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[摘要]本文主要就测绘技术在在灾害监测的运用问题进行探讨，分析了相关的全球定位系统、地理信息系统、遥感和摄影测量技术、无人机技术等，希望对于测绘技术应用在灾害监测中发展具有一定帮助。
[关键词]灾害监测 测绘技术 GPS GIS 无人机
[中图分类号] P25 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-188-2
1前言
随着目前频发的自然灾害现象，获取地球空间信息的重要性越来越强，已经不再使用传统的落后的单纯野外调查方法，随着测绘技术的不断发展，越来越多的应用了全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感和摄影测量技术、无人机技术等等，这都都具有实施快速获取灾情的特点。对于测绘技术来说，主要核心技术包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球卫星定位系统（GPS）等方面，能够为国民经济建设起到重要作用，能够管理和获取与地理位置有关的自然、社会和人文地理空间信息。在当前的社会发展要求下，对于测绘技术也提出更高的要求[1]。
2测绘技术在在灾害监测的运用探讨
2.1无人机在灾害监测中的运用
对于困难地区（雪域高原等高海拔地区）的应急测绘过程来说，高分辨率影像快速获取方面，无人机具有巨大的优势，能有效完成地理监测和地址灾害点的调查工作。在火山、地震、深林火灾、台风等灾害的监测过程中，使用无人机能够完成许多困难任务，在我国具体应用方面包括，监测玉树7.1级地震，监测汶川地震灾害、监测低温雨雪冰冻灾害；另外，在水利方面，还能够监测相关的汛情、流域性涝情和蓄滞洪区以及监测山林火灾等。
比如，无人机在汶川大地震中使用，能有效进行应急监测对于地震所造成的损失，还能跟踪监测灾后的恢复重建工作。在制定救灾方案方面，通过无人机航拍和地面实地考察相互结合的方式，通过拍摄清晰的遥感影像，起到非常重要作用。在无人机的遥感影像中，可以清楚且直观的看到，相关的地震所引起的滑坡范围、建筑物倒塌的情况和范围、阻塞的河流、道路，以及相关形成的堰塞湖等。
在利用无人机进行灾害监测的过程中，主要包括几个如下步骤，有飞行控制，设计任务，响应分析，影响处理、数据管理等。在清楚飞行的环境，以及监测的目标和范围的基础上，对于整个飞行任务进行设计，然后利用无人机进行航拍工作，并能具有对于影响处理功能，传递给地面指挥中心的最为直观的画面，这样的情况下，相关的灾害数据，就能够通过实地考察和影像分析进行综合的判断，最后，把影像归档处理，形成相关资料库。
2.2灾害监测中遥感卫星应用
考虑到灾害的特点，比如人员难靠近、发展迅速、发生突然、影响范围大、摧毁面大等，要想保证在此情况下的稳定工作，就应该首先保证卫星系统不被灾害影响。遥感技术最发挥所长的领域就是灾害监测，这样方面具体表现在恢复重建、灾害评估、应急响应和灾害监测等[2]。
一是监测旱情，则是通过提取土壤含水量信息等实现，主要包括响应的微波遥感法、供水植被指数法、双层模型法、归一化植被指数距平法、作物缺水指数法、热惯量法等；
二是火灾情况估计可以通过热红外卫星影像完成，相关的温度、面积和火区位置都能提取，也能够有效分析和评价可燃物的温度和湿度等状态信息；
三是实时监测雨情、水情，则可以通过雷达、气象卫星、可见光高分辨率卫星进行，在天气情况不理想的情况下，合成孔径雷达（SAR）能够满足数据准确性的要求；
四是在沙尘暴的监测中，是利用沙尘、地表、云之间可见光、中红外、热红外波段的光谱特性差异；
五是诸如地震、碎屑流、泥石流以及崩塌等地质灾害的监测，可以通过高分辨率影像上成的结构、纹理、色调以及形态等参数获得；
六是病虫害的发生则是通过分析光谱曲线获得；
七是监测雪灾的过程，则是由于远高于对短波红外，通过积雪对可见光的反射率实现。
在相关的遥感影像处理软件的帮助下，能够有效增强图像的高分辨率影像的处理，包括在图像提取方面，一般的包括ENVI、eCognition、ADAR等，可以根据具体情况要求具体选择适用的软件。比如，合适尺度的小区域高分辨率图像则是采用聚束成像模式的COSMO，能有效界定火灾区域，区域进行3D评估也能够通过相关的多入射角影像、多极化等技术实现，还能再生监测植被；微小地表变化进行探测可以利用SAR查分干涉测量，这样，就能对于地震、洪水、火灾、土壤侵蚀和山体滑坡问题进行有效评估和监测，保证地震区域的评估有效性；洪涝地区监测中能够有效从多极化图像中提取地表湿度信息，另外，实时灾害监测也能在下雨、乌云等天气下实现。
2.3GPS在灾害监测中的运用
断裂带的活动的测量可以通过高精度的GPS技术得以实现，通过监测相应的明显的地壳运动，能够使得板块边界地区监测成为可能，还包括相关的全球板块运动、构造地震、火山地震等问题。在我国，1997年启动了中国地壳运动观测网络（CMONOC），这是以地震预测预报为主的国家重大科学工程；在大坝的动态实时位移监测、安全运营报警以及振动频率测试问题中，都需要大坝上测站点的24小时连续观测数据能够被GPS接收机所处理，并进行相关的自动解算程序；高水平的立体动态综合监测网则可以通过定期测量危崖上的基准网点而实现，这无疑有利于防治和监测长江三峡库区地质灾害。
2.4航空航天影像的可视化处理
地表的细节变化在较小的空间尺度上的展现、监测人为活动对环境的影响、还有相关的大比例尺遥感制图等，都通过高分辨率遥感影像数据的不断发展而成为现实。由于此类影像数据尽管在细节、纹理、形状和结构方面具有非常突出的信息优点，但是，存在并不高的光谱分辨率。丰富的空间信息能够通过高分辨率影像数据体现，但是，波段包含的比较少，尽管存在更加明显的地物几何结构和纹理信息，但是光谱特征不如空间特征丰富。这就需要计算机的分类识别和相关的软件进行有效处理。对于大量的灾情数据问题，通过计算机有效处理后的判断就是图像的信息提取与分析的过程。这里，信息提取主要通过基于目标的图像分类分析、传统计算机解译、：目视判读等。目前，常用的遥感图像处理领域的成熟软件则包括美国ITT Visual Information Solutions公司的ENVI、美国ERDAS公司推出的ERDASimasin等。灾情的分析是否准确、及时的一个重要因素就是是否能够对图像做出正确的解译。
3未来发展趋势
在日益严重的环境问题的今天，对于开发和建立灾害及环境监测体系应该加快科研步伐，进行积极探索，主要表现在以下几个方面。
一是进一步加强信息共享和发布。为更好推进国内、国际的合作，不断推动信息共享，为了更好服务于社会，应该让大众享有更多的知情权；
二是灾害与环境卫星运行管理系统进一步完善。为了保证有效长期进行灾害监测，应该积极连立并完善小衛星的地面应用系统工程。我国的灾害监测能力通过利用多颗遥感卫星组成的小卫星系统而得以长足的进步，能够实现动态的、全天时、全天候、大范围的灾害监测；
三是建立并完善GPS实时监测分析系统以及相关的GIS、RS组合的实时分析系统，能够进行相关的实时监测分析。
四是建设灾害预报、监测及应急系统。各方面的数据都应该在全方位的灾害监测中得到，在大量数据面前，应该进行合理分析、使用和整合，以满足纵向、横向的数据交叉综合使用的要求。
五是地理信息系统具有真三维、分布式、网路化和时空信息系统方向发展特点，正在逐步实现一体化管理包括属性数据和空间数据，把提取到的数据加入灾害监测数据中，这样会对开展灾情数据和灾后发展具有重要意义。
参考文献
[1] 张永红， 张继贤， 龙燕. DMC卫星影像及其灾害监测应用[J].测绘科学，2006，31（1）.
[2] 李云， 徐伟， 吴玮. 灾害监测无人机技术应用与研究[J].灾害学， 2011，26（1）.
[关键词]灾害监测 测绘技术 GPS GIS 无人机
[中图分类号] P25 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-188-2
1前言
随着目前频发的自然灾害现象，获取地球空间信息的重要性越来越强，已经不再使用传统的落后的单纯野外调查方法，随着测绘技术的不断发展，越来越多的应用了全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感和摄影测量技术、无人机技术等等，这都都具有实施快速获取灾情的特点。对于测绘技术来说，主要核心技术包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球卫星定位系统（GPS）等方面，能够为国民经济建设起到重要作用，能够管理和获取与地理位置有关的自然、社会和人文地理空间信息。在当前的社会发展要求下，对于测绘技术也提出更高的要求[1]。
2测绘技术在在灾害监测的运用探讨
2.1无人机在灾害监测中的运用
对于困难地区（雪域高原等高海拔地区）的应急测绘过程来说，高分辨率影像快速获取方面，无人机具有巨大的优势，能有效完成地理监测和地址灾害点的调查工作。在火山、地震、深林火灾、台风等灾害的监测过程中，使用无人机能够完成许多困难任务，在我国具体应用方面包括，监测玉树7.1级地震，监测汶川地震灾害、监测低温雨雪冰冻灾害；另外，在水利方面，还能够监测相关的汛情、流域性涝情和蓄滞洪区以及监测山林火灾等。
比如，无人机在汶川大地震中使用，能有效进行应急监测对于地震所造成的损失，还能跟踪监测灾后的恢复重建工作。在制定救灾方案方面，通过无人机航拍和地面实地考察相互结合的方式，通过拍摄清晰的遥感影像，起到非常重要作用。在无人机的遥感影像中，可以清楚且直观的看到，相关的地震所引起的滑坡范围、建筑物倒塌的情况和范围、阻塞的河流、道路，以及相关形成的堰塞湖等。
在利用无人机进行灾害监测的过程中，主要包括几个如下步骤，有飞行控制，设计任务，响应分析，影响处理、数据管理等。在清楚飞行的环境，以及监测的目标和范围的基础上，对于整个飞行任务进行设计，然后利用无人机进行航拍工作，并能具有对于影响处理功能，传递给地面指挥中心的最为直观的画面，这样的情况下，相关的灾害数据，就能够通过实地考察和影像分析进行综合的判断，最后，把影像归档处理，形成相关资料库。
2.2灾害监测中遥感卫星应用
考虑到灾害的特点，比如人员难靠近、发展迅速、发生突然、影响范围大、摧毁面大等，要想保证在此情况下的稳定工作，就应该首先保证卫星系统不被灾害影响。遥感技术最发挥所长的领域就是灾害监测，这样方面具体表现在恢复重建、灾害评估、应急响应和灾害监测等[2]。
一是监测旱情，则是通过提取土壤含水量信息等实现，主要包括响应的微波遥感法、供水植被指数法、双层模型法、归一化植被指数距平法、作物缺水指数法、热惯量法等；
二是火灾情况估计可以通过热红外卫星影像完成，相关的温度、面积和火区位置都能提取，也能够有效分析和评价可燃物的温度和湿度等状态信息；
三是实时监测雨情、水情，则可以通过雷达、气象卫星、可见光高分辨率卫星进行，在天气情况不理想的情况下，合成孔径雷达（SAR）能够满足数据准确性的要求；
四是在沙尘暴的监测中，是利用沙尘、地表、云之间可见光、中红外、热红外波段的光谱特性差异；
五是诸如地震、碎屑流、泥石流以及崩塌等地质灾害的监测，可以通过高分辨率影像上成的结构、纹理、色调以及形态等参数获得；
六是病虫害的发生则是通过分析光谱曲线获得；
七是监测雪灾的过程，则是由于远高于对短波红外，通过积雪对可见光的反射率实现。
在相关的遥感影像处理软件的帮助下，能够有效增强图像的高分辨率影像的处理，包括在图像提取方面，一般的包括ENVI、eCognition、ADAR等，可以根据具体情况要求具体选择适用的软件。比如，合适尺度的小区域高分辨率图像则是采用聚束成像模式的COSMO，能有效界定火灾区域，区域进行3D评估也能够通过相关的多入射角影像、多极化等技术实现，还能再生监测植被；微小地表变化进行探测可以利用SAR查分干涉测量，这样，就能对于地震、洪水、火灾、土壤侵蚀和山体滑坡问题进行有效评估和监测，保证地震区域的评估有效性；洪涝地区监测中能够有效从多极化图像中提取地表湿度信息，另外，实时灾害监测也能在下雨、乌云等天气下实现。
2.3GPS在灾害监测中的运用
断裂带的活动的测量可以通过高精度的GPS技术得以实现，通过监测相应的明显的地壳运动，能够使得板块边界地区监测成为可能，还包括相关的全球板块运动、构造地震、火山地震等问题。在我国，1997年启动了中国地壳运动观测网络（CMONOC），这是以地震预测预报为主的国家重大科学工程；在大坝的动态实时位移监测、安全运营报警以及振动频率测试问题中，都需要大坝上测站点的24小时连续观测数据能够被GPS接收机所处理，并进行相关的自动解算程序；高水平的立体动态综合监测网则可以通过定期测量危崖上的基准网点而实现，这无疑有利于防治和监测长江三峡库区地质灾害。
2.4航空航天影像的可视化处理
地表的细节变化在较小的空间尺度上的展现、监测人为活动对环境的影响、还有相关的大比例尺遥感制图等，都通过高分辨率遥感影像数据的不断发展而成为现实。由于此类影像数据尽管在细节、纹理、形状和结构方面具有非常突出的信息优点，但是，存在并不高的光谱分辨率。丰富的空间信息能够通过高分辨率影像数据体现，但是，波段包含的比较少，尽管存在更加明显的地物几何结构和纹理信息，但是光谱特征不如空间特征丰富。这就需要计算机的分类识别和相关的软件进行有效处理。对于大量的灾情数据问题，通过计算机有效处理后的判断就是图像的信息提取与分析的过程。这里，信息提取主要通过基于目标的图像分类分析、传统计算机解译、：目视判读等。目前，常用的遥感图像处理领域的成熟软件则包括美国ITT Visual Information Solutions公司的ENVI、美国ERDAS公司推出的ERDASimasin等。灾情的分析是否准确、及时的一个重要因素就是是否能够对图像做出正确的解译。
3未来发展趋势
在日益严重的环境问题的今天，对于开发和建立灾害及环境监测体系应该加快科研步伐，进行积极探索，主要表现在以下几个方面。
一是进一步加强信息共享和发布。为更好推进国内、国际的合作，不断推动信息共享，为了更好服务于社会，应该让大众享有更多的知情权；
二是灾害与环境卫星运行管理系统进一步完善。为了保证有效长期进行灾害监测，应该积极连立并完善小衛星的地面应用系统工程。我国的灾害监测能力通过利用多颗遥感卫星组成的小卫星系统而得以长足的进步，能够实现动态的、全天时、全天候、大范围的灾害监测；
三是建立并完善GPS实时监测分析系统以及相关的GIS、RS组合的实时分析系统，能够进行相关的实时监测分析。
四是建设灾害预报、监测及应急系统。各方面的数据都应该在全方位的灾害监测中得到，在大量数据面前，应该进行合理分析、使用和整合，以满足纵向、横向的数据交叉综合使用的要求。
五是地理信息系统具有真三维、分布式、网路化和时空信息系统方向发展特点，正在逐步实现一体化管理包括属性数据和空间数据，把提取到的数据加入灾害监测数据中，这样会对开展灾情数据和灾后发展具有重要意义。
参考文献
[1] 张永红， 张继贤， 龙燕. DMC卫星影像及其灾害监测应用[J].测绘科学，2006，31（1）.
[2] 李云， 徐伟， 吴玮. 灾害监测无人机技术应用与研究[J].灾害学， 2011，26（1）.