02特大洪涝灾害遥感监测和评估技术研究-2024-11-06.pdf

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1、黄健熙黄健熙西南交通大学地球科学与工程学院西南交通大学地球科学与工程学院农业农村部农业灾害遥感重点实验室农业农村部农业灾害遥感重点实验室20242024年年1111月月1313日星期三日星期三特大洪涝灾害遥感监测和评估技术研究2024地理信息技术创新大会提提 纲纲第一部分 研究背景第二部分 洪涝灾害遥感信息提取第三部分 未来发展趋势和挑战一、研究背景洪涝是全球极端灾害发生频次最高的自然灾害。我国是暴雨洪涝灾害最为频繁、多发的地区之一，直接经济损失巨大。国家印发的万亿国债，旨在提升洪涝等重大灾害的防灾减灾抗灾能力。2000-2021年全球极端灾害事件分灾种统计2011-2020年各地洪涝灾害累积

2、经济损失数据整理自2011-2020年中国气象灾害年鉴近五年来，我国洪涝灾害受灾总人次超两亿，区域性暴雨频繁。在受洪水威胁区内,集中了全国70%的人口、80%的资产和40%的耕地，也是我国社会经济发展的核心区洪涝灾害发生频繁、危害重、损失大农田、林地这两类承灾体面积大、分布广、脆弱性大、灾损精准评估难度大。及时、精准地监测和评估农林损失对于我国防灾减灾救灾至关重要。农林承灾体范围广，监测评估难度大提提 纲纲第一部分 研究背景第二部分 洪涝农田灾害遥感监测与评估第三部分 未来发展趋势和挑战二、洪涝灾害监测与评估高精度近实时洪涝灾害监测与评估技术途径研发无人机多模态装备和SAR卫星技术途径构建创新

3、的洪涝水体范围、程度和持续时间的算法技术途径难题1洪涝时空动态过程智能感知能力弱难题2重特大洪涝灾害监测精度低难题3重特大洪涝灾害响应时效性差发展高效的智能化模型二、基于高斯混合模型的洪涝水体遥感提取方法提出了基于高斯混合模型的洪涝水体自适应提取方法，根据每一景雷达数据的极化概率密度统计特征，自动确定水体提取阈值，发现VH是提取水体最为有效极化特征Guan,Huang*,et al.,Improved Gaussian Mixture Model to map the flooded crops of VV and VH polarization data，Remote Sensing of

4、Environment，2023多时相GMM模型估计洪涝受灾范围散射机制描述FSI（洪涝敏感度指数）构建耦合光学和雷达数据的洪涝农田受灾程度评估受灾地块成灾地块绝收地块正常绝收S2-RGBMNDWIS2-B3S2-B11构建农作物受灾、成灾和绝收的光谱相似度指数，实现了省级大范围农作物的洪涝灾害经济损失估算成果入选科技部国家遥感中心地球观测优秀应用百佳案例河南省农作物洪涝灾害损失评估图农田淹水持续时间针对4月粤北洪涝灾害，提取4月20-23日连续4天的农田淹水持续时间和范围综合Sentinel-1A,GF-3A/B/C数据农田采用2m分辨率Croplayer数据，水体识别采用基于分水岭分割算法

5、图例淹没持续天数农田淹水持续时间降雨次数，内插算法才能估算持续时间农田淹水持续时间农作物洪水损失评估洪水沉积物作物淹水深度模型模拟NDVI/SIFDEM多时相Sentinel-1,GF-3A/B/C历史淹水持续时长土壤饱和度作物类型作物物候曲线水深作物淹水时长SAR亚米级高分辨率影像结合降雨量、DEM以及土壤类型和参数（田间持水量和下渗速度等）构建半经验的淹没持水时间模型，和多时相SAR数据动态优化调整结果洪涝灾害等级快速预评估方法洪涝灾害范围持续时间承灾体暴露量洪涝灾情等级选择洪涝范围，持续时间和承载体暴露量等因子，运用数据驱动的机器学习，构建洪涝灾害等级预评估模型，为开展地面灾情核查和救灾

6、救援提供决策数据洪涝灾害胁迫下的产量损失预测方法同化遥感ET和SM等参数，引入未来数值天气预报数据，实现洪涝灾害胁迫下的农作物产量损失预测涝渍灾害胁迫下的作物生长模型遥感观测数据同化模型先验P()遥感观测P(Data|)后验P(|Data)融合多源遥感和水动力学模型的洪水影响范围评估开展了在不同溃坝和泄洪情景下，遥感与水动力学模型融合的洪水演进动态模拟，为下游防洪关键区域提供动态影响评估和预警信息2021年河南特大洪涝新乡洪涝淹没图2021年河南特大洪涝蓄滞洪区行洪过程模拟图基于光学遥感数据和空间集聚的农作物倒伏遥感监测模型通过对一定格网范围内的像素进行空间集聚，克服了传统基于像素的倒伏信号与