CN109059871A - 一种突发性灾害应急遥感控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息检索；及其数据库结构技术领域，公开了一种突发性灾害应急遥感控制系统及方法、信息数据处理终端；在湖南选择典型地质灾害地区开展示范应用和模型演练，解决不同级别、不同类型、不同地理环境条件下地质灾害应急反应机制的确立；灾害应急遥感调查数据获取技术、灾情信息提取方法和应用能力的问题，制定完整成熟的地质灾害应急调查技术流程，为突发性灾害应急遥感调查体系的推广应用到地质灾害应急调查工作中奠定基础。其中地质灾害灾前数据库建设、应急反应机制建立，地质灾害数据的快速获取，影像数据处理，地灾信息的解译提取，突发性灾害遥感应急反应体系的建立组成本项目的关键技术。

Description

一种突发性灾害应急遥感控制系统及方法

技术领域

本发明属于信息检索；及其数据库结构技术领域.，尤其涉及一种突发性灾害应急遥感控制系统及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：遥感技术应用于记录灾害信息最早可以追溯到上世纪初。1906 年劳伦斯利用风筝作为平台携带照相机成功地拍摄到旧金山大地震后的情景，这是人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。随后美国、日本、欧共体等逐步将遥感技术应用于灾害研究。进入20世纪70年代中期，美国率先于一些地区开展了环境卫星在灾害方面的应用研究，Ferguson等人报道了1974到1979年间15项用卫星遥感技术所进行的灾害研究，这些卫星包括NOAA，NOAAS，GOESZ，Landsat等，到 80年代开始进入了实用阶段。此后，更高空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的卫星影像、航天遥感影像、差分干涉雷图像达不断涌现，在灾害应急调查方面，利用遥感技术可以不断地探测到地质灾害发生的地灾孕育背景与条件等大量信息，即事先圈定出地质灾害可能发生的地区，时段及危险程度，在地质灾害发展过程中，利用卫星和航空遥感图像对其进行长、中期动态调查分析，可以不断调查地质灾害的进程和态势，对灾害进行预测以及危害程度和影响范围进行评估。我国的灾害应急遥感调查工作始于20世纪80 年代初。在地质灾害遥感调查方面，湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查；随后，从20世纪80年代中期起，在宝成、宝天、成昆铁路等沿线进行了大规模的航空摄影，为调查地质灾害分布及其危害提供了信息源；20世纪90年代起，主干公路及铁路选线使用了地质灾害遥感技术，并在全国范围内开展了“省级国土资源遥感综合调查”工作，成果包括“识别地质灾害微地貌类型及活动性”，“评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等”。进入21世纪，开展了川藏公路海竹段的滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害的研究工作。近年来，尤其是在2008年5月12日四川汶川地震突发性灾害和2010年4月14日青海玉树地区发生7.2级地震，利用高分辨率卫星、航空遥感、低空遥感、激光Lidar、 InSAR等技术手段开展了更为深入和系统的调查研究工作。地质灾害遥感应急调查存在的问题(1)地灾调查应急遥感硬件平台问题，地质灾害应急调查工作在地形、气候、时效性、机动性和目标信息等方面有其特殊的需求。因此，不同区域位置，大小，不同地理条件，不同时段发生的地质灾害对灾害调查的遥感平台选择不一样，应综合考虑各方面的影响因素，选择最优的飞行平台和传感器，是定制地质灾害应急调查工作数据获取方案的首先需要解决的问题。(2)遥感数据的快速处理不理想，遥感技术发展迅速，但是数据后处理和制图速度普遍不理想，成为制约其在地质灾害应急调查工作中应用的瓶颈。一方面数据量较大，要求数据处理硬件设备配置高；一方面为一般需要与其他数据配合进行地理精确定位，精度要求高时数据处理速度慢，尤其是低空遥感系统采用非量测型民用像机，存在一定畸变，另一方面是因为没有加装POS 系统，无法开展直接地理定位的数据处理方法，此外，也缺乏基于并行运算的数据处理软件平台。这些都制约着后期数据处理的速度。(3)尚未形成完整成熟的应急调查技术流程，一套完整的遥感应急调查技术流程包括：突发性地质灾害应急调查预案、设备和人员配置、设备的安装与调试、数据获取技术方案设计、数据获取、数据处理、成果提交、质量控制指标等一系列业务流程。(4)尚未组建应急调查示范站，突发性地质灾害分布广泛并多位于偏远山区，合理部署一些遥感应急调查站点，形成地质灾害遥感应急调查站网，是提高地质灾害应急调查整体能力的有效措施，对于提高地质灾害应急调查的技术水平和促进遥感应急调查技术的发展都具有重要意义。(5)尚未建立地质灾害遥感应急调查和调查信息化网络共享平台，从汶川地震、舟曲泥石流的遥感应急调查工作来看，异地协同和数据共享方面存在不足，遥感应急调查工作的标准化、信息化和网络化方面还需要不断改进。建立地质灾害遥感应急调查信息化网络共享平台，将决策部门、地质灾害遥感应急调查机构、应急救援职能部门和社会公众高效便捷的联系在一起，可以提高应急调查的整体效率。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)地灾调查应急遥感硬件平台问题；

(2)遥感数据的快速处理不理想；

(3)尚未形成完整成熟的应急调查技术流程；

(4)尚未组建应急调查示范站；

(5)尚未建立地质灾害遥感应急调查和调查信息化网络共享平台。

解决上述技术问题的难度和意义：

潜在地质灾害的调查、预警监测、评估、治理等工作在我国已开展多年，其在防灾和灾害预警方面发挥着重要作用，但是新发地质灾害的应急监测、应急救援工作相对薄弱。

地震、泥石流、地表塌陷等灾害的发生，其后果是毁灭性的，灾害发生后灾害区人民生命财产收到严重威胁。一是受灾群众亟待救助，二是次生灾害有可能会继续吞噬幸存者的生命。

建立和完善突发性灾害应急遥感调查体系，灾害发生后，自行启动遥感监测，在不超过48小时内完成灾区全覆盖遥感监测，获取受灾情况第一手资料，为制定抢救人民生命财产、防止次生灾害发生造成二次伤害的防灾、救灾方案提供重要的资料参考。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种突发性灾害应急遥感控制系统及方法。

本发明是这样实现的，一种突发性灾害应急遥感控制方法，所述突发性灾害应急体系建设方法包括以下步骤：

(1)获取遥感数据，对大范围地质灾害调查常采用航天遥感获取灾区遥感影像，对特大型或受灾区域大的地质灾害调查时采用高、中空航空遥感，对小范围应急地质灾害调查采用低空无人机遥感；

(2)对获取的遥感数据进行处理，采用卫星影像数据处理和航摄影像数据处理；

(3)采用人机交互解译与计算机自动提取技术相结合的方法进行灾情解译，根据灾情解译做灾情评估；

(4)制作成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述的突发性灾害应急遥感控制方法的突发性灾害应急遥感控制系统，所述突发性灾害应急遥感控制系统包括：

数据获取模块，用于获取遥感数据；

数据通信模块，用于对外通讯。

数据处理模块，用于监控和分析图像数据；

数据储存模块，用于储存监控数据和分析图像结果数据；

成果输出模块，用于制作并显示成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

进一步，所述数据获取模块包括：

无人机，用于拍摄灾害画面；

地面控制系统，用于控制无人机方位和拍摄角度；

野外GPS及PDA便携式系统，用于定位；

野外调查信息采集与验证车，用于采集拍摄数据；

数据库及应用服务器，用于储存数据；

高可靠UPS电源及蓄电池组，用于给整个采集系统供电。

进一步，所述数据通讯模块包括通讯设备、处理工控机、防火墙、路由器、集成机柜与机箱盒UPS 机房电源。

进一步，所述数据处理模块包括图像数据工作站、数据分析台重短CP、高性能图形工作站、监控台、 USP机房电源。

进一步，所述数据储存模块包括FC磁盘阵、FC磁盘阵列SATA硬盘、磁带库、FC交换机存储系统、 FC交换机。

进一步，所述成果输出模块包括可视化显示终端、大屏幕显示系统、绘图仪、高性能刀片服务器、TS—3A 便携式卫星视频应急会商系统。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述突发性灾害应急遥感控制方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述突发性灾害应急遥感控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的突发性灾害应急遥感控制方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明确定灾前地质灾害数据库以及数据库中集成地图、影像、地质灾害等各种数据要求；在湖南选择典型地质灾害地区开展示范应用和模型演练，解决不同级别、不同类型、不同地理环境条件下地质灾害应急反应机制的确立；灾害应急遥感调查数据获取技术、灾情信息提取方法和应用能力的问题，制定完整成熟的地质灾害应急调查技术流程，为突发性灾害应急遥感调查体系的推广应用到地质灾害应急调查工作中奠定基础。其中地质灾害灾前数据库建设、应急反应机制建立，地质灾害数据的快速获取，影像数据处理，地灾信息的解译提取，突发性灾害遥感应急反应体系的建立组成本项目的关键技术。

附图说明

图1是本发明实施例提供的突发性灾害应急遥感控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的数据处理流程图。

图3是本发明实施例提供的突发性灾害应急遥感控制系统结构示意图。

图4是本发明实施例提供的突发性灾害应急遥感控制系统硬件结构示意图。

图5是本发明实施例提供的DOM制作流程图。

图6是本发明实施例提供的DOM正射影像数据处理流程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的突发性灾害应急遥感控制方法包括以下步骤：

S101：获取遥感数据，对大范围地质灾害调查常采用航天遥感获取灾区遥感影像，对特大型或受灾区域大的地质灾害调查时采用高、中空航空遥感，对小范围应急地质灾害调查采用低空无人机遥感。

S102：对获取的遥感数据进行处理，采用卫星影像数据处理和航摄影像数据处理。

S103：采用人机交互解译与计算机自动提取技术相结合的方法进行灾情解译，根据灾情解译做灾情评估。

S104：制作成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

如图4所示，本发明实施例提供的突发性灾害应急遥感控制系统包括：数据获取模块、数据通讯模块、数据处理模块、数据存储模块和成果输出模块。

所述数据获取模块包括无人机、地面控制系统、野外GPS及PDA便携式系统、野外调查信息采集与验证车、数据库及应用服务器、高可靠UPS电源及蓄电池组；

所述无人机用于拍摄灾害画面；

所述地面控制系统用于控制无人机方位和拍摄角度；

所述野外GPS及PDA便携式系统用于定位；

所述野外调查信息采集与验证车用于采集拍摄数据；

所述数据库及应用服务器用于储存数据；

所述高可靠UPS电源及蓄电池组用于给整个采集系统供电。

所述数据通讯模块包括通讯设备、处理工控机、防火墙、路由器、集成机柜与机箱盒UPS机房电源；

所述数据通信模块用于对外通讯。

所述数据处理模块包括图像数据工作站、数据分析台等重短CP、高性能图形工作站、监控台、USP 机房电源；

所述数据处理模块用于监控和分析图像数据。

所述数据储存模块包括FC磁盘阵、FC磁盘阵列SATA硬盘、磁带库、FC交换机存储系统、FC交换机(中央存储系统)；

所述数据储存模块用于储存监控数据和分析图像结果数据。

所述成果输出模块包括可视化显示终端、大屏幕显示系统、绘图仪、高性能刀片服务器、TS—3A便携式卫星视频应急会商系统；

所述成果输出模块用于制作并显示成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

下面结合实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1

1应急调查预案

依据《国家突发性地质灾害应急预案》规定，地质灾害应急响应依据地质灾害按危害程度和规模大小、地质灾害险情灾情等信息，遵循分级响应程序，采取响应行动。

1.1应急响应前的资料准备

在接到地质灾害橙色或红色预警时，数据处理人员立即联系预警人员，做好应急响应准备，并从本地数据库中检索如下资料：

①地理位置和交通情况；

②地质灾害孕灾背景，包括地层岩性、水文地质、工程地质、地形地貌特征；

③地质灾害资料，包括地质灾害分布情况、易发程度已经中型以上地质灾害隐患点分布情况，根据地质灾害隐患点制作地质灾害无人机调查飞机起降场地分布图；

④地表覆盖与人类工程建设情况，包括耕地、林地、水域、水系等分布资料，房屋、交通、水利设施等分布资料。

1.2应急响应启动条件

启动应急响应前，咨询灾区相关人员，充分了解灾情，征求意见，以决定是否启动遥感应急调查。在下列情况下启动遥感应急调查：

①预警预报级别为橙色或红色的区域；

②灾区地质灾害管理机构上报的伤亡人数在3人及以上，受威胁人员在100人以上(中型及以上级别地质灾害)；

③根据本地数据库分析，受灾或威胁的房屋、交通、水利设施等较严重的灾害隐患点；

④暴雨引发的区域群发性地质灾害；

⑤地震引起的区域群发性次生地质灾害。

1.3应急响应启动准备

在接到灾情报告后，根据应急响应条件，立即作出是否进行遥感研究调查决定。在决定启动卫星遥感调查情况下应调取灾区相关资料如下：

①灾区地质灾害资料，包括灾区遥感影像数据，地质灾害隐患点分布情况等资料；

②灾区地质灾害孕灾背景，包括地层岩性、水文地质、工程地质、地形地貌特征；

③灾区地表覆盖与人类工程建设情况，包括耕地、林地、水域、水系等分布资料，房屋、交通、水利设施等分布资料；

④确定地质灾害调查范围，绘制灾害调查区域图，记录飞行区域边界拐点坐标，提交卫星影像获取申请；

⑤灾区地理位置和交通情况，从本地数据库中选择到达灾害点的最佳路线和备选路线。

在决定启动航空遥感调查情况下应调取灾区相关资料如下：

①灾区地质灾害资料，包括灾区遥感影像数据，地质灾害隐患点分布情况等资料；

②灾区地质灾害孕灾背景，包括地层岩性、水文地质、工程地质、地形地貌特征；

③灾区地表覆盖与人类工程建设情况，包括耕地、林地、水域、水系等分布资料，房屋、交通、水利设施等分布资料。

④确定地质灾害调查范围，绘制飞行区域图，记录飞行区域边界拐点坐标，确定航测比例尺及所需地面分辨率；

⑤灾区地理位置和交通情况，从本地数据库中选择到达灾害点的最佳路线和备选路线；采用低空无人机获取遥感数据时需选择飞机起降基地(一个最佳场地，两个备用场地)，起降场地应避开居民密集区域，采取安全警戒措施；

⑥空域申请：根据《通用航空飞行管制条例》第十六条规定，执行抢险救灾空域申请要求最迟应当在拟飞行1小时前提出；飞行管制部门应当在拟起飞时刻15分钟前作出批准或者不予批准的决定，并通知申请人。

1.4应急响应技术指标

在应急车到达现场6小时内完成数据获取、数据处理、灾害解译、灾情评估和灾情上报，在24小时内完成应急调查并提交灾情报告。主要技术指标如下：

①5分钟内调取灾害点本底数据；

②灾前基础图件制作时间小于0.5小时，并设计好应急调查站至灾区的路线。(通过本底数据，制作遥感外业调查相关基础图件)；

③孕灾背景初步分析时间，小于0.5小时(解译地质灾害相关的地形地貌、地层岩性、地质构造等有关的孕灾地质背景)；

④人员召集及设备准备时间小于0.5小时；

⑤出发至到达灾区时间小于7小时；

⑥设备安装时间(设备包括飞机、地面控制站、数据处理设备)；数据获取时间需；飞机的拆卸装车；三项总时间小于2小时，

⑦数据传输时间小于2小时；

⑧数据处理时间小于2小时；

⑨数据解译时间小于2小时，几何校正影像的平面位置精度优于2m；

⑩评估时间：小于2小时。

实施例2

2地灾应急中遥感数据获取方式

应急调查遥感数据获取方式选择应依据地质灾害的应急响应级别，充分考虑地质地灾遥感应急调查数据质量要求、时间指标要求，选择满足地质地灾应急调查质量调查、调查时间指标要求的遥感数据获取方式，遥感数据获取方式因飞行平台不同而分地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。常用的地质灾害遥感数据获取平台有遥感卫星，航空飞机、低空无人飞机，对应的地质灾害遥感数据卫星遥感灾区影像，航空遥感灾区影像，地面遥感灾区影像。遥感影像获取方式选取一般会考虑灾区的范围、灾区天气情况、灾区交通条件、灾区的地形地貌、灾区离调查站距离、灾区的网络通信条件等因素影响，以及安全要求，在实际生产中，地灾遥感影像获取方式一般选择航空遥感或航天遥感两种影像获取方式。

2.1利用卫星遥感数据开展地灾调查

卫星遥感具有全天候、时效性强、视角广、范围大等特点，当突发性地质灾害时，影像数据获取不受地面交通条件、地形地貌限制，并且一景影像覆盖面积上百平方公里，在大区域发生地质灾害时，获取灾区影像成本较低、速度快，因此，大范围地质灾害调查常采用航天遥感获取灾区遥感影像。但是卫星遥感进行突发性地质灾害应急调查也有他的局限性：一是卫星遥感绕地球飞行有他固有的周期，当地质灾害发生时卫星不位于灾区上空，在地灾应急调查时不能达到应急调查时间指标要求；二是目前卫星遥感空间分辨相对较低，在地裂缝、地灾调查时，由于地表植被的遮挡很难解译出地裂缝位置、地表破坏斑块，地表塌陷地灾调查时，塌陷单个区域不大时很难解译出塌陷斑块，在做地表破坏定量分析时精度较低；三是地质灾害发生时，灾区的天气情况一般较差，卫星遥感获取影像受云层影像较大，获取的影像清晰度有较大影像，地质灾害解译可能无法进行。

2.2利用航空遥感地灾调查

在我国航空摄影飞机平台主要有以下几种：运八、里尔、空中国王、双水獭、奖状、呼唤(高空飞机)；安30、运十二、运五；轻型飞机：GT500、蜜蜂3等(中低空飞机)；翼龙、暗剑、翔雁、天鹰-3、天翼、鹞鹰、刀锋、WJ-600、旋风侦察兵无人机(低空无人机)。

(1)高、中空航空遥感调查

高、中空航空遥感由于空间分辨率相对较高，且能灵活选择具有特定空间分辨率、波谱分辨率、时间分辨率的传感器，设计航空遥感飞行的方案和路线，飞机飞行之态稳定，获取取得较精确的位置、方位、距离、面积、高度、体积和坡度等数据，受到的限制少，也可以随时对需要调查的地区进行摄影。因此，在对特大型或受灾区域大的地质灾害调查时是一种可取的遥感影像获取方式，但是因其需要固定机场，单次飞行成本较高，空域申占用一定时间，在中、小型地质灾害中不启用。

(2)利用低空无人机遥感地灾调查

无人机航摄系统，主要由飞行平台、飞行导航与控制系统、任务设备、地面监控系统、数据链路、发射与回收系统六大部分组成。其核心功能是进行低空、小范围、及时快速的航空摄影，以获取高分辨率的影像。因其运输便利、升空准备时间短，起降受限小，不需机场，操作简单，运行成本低、可快速到达受灾区域，在短时间内快速获取遥感影像数据等优点，因此有机动快速的响应能力，在小范围(小于50 平方公里)应急地质灾害调查应用中被广泛使用。项目应用示范和应急演练使用的人机遥感平台各参数如下表：

表1三种类型无人机的比较

表2Ⅱ型机参数表

项目	参数	项目	参数
				气动外形	拉进式后三点部局	翼展	2.6米
机长	1.8米	机高	0.5米
				机翼面积	0.9平方米	载荷仓容积	0.6平方分米
最大起飞重量	14公斤	空重	11公斤
				螺旋桨直径	0.6米(20x10)	最大燃油储量	3.0升
最大空速	140公里/小时	最大任务载荷	4公斤
				最大飞行高度	海拔4500米	巡航空速	100公里/小时
最大海平面爬升率	5米/秒	最大过载	4.5G
				航程	150公里	航时	1小时40分钟
燃油消耗率	22毫升/分钟	标准作业航程	110公里
				发动机巡航转速	5800-600转/分钟	巡航抗风能力	13米/秒
发动机最高转速	7000转/分钟	起降抗风能力	5级

表3尼康D800主要参数

项目	参数	项目	参数
				相机类型：	尼康D800	续航能力：	2000张/3小时
像素：	7360×4912pixel	存储空间：	64GB
				传感器类型：	CMOS	数据动态范围：	12bit、16bit
最大有效像素：	3630万	操作温度：	0～40℃
				快门速度：	1/8000秒

实施例3

3数据处理

数据处理工作可以在实地进行，也可以通过数据传输或送达室内后，在内业完成。包括卫星影像数据处理和航摄影像数据处理。

3.1卫星影像数据处理

卫星遥感影像处理需要一定的参考数据，包括本底影像数据、DEM数据。制作用于地质灾害遥感解译的DOM其处理步骤主要包括正射校正、波段组合、色调(灰度)调整、影像融合、影像镶嵌等步骤，处理流程图如图3所示。

3.2航摄影像数据处理

航摄影像处理需要一定的参考数据，包括本底影像数据、相机检校文件、控制资料、航线结合表(航线索引图，包括飞行信息)等。原始数据格式可以为JPG、BMP、TIF等；相机检校文件包括：相机像主点坐标、相机焦距、像元大小、径向畸变差系数(K1、K2)、切向畸变差系数(P1、P2)、CCD非正方形比例系数α、CCD非正交性的畸变系数β、像方坐标系等(其单位为像素或毫米)。控制资料包括：测区控制点点之记、控制点坐标文件(包括平面坐标与高程坐标)或DOM、DEM等。航线结合表包括：航线索引图、飞行方向及飞行架次等。

在将无人机影像及POS数据导出后，及时与内业处理人员沟通，将数据转换成内业处理软件需要的格式。

低空遥感应急调查数据处理以合理高效为宗旨，以已有的DOM、DEM数据、矢量地形图数据以及野外实测数据为本底，立足于现有的遥感图像处理技术条件、技术水平和技术成果，采用海量遥感数据存储、管理技术进行快速配准、几何精校正，并拼接生成DOM数据。

无人机影像应直观、丰富地反映地质灾害的类型、边界、规模及灾情。处理流程图如图4所示。

实施例4

4灾情解译

4.1灾情解译内容

①形成灾害的孕灾背景，包括地层、构造、水文地质、工程地质条件，地形地貌、坡度坡向，植被覆盖情况，水系展布情况等；

②地质灾害的类型、位置、边界、规模，包括崩塌、滑坡、碎屑流、泥石流(坡面和沟谷型泥石流) 等；

③毁房、毁路等财产损失情况以及灾害造成的堵江、耕地毁坏等资源损失情况；

④准确圈定潜在灾害体，预测灾体规模和受威胁的人群与财产。

4.2灾情解译方法

采用人机交互解译与计算机自动提取技术相结合的方法进行解译。必要时制作三维影像图以提高影像的直观性和解译精度。

4.3灾害评估

根据解译结果及地质灾害调查结果进行灾情评估。评估内容包括灾情及险情两方面。灾情方面，需评估出：地质灾害类型，地质灾害面积或长度，受灾区域的长、宽、受灾区面积，已损毁房屋数量，农田亩数，村路及其支路损毁情况，直接经济损失，以及人员伤亡情况。根据灾情评定地质灾害灾情等级。险情方面，需评估方面：威胁户数、人数，威胁房屋间数，由此确定险情等级。

实施例5

5提交成果

应急地质灾害遥感调查的结果需分批以最快的速度，简明扼要的反映出来，以便及时供上级领导及灾区决策者使用。

5.1遥感影像

影像上应直观、丰富地反映地质灾害的类型、分布、规模及灾情。

5.2成果图件

①区域孕灾背景图，图面内容包括地层岩性、构造、土壤、植被覆盖、地貌、坡度坡级等；

②地质灾害的类型、数量、分布、危害情况，并附各灾情点及灾害体的编号、位置及规模等，标注潜在地质灾害的分布范围和灾体方向。

5.3统计表格

灾情及地质灾害数据统计以表格形式表达。主要包括编号、位置、规模和灾情分析等如表4、表5、表6、表7、表8所示。

表4毁房解译结果统计表

表5毁路解译结果统计表

表6堵江(河)解译结果统计表

表7地质灾害(滑坡、碎屑流、泥石流)解译结果统计表

表8资源(耕地、园地、林地)损失解译结果统计表

5.4应急调查报告

应急阶段的地质灾害调查报告主要服务于抢险救灾，故要简明扼要，不做过多的专业描述，报告内容如下：

航摄影像的类型、接收时间、分辨率、覆盖地点和范围；

基本解译结果，包括孕灾背景，区内地质灾害的类型、数量、分布、危害情况，并附各灾情点及灾害体的编号、位置及规模，以及灾损情况。

指出潜在地质灾害，提出抢灾救灾和灾后重建建议。

完成灾情评估后，需要将灾情评估结果上报应急指挥部。

将灾情评估报告报同级地质灾害应急指挥部，应急指挥部审定后，由同级人民政府按照权限决定地质灾害级别，宣布有关地区为灾区，并报告上级人民政府。

实施例6

6灾害应急调查人员配置

突发性地质灾害调查技术队伍主要是进行仪器的操作及维护和影像数据处理、信息提取及管理系统和网络系统的维护等。一组完成地质灾害遥感应急调查队伍应包括以下工作组人员，其各组人员安排及相应职责为：

6.1领导小组2人

接受地质灾害抢险救灾、应急调查的各项指令，根据地质灾害灾情，对启动地质灾害突发预案提出意见，协调各级地质灾害应急调查站工作。

6.2系统管理人员1人

突发性地质灾害本底数据库管理，突发性地质灾害应急调查信息系统的系统维护和数据更新，突发性地质灾害应急调查本底数据的调取及分析。

6.3无人机操作组4人：按照要求对无人机进行航路设计、放飞，并按照航路设计进行飞行控制，使无人机安全降落，最后安全回收无人机。无人机小组人员应熟知地质灾害应急调查数据的格式要求和精度要求，加强与室内数据处理人员之间的交流，探讨多种数据处理方法。在数据不能达到自带软件数据处理质量要求，需启用其他软件处理时，无人机操作组人员需快速提供其他软件要求格式的野外数据。

6.4司机及设备维护人员1人：将无人机及无人机操作组安全送到目的地，并将其安全带回。对设备进行常规维护并定时对无人机进行检校，及时为内业处理人员提供无人机检校报告。

6.5无人机数据处理人员2人：进行站内数据处理软件调试运行工作，确保软硬件设备均在良好应急状态。在完成本底数据调取、在应急调查数据获取组出发后，在Googlearth上查询出5—7个适合起降无人机的地点，并选取2个以上优先考虑的场地供现场操作人员选择。在数据(无人机校验报告、原始影像数据及无人机的GPS/IMU数据)传回或由外业数据获取人员带回后对数据进行处理；对处理后的影像结果进行解译并为灾情评估人员提供解译信息或解译成果。

6.6灾情评估人员2人：根据预案获取受灾区域和位置，为野外遥感调查数据获取指定数据获取区域，为外出试飞人员提供实时道路信息，避开存在问题的路段，并为赶往灾区的外业人员提供一条优化道路，并设计一条可达灾区的备用线路；根据内业处理人员提供的解译信息及解译报告对灾情进行定量或定性评估。将灾情对外发布。

6.7外业野外实地调查人员

负责地质灾害野外实地调查工作，对地质灾害的受害人员，威胁人员、受灾区域房屋损坏情况以及其他灾害造成的损失做初步统计等工作，地灾现场照片资料采集。

实施例7

突发性灾害应急遥感调查反应体系建设下一步安排

7.1调查站的设置

湖南是我国地质灾害严重的省(区)之一。据统计，2010-2013年全省共发生地质灾害16366起，其中滑坡13573起、崩塌1631起、泥石流835起、地面塌陷227起、地裂缝90起、地面沉降10起，共造成80人死亡，13人失踪，80人受伤，直接经济损失3.8493亿元。从灾害发生区域分布特点分析，灾害发生山区和丘陵地区多，平坦区域少，偏远农村多，城镇郊区少；从灾害类型分析滑坡灾害多，地面沉降灾害少；从灾害大小分析，特大、大型地质灾害少，中型、小型地质灾害多；地质灾害总体危害大，直接经济损失大。

根据第一次无人机遥感模拟演练(常宁)和第二次无人机遥感灾害应急示范(辰溪)的经验和工作总结以及湖南省地质灾害区域分布、类型、规模特点以及总体地质灾害数量和危害情况，湖南突发性地质灾害遥感应急调查站拟依托省、市、县地质灾害调查部门建立省、市、县三个等级。建议依托湖南省地质环境调查总站(湖南省遥感中心，湖南省地质灾害应急中心)建立省级遥感应急调查站；依托各市州国土资源局、地质环境调查站建立市级遥感应急调查站；根据湖南省地质灾害发育分布特点，在湖南省中高地质灾害易发区依托县国土资源局建立县级遥感应急调查站，以满足地质灾害应急调查需求。

7.2调查站的分工

省、市、县示范站采取统一协调、分级响应的方式对地质灾害易发区定期开展灾害排查和汛期灾害巡查。根据地质灾害点分布情况，科学、合理地设立调查站，每个调查站划定调查责任范围，调查站根据实际情况，制定应急预案。当灾害发生后，启动相应地点和相应级别的调查站，根据上级部门的要求，按照应急预案和工作流程，开展遥感应急调查工作。

各级调查站之间应做到互联互通，数据库数据格式一致，提交成果格式一致；各调查站主要负责责任范围内地质灾害发生后的应急调查、灾害隐患点的日常调查；各调查站在自身调查能力不足时，应请求上一级调查站和相邻调查站予以支持，并提供道路交通、气象资料、无人机起降场地等信息。

在工作人员、设备器材、数据库等配置方面，不同级别调查站应有所侧重，同一级别调查站应基本相同；各调查站配置一定数量的工作人员，并经过专业技术培训，具有岗位资质证明或上岗证；各调查站应具备调查设备、数据库资料的使用、维护、维修等能力。

(1)省级调查站

依托湖南省地质环境调查总站(湖南省遥感中心，湖南省地质灾害应急中心)，配备专业的设备和人员，建立合理有效的工作方法与流程规范，配备大中型固定翼无人机。

湖南突发性地质灾害遥感应急调查示范站平时负责地质灾害易发区定期开展灾害排查和汛期灾害巡查，对地质灾害隐患点进行分析预测和灾害评估，并积累灾前高分辨率现势性的遥感影像；灾期负责开展遥感应急调查工作，第一时间向国家遥感应急调查中心和救灾前线提交灾情数据。调查站的基地同时为湖南省灾害应急指挥中心，适合调查设备应急响应出动。

(1)具体职责

1)在上级部门的统一指挥下开展工作，承担本责任区区内较大型突发性突发性地质灾害遥感应急调查，承担本省辖区内较大地质灾害点的日常调查；

2)组织、协调市区、县级调查站的应急调查工作，并为其提供技术支持；

3)建立湖南省地质灾害本底数据库：

①灾前卫星影像；

②灾前DEM数据；

③地质灾害孕灾背景，包括地层岩性、水文地质、工程地质、地形地貌特征；

④地质灾害资料，包括地质灾害分布情况、易发程度已经中型以上地质灾害隐患点分布情况等；

⑤地表覆盖与人类工程建设情况，包括耕地、林地、水域、水系等分布资料，房屋、交通、水利设施等分布资料。

⑥受灾地区范围，包括受灾地区的位置信息、范围信息等资料。

4)基于遥感影像建立湖南省内无人机起降场地备选数据库，为县级调查站的及时响应、现场调研提供数据。

5)承担无人机飞行的空域申报工作，与航空管制部门协调空域。

(2)调查能力

1)调查设备应功能齐全、性能指标高、集成度高。

2)装备突发性地质灾害遥感应急调查车载综合系统，远程中型无人机和无人直升机，能调查距离远、交通不便地区的突发性地质灾害；

3)能够组织协调其他调查站力量，完成较大范围突发性地质灾害的调查；

4)在空域允许、气象条件符合要求的情况下，无人机单架次能够获取30平方公里以上、一天内能获取80平方公里以上地质灾害区域的遥感影像，影像分辨率优于20cm；

5)具有现场处理遥感调查影像数据、灾情信息解译、编制调查报告的能力；

6)调查站的数据库中备有全省范围的资料数据。

(2)市州级调查站

(1)调查站的设立

市级调查站是依托了市级地质灾害调查部门，建立若干个二级调查站。调查站的基地设立在交通便利的地点，适合调查设备应急响应出动；在调查站辖区内合理布设若干个适合近程小型无人机或便携式固定翼无人机应急飞行的起降场地，并用于无人机日常的检查调试、测试飞行。

(2)具体职责

在主管部门的统一部署下，承担辖区内地质灾害应急调查工作；

配合省级调查站的调查工作，组织、协调县级别调查站的调查工作；

承担本辖区数据库资料的采集、更新、维护工作。

(3)调查能力

装备近程小型固定翼无人机系统或便携式固定翼无人机系统，能调查距离50公里、交通不便地区的突发性地质灾害，配备机载任务设备：数码相机和数码摄录仪；

在空域允许、气象条件符合要求的情况下，无人机单架次能够获取10平方公里以上、一天内能获取 30平方公里以上地质灾害区域的遥感影像，影像分辨率优于20cm；

具有现场处理遥感影像数据的能力；

调查站的数据库中应备有辖区范围的资料数据。

(3)县(市、区)级调查站

(1)调查站的设立

在地质灾害中高易发区依托县级地质灾害调查部门，建立若干个县级调查站。

(2)具体职责

1)在主管部门的统一部署下，承担辖区内地质灾害应急调查工作；

2)配合省级、市区级调查站的调查工作，协调与其他县级调查站的调查工作；

3)承担本辖区数据库资料的采集、更新、维护，起飞场地选取等工作。

(3)调查能力

1)装备多旋翼无人机系统，配备机载任务设备。

2)能调查距离10公里、交通不便地区的突发性地质灾害；

3)在空域允许、气象条件符合要求的情况下，无人机单架次能够获取2平方公里以上、一天内能获取6平方公里以上地质灾害区域的遥感影像，影像分辨率优于20cm；

4)调查站的数据库中应备有辖区范围的资料数据。

7.3突发性地质灾害应急队伍建设

以湖南省地质环境调查总站为基础，立足现有条件，着眼远近期需求，统筹优化资源，分级分区建设一专多能、反应灵敏、协调运转的地质灾害应急调查队伍，促进和带动湖南各市(区、)建立地质灾害应急工作队伍。充分发挥湖南省地质环境调查总站在地质环境调查与地质灾害防治工作中的技术支撑作用，适当扩充技术人员，精细选聘应急专家，合理调整业务结构，优化人力资源配置，形成省级地质灾害应急调查工作队伍。同时，加快组建市级地质灾害应急调查队伍。各级地质灾害应急调查站人员设置及责任安排如下：

(1)省级调查站

为了提高院对突发性地质灾害调查的反应能力，完成突发性地质灾害调查工作，湖南省地质环境调查总站成立“突发性地质灾害调查中心”，其人员安排如下：

1)领导小组

接受地质灾害抢险救灾、应急调查的各项指令，根据地质灾害灾情，对启动地质灾害突发预案提出意见，协调各级地质灾害应急调查站工作。

2)系统管理人员

突发性地质灾害本底数据库管理，突发性地质灾害应急调查信息系统的系统维护和数据更新，突发性地质灾害应急调查本底数据的调取及分析。

3)外业遥感影像获取人员

根据人员技术水平，省应急调查中心组建1-2个突发性地质灾害应急调查野外数据获取小组，每组配备2名无人机操控技术人员，1名地勤人员。

4)外业野外实地调查人员

负责地质灾害野外实地调查工作，对地质灾害的受害人员，威胁人员、受灾区域房屋损坏情况以及其他灾害造成的损失做初步统计等工作，地灾现场照片资料采集。

5)外业数据获取司机

为派出的突发性地质灾害调查人员的生活安排和人员物质运输服务。

6)内业数据处理人员

内业数据处理人员负责地质灾害遥感影像的处理，影像数据质量的检查，地质灾害的基本灾情解译，以及基本险情的分析，为地质灾害评估提供技术支持。数据处理组组长需具备工程师以上职称，有突发性地质灾害影像处理和遥感解译经验的人员担任。

7)灾情评估人员

依据外业调查人员和内业数据处理人员提供的灾区基本灾情和基本险情资料，结合灾区本底数据库数据，对灾害的进行评估，并对灾害产生原因，灾害的发展趋势进行分析，并为灾害治理的初步方案和措施提出建议。

(2)市级调查站

1)领导小组

接受地质灾害抢险救灾、应急调查的各项指令，根据地质灾害灾情，对启动地质灾害突发预案提出意见，协调各级地质灾害应急调查站工作。

2)系统管理人员

突发性地质灾害本底数据库管理，突发性地质灾害应急调查信息系统的系统维护和数据更新，突发性地质灾害应急调查本底数据的调取及分析。

3)外业遥感影像获取人员

根据人员技术水平，省应急调查中心组建1个突发性地质灾害应急调查野外数据获取小组，每组配备 2名无人机操控技术人员，1名地勤人员。

4)外业野外实地调查人员

负责地质灾害野外实地调查工作，对地质灾害的受害人员，威胁人员、受灾区域房屋损坏情况以及其他灾害造成的损失做初步统计等工作，地灾现场照片资料采集。

5)外业数据获取司机

为派出的突发性地质灾害调查人员的生活安排和人员物质运输服务。

6)内业数据处理人员

内业数据处理人员你负责地质灾害遥感影像的处理，影像数据质量的检查，地质灾害的基本灾情解译，以及基本险情的分析，为地质灾害评估提供技术支持。数据处理组组长需具备工程师以上职称，有突发性地质灾害影像处理和遥感解译经验的人员担任。

(3)县级调查站

1)领导小组

接受地质灾害抢险救灾、应急调查的各项指令，根据地质灾害灾情，对启动地质灾害突发预案提出意见，协调各级地质灾害应急调查站工作。

2)系统管理人员

突发性地质灾害本底数据库管理，突发性地质灾害应急调查信息系统的系统维护和数据更新，突发性地质灾害应急调查本底数据的调取及分析。

3)外业遥感影像获取人员

根据人员技术水平，省应急调查中心组建1个突发性地质灾害应急调查野外数据获取小组，每组配备 2名无人机操控技术人员，1名地勤人员。

4)外业数据获取司机

为派出的突发性地质灾害调查人员的生活安排和人员物质运输服务。

5)外业野外实地调查人员

负责地质灾害野外实地调查工作，对地质灾害的受害人员，威胁人员、受灾区域房屋损坏情况以及其他灾害造成的损失做初步统计等工作，地灾现场照片资料采集。

下面结合实验对本发明的应用原理作进一步的描述。

实验1

1常宁市庙前镇地质地灾区示范应用

1.1示范区概况

示范区位于常宁市南部，属中亚热带季风湿润气候，四季分明，雨量充沛，平均每年五、六月间有暴雨1.4次。据往年资料统计，年平均降水量1421.3mm，地域分布在1300-2000mm之间。南部多，北部少；山地多，平岗少。区内交通较为便利，省道S214线、岳临高速南北贯通。地形地貌以侵蚀剥蚀浅变质岩、中低山地貌为主；山区山坡陡峻，坡角一般30～45°，局部坡段可达60°左右；沟谷发育，且切割深，多呈“V”型展布。风化残坡积物在缓坡地段及坡脚较发育，厚度一般2～10m，局部地段可达20m以上，出露地层岩性主要为寒武系、奥陶系、下志留统、泥盆系的浅变质石英砂岩、板状页岩、硅质岩、硅质页岩、板状炭质页岩、砂砾岩等。区内矿产资源主要有锡、钨、铝、锌、大理石和瓷泥等。

区内的崩滑流灾害主要受强降雨的诱发。崩塌与滑坡主要在残坡积相土体中发育，其形成因素包括强降雨、矿业活动、人工开挖坡脚及地表植被破坏等，由崩塌和滑坡提供物源，强降雨引发的坡面流水和沟谷洪水常导致泥石流的发生。

示范区导致灾害发生的强降雨为2012年7月-8月的“苏拉”、“海葵”、“天秤”等3个台风外围云系影响，尤其是“天秤”带来的降雨主要集中于研究区及邻近区域，表现为降雨时间集中，降雨量大，导致研究区崩滑流灾害的发生。2012年11月06日湖南省地质环境调查总站、常宁市国土资源局、中遥云图信息技术有限公司等工作人员在示范区进行无人机飞行，开展突发性地质灾害遥感应急调查模拟演练和示范应用。

1.2模拟演练过程

当湖南省常宁市南部发生地质灾害，造成人员和财产损失，满足应急响应启动条件，需进行低空遥感应急调查，立即启动应急预案。湖南省应急调查站工作人员携带设备迅速到达灾区，基础数据组根据灾情报告情况迅速调取出常宁市本底数据，并根据本底数据初步圈定灾区范围，选定到达灾区的路线，拟定无人机起降场地；无人机飞行组根据圈定的范围制定飞行方案，开展示范区无人机飞行，快速获取示范区数据；飞行完成后，数据处理组立即进行应急数据处理，获取灾区的低空正射影像图，提供给遥感解译组；遥感解译组开展灾情解译和成果图件制作，在综合由灾区的地质构造、矿产资源开发等本底数据提取的信息，完成灾情评估。最后由协调指挥组将结果报领导审核后，成果输出组将评估报告与图件打印输出，上报相关部门。

本示范区成果中，最大点位误差±1.50m。由45个检查点统计得到点位中误差：Ms＝±0.9m。通过数据处理组质检人员最终检查，认为DOM成果影像纹理清晰、色调均匀，影像条带与条带镶嵌边缘影像色调基本均匀，无明显的拼接痕迹，DOM几何精度和接边精度虽未达到测绘1:2000的成图要求，但满足灾害应急要求。

1.3示范区演练成果

(1)示范区灾情解译结果

按照上述解译方法和要求利用无人机正射影像图对示范区进行地质灾害灾情解译。示范区内共解译出 4个地质灾害点，其中泥石流1个，滑坡3个。4个地质灾害点的规模都不大，都是由于矿业活动造成的山体开挖，废渣、废石的排放在强降雨的影响下发生的，共造成了1条村道受损，威胁到4座矿山建筑。

(2)示范区灾情评估

根据解译结果及地质灾害调查结果进行灾情评估。评估内容包括灾情及险情两方面。灾情方面，需评估出：地质灾害类型，地质灾害面积或长度，受灾区域的长、宽、受灾区面积，已损毁房屋数量，农田亩数，村路及其支路损毁情况，直接经济损失，以及人员伤亡情况。根据灾情评定地质灾害灾情等级。险情方面，需评估方面：威胁户数、人数，威胁房屋间数本次示范区的灾情评估情况见表9、表10和表11。

表9地质灾害(滑坡、碎屑流、泥石流)解译结果统计表

表10毁路解译结果统计表

表11灾损土地分类统计表

(四)地灾遥感应急调查反应时间验证情况

通过开展常宁示范区突发性地质灾害遥感应急调查示范应用，考察发生典型地质灾害时应急调查无人机遥感数据快速获取、处理和应急评估能力；进一步培养低空遥感应急调查技术人才；验证突发性地质灾害遥感数据快速获取、处理和应急评估能力的突发性地质灾害遥感应急调查技术体系在实际工程应用中关键技术指标如表12所示。

表12示范区突发性地质灾害遥感应急调查模拟演练指标验证情况

指标名称	设定指标	实际情况	达标情况
				灾前本底数据库调取	小于5分钟	5分钟	达标
灾前基础图件制作	小于30分钟	25分钟	达标
				孕灾背景初步分析	小于30分钟	30分钟	达标
遥感数据获取	小于120分钟	105分钟	达标
				遥感数据处理	小于120分钟	360分钟	未达标
遥感解译	小于120分钟	100分钟	达标
				灾情评估与上报	小于120分钟	80分钟	达标
应急调查总时间	425分钟	705分钟	未达标
				遥感应急监测数据获取平台及相关软硬件	1套	1套	达标
骨干技术人员	15名	15名	达标

从上表可以看出，突发性地质灾害遥感应急调查模拟演练除应急总时间外，其他个各项指标都达到了设定的指标。未达标的原因：

1)第一次模拟演练对于无人机的操作，遥感数据处理人员对软件的不熟练，数据处理硬件性能和设置等问题，造成了数据的获取和处理花费较长的应急调查时间。

2)这次演练应急数据数据获取组、数据处理组、地质灾害解译组、灾害评估组配合不是很默契，正射影像由于影像质量问题重复处理浪费了较多的时间，遥感解译等方面还是按常规方式开展，因数据格式问题浪费部分时间，因此应急调查各项指标的验证受到一定的影响。

实施例2

辰溪县大水田乡茶田垅村地灾区示范应用

在第一次利用无人机开展地质灾害遥感应急调查模拟演练(常宁)基础上，项目组已总结出一套基本可用于实际灾害应急调查的的技术流程，并培养了一批相关的应急调查技术人才。为验证无人机低空遥感应急能力是否可满足针对湖南省现阶段突发性地质灾害遥感应急调查的实际需求、应急调查技术流程是否合理、应急调查技术人才是否具有熟练的技术能力。2014年7月22-23日在湖南怀化辰溪县开展了突发性地质灾害遥感应急调查示范应用。

(一)示范区概况

示范区位于怀化市辰溪县，地处雪峰山与武陵山之间，近2000平方公里地的地貌基本轮廓是：以常怀公路为轴线，东部属山地，西部属丘平。东部山脉呈北东南西走向，构成“乡”字殂支架，山体由东向西，呈多级夷平面阶梯起伏下降，相对高度悬殊。西部沅麻盆地，似槽盆，面向西北倾斜，靠在“乡”字支架旁，满盆不规则馒头型岗丘。整个地势是东高西低，山谷相间，高差悬殊。东南以雪峰山支脉罗子山为主要组成，有1000米以上山头14座，有800米以上山头34座，主峰海拔1023.9米。最低是西北部沅水出县境水面海拔100.1米。东高西低之差达1278.6米，比降为5.518％。整个地貌类型是：山丘多，冲沟为“V”或“U”字形，切割深，坡度陡；平岗少，切割碎。该县流传这样一句话“八分山，半分田，半分水面道路加庄园。”它反映出了辰溪的自然概貌。县境地貌受线性构造控制，依其成因形态特征，可分为侵蚀构造中山区、侵独构造低山区、构造溶蚀低山、构造剥蚀丘阮区、溶蚀构造丘陵、构造溶蚀低山等六大类型。

该地区属属北温带中的亚热带季风湿润气候区。其气候的主要特征是四季分明，降水比较充沛，辰溪的年降水量为1450mm，雨量在境内分配情况，大致是由东南向西北逐渐减少。东南山地有罗子山、尖山、仙人岩三个多雨区，年降水量1500-1700mm，西部与麻阳、沪溪县交界的一线为少雨带，年降水量不足 1300mm.全县平均年降水天数157天，占全年总天数的43％，雨季一般集中于3-6月，这段时间的降水量基本上要占全年降水量的70％以上。在季节的分配上，春雨多于夏雨，秋雨多于冬雨，构成“双峰”型的降水现象。区内的地质灾害主要受强降雨的诱发，崩塌与滑坡主要在残坡土体中发育，其形成因素包括强降雨、人工开挖坡脚及地表植被破坏，下伏基岩为硬质砂岩与软质泥岩互层结构，岩体较破碎等。强降雨引发的坡面流水和沟谷洪水常导致崩塌、滑坡、泥石流的发生。

2014年6月19-20日，辰溪县遭受特大暴雨，其中研究区大水田乡24小时内降雨量达398mm，表现为降雨时间集中，降雨量大，湖南省地质灾害指挥中心发布地质灾害气象预警预报橙色警报。19日、20 日大水田乡茶田垅村窝棚溪前缘公路处出现多处滑坡，并出现多处地表开裂，威胁约300人的生命财产的安全。

(二)示范应用过程

(1)本底数据调取

本底数据包括：

①灾前卫星影像；

②灾前DEM数据；

③地质灾害孕灾背景，包括地层岩性、水文地质、工程地质、地形地貌特征；

④地质灾害资料，包括地质灾害分布情况、易发程度已经中型以上地质灾害隐患点分布情况等；

⑤地表覆盖与人类工程建设情况，包括耕地、林地、水域、水系等分布资料，房屋、交通、水利设施等分布资料。

⑥受灾地区范围，包括受灾地区的位置信息、范围信息等资料。

⑦根据本底数据库资料及网上实时交通数据进行线路设计，以最快的方式到达受灾地区。从应急调查站出发到达目的距离示范区约450公里(驾车约需要7小时)，路线选择采用一条最优规划路线，一条备用路线。本次选择最优路线为：示范站——岳麓西大道——长张高速公路——杭瑞高速公路——S223——X24——茶田垅村。

(2)灾区数据获取与数据处理

本次示范应用利用不同调查数据获取平台及处理软件进行突发性地质灾害调查的数据获取和处理，以比较不同平台、软件，探究更适合于此类地灾情况的低空遥感应急平台和数据处理软件。其中数据获取平台采用“单兵一号”、“中遥Ⅱ”无人机以及旋翼无人机，“中遥Ⅱ”、“单兵一号”无人机用于获取影像数据，旋翼无人机用于获取视屏数据。三种无人机性能见表12。数据处理软件分别采用武汉大学开发的“低空遥感数据快速处理系统”、北京四维公司PixelGridV4.5软件和北京嘉禾宇图信息技术有限公司PHOTOMOD 软件。

表12三种类型无人机的比较

飞行区面积约7.5平方公里，288张照片，分别用“低空遥感数据快速处理系统”、“PixelGridV4.5”“PHOTOMOD”软件对数据进行处理，生成的灾区正射影像。三软件空三方法处理数据分别耗时为4小时，5.8小时，3小时，时间PHOTOMOD软件最少。三软件空三方法对数据处理时间都超出了3小时，而三软件快拼生成正射影像都在1小时内，因此在地质灾害应急调查对精度要求不高的情况，建议采用快拼生成正射影像。从色彩上看汉大学开发软件的生成的正射影像颜色更接近自然，纹理 PixelGridV4.5软件生成的正射影像清晰；自动化处理水平PHOTOMOD软件较少需要人工干预。

(三)示范区演练成果

(1)地质灾害解译结果和灾情评估

1)地质灾害解译与分析

按照突发性地质灾害解译方法和要求，利用本底数据库中的遥感影像、无人机正射影像图及地灾野外调查表对示范区进行地质灾害遥感解译并对灾损进行评估。

(1)地质灾害解译

基于本底数据库中的Geoeye遥感影像，对应急区灾前、灾后情况进行对比，初步确定应急区受灾类型。同时利用应急区的正射影像数据和DEM数据构建三维模型，开展地质灾害三维遥感解译，确定滑坡区的范围，已滑区域的范围、滑动方向，可能滑动区域的范围等。

滑坡区有两块较大的滑动区域，自上而下成带状，滑动区中间位置离两边建筑较近，其中一栋房屋与滑动区相切，无建筑被直接冲塌。

大水田乡茶田垅村窝棚溪前缘公路处出现多处小部分滑动，滑坡前缘已发育有4处小型滑坡体。整个滑坡区域横向长约600m，纵向最宽达450m，受应急区面积达27万平方米(约405亩)。表3.2.7列出应急区毁坏耕地情况，统计可得，毁坏或危及耕地共62.5亩。应急区已损毁房屋76间，危及房屋90栋。

表13灾损田地统计表

编号	灾害类型	面积(亩)	编号	灾害类型	面积(亩)
						1	滑坡	4.9	8	滑坡	15.2
2	滑坡	2.7	9	滑坡	6.8
						3	滑坡	3.2	10	滑坡	0.9
4	滑坡	3.1	11	滑坡	3.1
						5	滑坡	6.1	12	滑坡	2.2
6	滑坡	8.6	13	滑坡	2.0
						7	滑坡	2.0	14	滑坡	1.7

根据实地调查，滑坡体中地裂有多处，部分裂缝因地表植被遮挡裂缝宽度较小在影像中不能解译，其中有2条位于中部马路上，分别为60.46m、30.38m，另一条位于耕地中，长为48.34m。图像解译出这三条裂缝，从图中还可以看出，应急区两条主村道及其支路被毁，毁坏村路总长度约为875m。由于滑坡形成一处阻塞河道，长约86.1m。

2)地灾初级评估

根据示范区地质灾害遥感解译的结果对灾损进行初级评估。

灾情：通过遥感解译，示范区内整个滑坡区域横向长约600m，纵向最宽达450m，已损毁房屋76间，毁坏或危及62.5亩，两条村路及其支路被毁，长度共约875m，直接损失约500万元，无人员伤亡，地质灾害灾情为大型。

险情：威胁滑坡体中部及前缘共有3个村民小组(茶田垅村19、20、21组)威胁滑坡体72户379人生命财产安全，险情等级为大型。

(2)灾害体特征分析

1)形态规模：滑坡位于辰溪县大水田乡茶田垅村，地理坐标：东经109°59′43.7″，北纬27°47′10.2″。滑坡区域为丘陵地貌，地面坡度上部陡(30-40°)、中部平缓(5-15°)、下部陡(30-40°)，相对高差200m 左右。经野外调查实地踏勘，滑坡斜长约400～450m，坡宽500～600m，滑体厚度10～20m，估计体积约 2700m³，规模等级为大型。

2)滑坡物质组成：据影像图滑坡断面和变形特征推测，滑体由残坡积层土体和岩体组成。山坡残坡积土层结构松散，厚度4-10m，局部含孤石(块径2-5m)。岩性为白垩系的泥质砂岩、粉砂质泥岩，产状 145°∠15°，岩体较破碎。

3)变形特征：a)滑坡前缘已发育有4处小型滑坡体，估计规模1～5万方不等；b)滑坡中部地面裂缝较长的为3处，主要有两类，一类拉张裂缝，断续长200～300m，宽10-50cm(最大宽80cm)，一类是剪切裂缝，断续长100～150m，走向与坡向平行，宽10-30cm，

4)变形阶段及预测

滑坡前缘局部处于破坏阶段，发育有4处小滑坡，形成第一级临空面，中部和后缘处于加速变形阶段，形成了多级拉张裂缝。据现场变形特征推测，在降雨的作用下，预测发生整体滑动的可能性很大。

(3)灾害成因分析

据影像解译图斑量算和野外调查小组的资料综合分析，演练区域的地质灾害成因分析如下：

1)滑坡区域的地质环境条件差

滑坡区域为丘陵地貌，地面坡度上部陡(30-40°)、中部平缓(5-15°)、下部陡(30-40°)，相对高差 200m左右，前缘为村民密集建房。中部平缓地形提供了有利的汇水面积，雨水有大量入浸坡面土体和岩石裂缝中，增加了滑体自重。经野外调查实地踏勘，滑坡所处区域地层岩性为白垩系的紫红色泥质砂岩及粉砂质泥岩。山坡残坡积土层结构松散，厚度4-10m，局部含孤石(块径2-5m)，下伏基岩为硬质砂岩与软质泥岩互层结构，岩体较破碎。上述地质环境条件有利于形成滑坡。

2)持续强降雨是滑坡形成的诱发因素。

滑坡体中部为平缓地形，坡面上为多级梯田和耕地，土体结构更加松散，吸水性更强。长期降雨及2014 年6月19日、20日特大暴雨(24小时内降雨量达398mm)直接诱发山体大面积滑坡。

(四)地灾遥感应急调查反应时间验证情况

通过开展怀化市辰溪县大水田乡茶田垅村示范区突发性地质灾害遥感应急调查示范应用，模拟演练了地质灾害应急调查时无人机遥感数据快速获取、处理和应急评估能力。培养了一批专业的遥感应急调查技术人才，形成完整的具有突发性地质灾害遥感数据快速获取、处理和应急评估能力的突发性地质灾害遥感应急调查技术体系，并验证该体系在实际工程应用中关键技术指标，中遥Ⅱ、单兵一号无人机指标验证情况如表14、表15。

从表14，表15可以看出，无人机数据获取由于单兵一号采用手抛式起飞，无人机场地要求相对中遥Ⅱ无人机要求低，起飞场地选取时间少，另外无人机设备卸车、安装和检查速度比中遥Ⅱ无人机快1小时左右，在湖南湘西山区，飞行场地难找，灾区面积较小情况下，单兵一号是地灾调查数据获取理想机型；在飞行天气情况较差，风力达到3级时或灾区面积较大情况下，由于单兵一号飞机较轻，姿态稳定性相对弱，航程较短，中遥Ⅱ无人机有一定抗风能力，中遥Ⅱ无人机在此情况下获取野外数据有定优势。本次突发性地质灾害遥感应急调查应用，与第一次突发性地质灾害遥感应急调查演练(常宁)相比，有了很大的进步：数据处理人员制作应急区DOM影像的熟练程度有所提高，已达到指标要求。数据是采用现场(利用移动图形工作站)和站内(利用站内图形工作站)两种方式同时进行影像数据处理，且由于数据量较小，移动图形工作站几乎与站内图形工作站耗费相同时间完成图像处理(站内人员通过WIFI获取外业遥感数据耗时过长)。

表14中遥Ⅱ无人机突发性地质灾害遥感应急调查应用指标验证情况

表15单兵一号突发性地质灾害遥感应急调查应用指标验证情况

表14中遥Ⅱ无人机突发性地质灾害遥感应急调查应用指标验证情况

从上表可以看出，此次无人机低空应急调查总时间在24小时内，基本达到设定总时间，中遥Ⅱ无人机设备卸车、安装和检查速度指标未达到设定的指标，这与本次中遥Ⅱ飞机起飞场地选择相关，此次场地离公路约200米，并要通过田埂，建议根据无人机起飞场地要求，在本地数据库中增加针对易发地质灾害区预设无人机起飞场地分布图，以节约地质灾害应急调查数据获取时间，提高数据获取效率。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线 (例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种突发性灾害应急遥感控制方法，其特征在于，所述突发性灾害应急体系建设方法包括以下步骤：

(1)获取遥感数据，对大范围地质灾害调查常采用航天遥感获取灾区遥感影像，对特大型或受灾区域大的地质灾害调查时采用高、中空航空遥感，对小范围应急地质灾害调查采用低空无人机遥感；

(2)对获取的遥感数据进行处理，采用卫星影像数据处理和航摄影像数据处理；

(3)采用人机交互解译与计算机自动提取技术相结合的方法进行灾情解译，根据灾情解译做灾情评估；

(4)制作成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

2.一种实施如权利要求1所述的突发性灾害应急遥感控制方法的突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述突发性灾害应急遥感控制系统包括：

数据获取模块，用于获取遥感数据；

数据通信模块，用于对外通讯；

数据处理模块，用于监控和分析图像数据；

数据储存模块，用于储存监控数据和分析图像结果数据；

成果输出模块，用于制作并显示成果图件、灾情及地质灾害数据表格和应急调查报告。

3.如权利要求2所述的突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述数据获取模块包括：

无人机，用于拍摄灾害画面；

地面控制系统，用于控制无人机方位和拍摄角度；

野外GPS及PDA便携式系统，用于定位；

野外调查信息采集与验证车，用于采集拍摄数据；

数据库及应用服务器，用于储存数据；

高可靠UPS电源及蓄电池组，用于给整个采集系统供电。

4.如权利要求2所述的突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述数据通讯模块包括通讯设备、处理工控机、防火墙、路由器、集成机柜与机箱盒UPS机房电源。

5.如权利要求2所述的突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述数据处理模块包括图像数据工作站、数据分析台重短CP、高性能图形工作站、监控台、USP机房电源。

6.如权利要求2所述突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述数据储存模块包括FC磁盘阵、FC磁盘阵列SATA硬盘、磁带库、FC交换机存储系统、FC交换机。

7.如权利要求2所述的突发性灾害应急遥感控制系统，其特征在于，所述成果输出模块包括可视化显示终端、大屏幕显示系统、绘图仪、高性能刀片服务器、TS—3A便携式卫星视频应急会商系统。

8.一种实现权利要求1所述突发性灾害应急遥感控制方法的计算机程序。

9.一种实现权利要求1～7任意一项所述突发性灾害应急遥感控制方法的信息数据处理终端。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的突发性灾害应急遥感控制方法。