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测地所利用sentinel-1A雷达卫星监测长江中游水情变化
2016-07-20| 【 】|阅读次数: |文章来源:

  2016618日入梅以来,湖北省遭受了连续几轮的强降雨,导致城市内涝,长江流域干、支流的水位持续增加,连续的强降雨给人民的生命财产安全带来极大的威胁。从全局掌握这次强降水过程导致的长江中游流域的水情变化,对于水情研判、科学部署抗洪救灾都有重要意义。遥感技术是目前唯一可行的大范围监测水情的技术,但传统的光学遥感技术受到降雨期间的天气状况影响(如云层),难以获得高质量的观测影像,而雷达遥感技术,由于其采用主动观测和微波作为观测载体,能实现全天时、全天候的观测。因此中国科学院测量与地球物理研究所沈强副研究员等科研人员在中欧合作项目“龙计划”的支持下,获取了覆盖长江中游(武汉-安庆)的宽刈幅、短重访周期、高分辨率的Sentinel-1A雷达重轨数据,共3景,时间分别2016611日、201675日,2016717日,影像数据采用VH极化方式。以611日作为主影像,其他两景作为副影像,分别与主影像进行分析。影像数据经过斑点噪声压制处理、精密配准后,采用对数-比值方法,结合阈值分割技术,对长江中游的水情的时空变化进行提取,最后对提取结果进行地理编码,获得沿长江大范围(长宽250km)的高分辨率水情变化图(10m分辨率)。图1给出了61175日水情变化图,可以看出水情严重区域主要位于长江流域的支流和湖泊周围。有两个水情较为严重的区域(1、图2、图3)。一个是湖北的团风县举水河流域,根据相关报道,71日团风县的举水河发生决口险情,导致万人连夜转移,大量的村庄农田被淹(消息来源:中新网)(图2图片指示区域(举水河))。另外一个灾情严重的区域在湖北、安徽和江西三省交界的内湖区域(图3),根据相关报道,黄梅县、宿松县和望江县都是此次洪水受灾严重的地区,如711日黄梅县龙感湖圩堤滑坡40多米(消息来源:荆楚网)、710日宿松县黄湖圩堤决堤(消息来源:新华网)、73日望江县泊湖大堤溃口(消息来源:中安在线)。图4给出了611日与717日水情结果。对比之前的水情图,整体上看水情变化不大,但在武汉市新洲区北部(图4a))和武穴市-安庆的沿长江周围有所好转。但是在内湖地区,水情仍然与前基本持平,个别地区甚至出现加重情形。如在发生在710日的宿松黄湖圩堤决堤,导致复兴镇二分场附近大片区域被淹(图4(b))。对比图4b中的左图(75日)和右图(717日)。75日的水情覆盖区域呈现条带分割状,而在717日的影像中,呈现块状分布,且面积进一步扩大,极有可能是由于10日的决堤导致这些区域被淹。对比实际灾情,我们可以发现,观测结果和实际灾情的程度具有较好的一致性。这显示从雷达影像中提取水情变化的有效性,同时也能为抗洪救灾以及救灾资源的合理调配提供技术支持。 

  图1 2016年长江中游水情变化图(时间范围:2016611-2016年7月5,图例(下同),红色: 水情变化区域,白色:水域范围)

  图2 内河水情变化(举水河)(图1a)放大图)

  图3 内湖水情变化(1b)放大图) 

  图4 2016年长江中游水情变化图(时间范围:2016611-2016年7月17)(红色:7月5水情变化图;蓝色:7月17水情变化图) 

 

 

 
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