融合VGI和遥感等多源数据的洪涝范围提取与模拟方法

及时准确的洪涝范围提取可以提高应急管理部门对于洪涝灾害的响应能力,减轻灾害影响。SAR遥感不受云雨影响,是洪涝灾害监测的有效工具。然而,由于卫星重返周期的限制,基于SAR的洪涝连续观测较难实现。在应急背景下,如何快速、实时进行洪涝范围提取是急需解决的问题。本文提出了一种结合遥感、VGI等多源数据的洪涝范围提取与模拟方法:①构建Albert+CNN的文本分类模型提取社交媒体洪涝信息;②基于异常值剔除方法利用社交媒体和OSM等VGI数据代替人工采样对Sentinel-1 SAR数据进行分类,提取洪涝范围;③结合社交媒体、水位数据等多源数据基于SNIC分割和成本距离等方法模拟无可用SAR数据时的洪涝淹没情况,提高洪涝的淹没范围提取频次。研究表明,本文基于Albert+CNN与异常值剔除的样本自动生成方法,可以有效辅助SAR数据的洪涝分类;利用VGI数据结合水情、DEM等多源数据进行了洪涝范围的模拟可以增加洪涝监测的时间分辨率。本研究有助于提高洪涝信息提取能力,为VGI支持洪涝灾害的应急管理提供参考。

安徽1991年洪涝淹没范围遥感研究

应用遥感技术，按照不同洪涝类型，通过洪涝期与非洪涝期多时相ＴＭ图象的目视解译，以及云覆盖下的洪涝信息处理，研究了安徽省１９９１年不同洪涝类型的积水淹没范围。

基于水平集的洪涝淹没范围时空模拟方法

遥感技术能及时获取洪水空间分布特征信息,已成为洪涝灾害监测与损失评估的重要依据。然而受天气和环境等因素影响,不能全天时接收遥感影像导致部分数据缺失,无法提供动态连续的洪涝淹没过程资料。以2013年汛期黑龙江流域八岔段溃口淹没区为例,基于多时相GF-1卫星晴空遥感影像提取的洪涝淹没范围信息,将洪涝淹没过程转化为水平集函数的偏微分方程数值求解问题,利用空间迎风差分格式和时间欧拉差分格式模拟了从8月24日到10月8日洪水涨退过程的逐日淹没范围。精度评价结果表明,洪涝淹没范围的模拟结果与同时期遥感影像提取结果的Kappa系数分别为0.921 2和0.893 2;与同时期洪涝淹没范围的统计数据相比略偏低,但相对误差都小于10%。该方法的模拟结果与影像提取结果和实际统计数据都具有较好的时空一致性,为不依赖先验资料的洪涝灾害应急响应决策提供了科学依据。

极端降雨条件下濮阳市马颊河流域水灾害风险研究

近年来,极端降雨事件频发,给城市健康发展带来阻碍,北方平原城市存在降雨量偏少、地势平坦、河流水动力不足等现象,在面对超标准暴雨事件时,存在较大风险。以北方平原城市濮阳市马颊河流域为研究对象,基于MIKE FLOOD平台构建一维河网-二维地表模型相耦合的大尺度洪涝数值模拟模型,利用实测水文数据,对模型关键参数进行本地化处理,对100 a一遇降雨及极端降雨条件下区域洪涝状况进行了研究。研究结果表明,当河流糙率取值0.031、居民用地糙率取值0.08、有植被覆盖的土地糙率取值0.025、空地糙率取值0.028时,模型模拟精度较高。两种暴雨条件下,清丰县城、濮阳市区、濮阳县城受灾情况较为严重。极端降雨条件下,受灾面积、淹没水深、淹没时长均明显增加,受灾规模呈显著扩大趋势,积水深度超过1 m区域面积最大可达315.5 km^(2),是100 a一遇降雨的6倍。极端降雨条件下,高风险区域面积达100 a一遇降雨的6.26倍,灾害风险严重程度显著上升;遭遇极端降雨时,应提升应急反应速度,加强防御能力,多措并举保障人民生命财产安全。

基于HJ-1 CCD数据的洪涝灾害范围动态监测研究——以黑龙江省抚远县为例

洪涝灾害范围是表征洪涝灾害时空分布特征的关键物理参数,是洪涝灾害灾情评估的主要内容和重要基础。充分利用遥感技术、地面站网观测数据和实地调查核查等手段,是当前"天、空、地、现场"一体化开展洪涝灾害范围动态监测的研究前沿。针对洪涝灾害范围实时动态演变过程监测时效性受数据和信息提取效率制约的问题,提出了基于HJ-1CCD数据利用区域生长算法的洪涝灾害范围提取模型。在研究多种地物目标的影像特征与光谱响应特征基础上,采用区域生长算法对2013年汛期黑龙江省抚远县洪涝灾害范围进行识别和判定。结果表明:汛期内稳定高频次获取的HJ-1CCD数据能为洪涝灾害范围识别和动态演变过程监测提供数据保障。区域生长法提取集中连片水体的效率高,能够将过去目视解译、人工勾画需要5h的工作量缩短到10min之内;提取结果宏观性强,在影响范围大的洪涝灾害范围动态监测业务中发挥着重要的作用。