目前利用卫星、无人机等可以获得哪些地面受灾数据?有哪些局限性?



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8个答案
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你所说的无人机,卫星等,在遥感里面叫遥感平台。一般遥感平台就两种,机载和星载。机载一般是特种飞机、无人机载有遥感传感器,星载就是把传感器放到卫星上。

遥感传感器主要有四种,可见光,红外,雷达和多(高)光谱。可见光传感器得到的图像,是光学图像,即是我们平时在Google Earth所见的图像,分辨率能到1m以下。红外传感器跟可见光,本质差别不大,主要是两者在感知波段上的不同,光学传感器在可见光波段成像,大概是400-700nm,红外成像波段大于红光波长,在几个微米的样子。高光谱则在红外和可见光基础上更近了一步,这类传感器可以在多波段同时对地表成像。 典型的,如美国AVIRIS( Airborne Visible / Infrared Imaging Spectrometer) 可以在400-1000nm范围内,同时对224个波段成像。雷达卫星一般包括合成孔径雷达(SAR)和极化合成孔径雷达(polSAR)。这个传感器的跟前三个都不太一样,它自己能够发射电磁波,并且接受回波,这也是它被称为“雷达”的原因。

除了这四类常用的传感器,这几年还出现了激光雷达等新兴传感器。不过激光雷达主要是测量地表高程信息的。
下面说一下这几类传感器都能干什么。
这四类传感器可以说各有特点,回答它们都能干什么这个问题,属于遥感解译这个分支应该研究的内容,所以这个问题太大了,别的不说,单拿出来某一类传感器,去研究怎么分析某一个特定目标,就是一篇博士论文。简单说一下这四者的在信息获取方面的区别。
光学的特点是直观,而且技术成熟,分辨率0.5m以下的传感器比比皆是。这个分辨率,足以分清军事目标的具体型号。民用方面,我们可以通过对比两幅不同时相同一地区的图像,检测某一地区建筑物、山体、道路、桥梁等损坏情况,在遥感里,这个技术叫变化检测。光学还是作为一种主要的遥感手段,尽管大量其他传感器出现。比如这次,真要是谁的卫星,拍出一组水面漂浮物的高分图像(比如,机舱座椅,门板等),搜索工作就可以提前宣告结束了。

红外的优势在于能够感知温度信息,比如美国DSP导弹预警卫星,就是感知地表附近导弹发射的火焰的温度,从而做出预警(但这颗星可能不具备成像能力),此外,红外具有发现地下目标的能力。民用方面,红外卫星主要用于监控森林火灾。
高光谱图像的解译是我目前在研究的,这个东西好啊(不是自卖自夸)。利用高光谱图像能够获取的信息远比光学和红外的要多。具体来说,优势主要体现在两方面,一个是在定性分析上,能区分的物质更细微了,另一个就是可以做到定量化的遥感。光学图像,只能看出来,某一篇区域是“树”,而高光谱就可以回答,这是什么树,而且可以具体到是红松、白松还是什么的。在灾害检测方面还没想好能干点什么,但我想高光谱应该能区分不同种类的土壤,从而给其他专业领域的人分析,泥石流、滑坡等灾害的发生可能性。另一个高光谱的优势就是定量化反演,光学只具备植被、草地的能力,高光谱就可以做到,分析某一篇植被,某种矿物质含量,叶绿素含量,湿度,易燃性等。在海洋上,高光谱可以反演近海区域的水体深度,泥沙含量,悬浮颗粒浓度,有机物浓度等,还能在一定程度上,确定海底地形。具体到这次事件,高光谱完全有能力区分油污的种类,比如是柴油还是煤油。
SAR的特点是全天时,全天候。且具有一定的穿透地表能力。SAR这部分不了解,不敢说。
上面这些传感器的优势,如果另一个传感器不具备,则这种特性就是该传感器的局限性。
最后总吐槽!!! 东南亚这几个国家真是太TMD不靠谱了,最新消息是,飞机有可能在马六甲海峡失踪,如果真是这样,我强烈建议这几个国家空管局盯着雷达的那个垃圾剖腹,真太TNND的人类丢脸了。

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故垒西边航天工程博士,DIY达人

2013-04-24 19:42

卫星方面,感兴趣的话可以搜索下“北京一号”小卫星,在之前汶川、玉树地震、南方冰灾时都提供过应急观测支持。

就我所知,无人机、卫星对地质、气候灾害的支持还都集中在对地观测上。如地震发生后,某一地区成为孤岛,通信交通中断,只能通过高空观测判断里面的情况。从而为救灾规划提供依据。

受到的限制呢,卫星只要是周期访问存在空白期,一般对地观测的卫星,对某一地区的重访频率通常是每天1到2次,如果赶上天气不好,过顶机会就废了,得等下次,一天或半天就过去了。无人机呢,主要是起降点、续航能力受限,赶上山区受灾,找不到平整地方起飞,飞起来翻不过山等等。

此外,灾区其实还需要通信的支持,但通信卫星在这方面的支持还很弱,体现在轨道设计、重访频率、地面设备等多方面制约。

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现在有一种新的(比较新)电磁勘探方法,叫做航磁法,可以通过无人机对地表以下进行勘测。
限制有很多,分辨率,探测深度,资料处理解释等都是的。


如果只要求地表,那应该是测绘工作者的事情了。

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cyberspike地理信息系统研究生

2013-04-30 11:59

遥感技术用于地震这一块,主要是三个方面:
1.前期,提供灾前历史地理信息
2.中期,提供灾后紧急救援的地震相关专题图
3.后期,提供次生灾害监测、灾害评估及灾后重建所需的地理信息
(气象 山体滑坡 次生火灾 次生水体污染 泥石流 次生堰塞湖 房屋倒损评估 交通受损等等)

2用来应急,一般测绘局会提供标准大比例尺地形图,标准大比例尺正射影像,然后调出以前的三维和生成现在的三维。 还是航片好些,卫星确实限制于重访周期和大气,所以一般为了应急都是直接飞无人机,获取影像和地形,这些主要价值都在辅助决策

3之后的分析,自然而然其实理论上用什么平台都可以,你只要能拿到震前震后的数据做对比就能实验方法,现在做这些灾害监测的基本思路和普通的遥感解译没什么太大的区别,本质都是识别某一种特殊的地物,以及地物随各因素在光谱、形状、纹理等等上的变化分析; 比如震后统计如果表明建筑物的纹理改变了,正交的直线显著的减少了,而直线方向的熵明显增加了之类的,就可以做几个测度,学习参数进而识别;光谱方面思路也差不多。

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大农业部的就不说了....我也不知道
民用方面主要是
1 多光谱 超光谱(不包含进可见光) 可以分辨作物长势 赤潮 地面物体化学成分
云彩是他的弱点
2 可见光 微光 这个就不解释了 判断自然灾害什么的非常管用 而且一般分辨率都比别的谱段高一些
云彩和晚上是他的弱点
3 SAR图像 (合成孔径雷达) 一般有几种极化工作模式 可以穿透云层 不分昼夜工作
图像画质略粗糙 容易被干扰 但有几种特殊模式的SAR可以反演生成高度信息图等
用于民用方面的大概就是这几种比较常见 还有激光等等就比较不常见了

德国有TerraSAR卫星 又双星组成 可以探测高程信息 我见有论文 用他的数据对比武汉地铁修缮完毕后的地面沉降情况 非常有意思
此外卫星还可以探测重力场 海洋含盐度 等等奇葩的参数...

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Galaxy馒头遥感研究生,各种科学宅

2014-03-11 15:43

虽然学校的老师们之前做过汶川地震等地质灾害的后期遥感支持,但是我还没有接触过,所以大概说一下。
我做的是卫星光学遥感,所以先说光学的。光学遥感的局限性很多,特别是在灾害刚发生时。一方面虽然现在有很多遥感卫星,但是并不一定能够在正好的时间覆盖到那个区域。再者,光学最怕云雾,地震洪水什么的又最喜欢和云雾搞基···所以刚发生灾害的时候,光学卫星遥感反而很难马上派上用场。不过当云雾散去,对灾害进行评估的时候,光学遥感就能发挥作用了,例如洪水的淹没范围,这个可以根据发生灾害前的图像和在灾害后的图像检测水体范围变化。滑坡也可以这么做,之前是植被,现在都是裸土。建筑物倒塌对于高分辨率图像也是可以做的。
不过光学也可以采用飞机航片的方法获取,这个也是很管用的。通过航片来获取地形,也可以知道哪里地形发生了变化,或者水体有抬升。
另一种就是主动发射信号的遥感,例如雷达遥感或者激光遥感。这些卫星遥感技术因为可以穿透云雾,在灾害刚发生时就能马上观察该地区的情况。雷达遥感能够直接获得地形,不过雷达遥感的直接结果一般人是看不懂的,得经过处理才能够解释,所以不如光学遥感直接。另一个主要问题也就是卫星是不是正好覆盖到那个区域。

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感觉这个题目挺别扭……专业和这个沾点边,随便说一点,不完善。
遥感在地质灾害监测方面作用很大,一是地质灾害范围,比如汶川地震后,发生了大量的滑坡,就需要有及时的遥感资料,把滑坡体标出来,确定道路、建筑的损坏情况。限制就是能否及时拿到遥感资料,我国的卫星分辨率貌似不太高,而且还可能不能及时覆盖所需要的区域,这时无人机就很重要了,天气对可见光来说也很重要,但对于雷达图像来说就影响不大了,因为雷达成像不受云层的影响。分辨率很重要。
遥感的另外一个作用就是确定活动断层的范围,以便建筑能避开。地震学者在震后对断层的研究中,一般事先都要先根据遥感图确定断层的位置,然后再去详细研究断层的运动性质,有的放矢。对于那些长期活动的断层,googleearth就是很好的图像来源,大部分地区现在都已经有0.5m的图像覆盖,对于地震研究来说基本够用了,关键是免费啊,要知道快鸟0.5m分辨率的图像每平方公里将近200块啊!

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泛泛而谈来说,卫星主要是反映热源,而无法确定热源属于什么。加之会出现中断的情况。甚至军用卫星。
而无人机的精确度在两千公尺以下,否则误差将会跟狙击枪同理。

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