像彩色合成方案及圖像增強處理、機載光學和雷達圖像處理、圖像幾何精校正、NOAA/AVHRR江河流域圖像裁切、MODIS江河流域圖像裁切、TM/CBERS-2江河流域圖像數(shù)字鑲嵌，矢量柵格圖形圖像要素疊加，實現(xiàn)警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化流程，包括每一處理環(huán)節(jié)的數(shù)學模型；所述警戒水域信息提取單元，NOAA/AVHRR圖像的調(diào)查作業(yè)，MODIS圖像的調(diào)查作業(yè)，TM/CBERS圖像的調(diào)查作業(yè)，機載光學和雷達圖像驗證與檢驗，實地驗證與檢驗，判讀結(jié)果修訂，實現(xiàn)警戒水域的判讀；所述警戒水域賦值與拼接單元主要包括，分類編碼、屬性賦值、柵矢轉(zhuǎn)換、圖幅拼接，完成警戒水域判讀結(jié)果的后期標準化處理；所述警戒水域圖像、圖形、矢量數(shù)據(jù)集成與管理單元主要包括，查詢檢索、瀏覽顯示、檔案管理、數(shù)據(jù)更新，實現(xiàn)多期多元警戒水域的數(shù)據(jù)管理。
全文摘要
洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法屬災害監(jiān)測領域，洪澇災害遙感監(jiān)測沒有統(tǒng)一的客觀標準，使得災害遙感監(jiān)測結(jié)果難以反映實際災情，提出了洪澇災害警戒水域的概念，制定了遙感調(diào)查技術(shù)與規(guī)程，建立了我國主要江河流域洪澇災害警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫，為判定和評估洪澇災害提供了定量標準和依據(jù)。它是洪澇災害淹沒損失評估的本底要素，具有一定的警戒指示作用，可以極大提高洪澇災害遙感應急響應速度。洪澇災害警戒水域遙感調(diào)查方法包括警戒水域認知和判讀標志樣圖建立、警戒水域遙感調(diào)查規(guī)范化處理、警戒水域信息提取、警戒水域賦值與拼接、警戒水域集成與管理5個單元。該調(diào)查方法可以為防洪救災決策提供科學依據(jù)，具有重大的社會經(jīng)濟效益。
文檔編號G01S7/48GK101726731SQ20091022350
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者周藝, 王世新, 王麗濤, 趙清 申請人:中國科學院遙感應用研究所