【計(jì)世獨(dú)家】堰塞湖在哪里？庫(kù)容量有多大？周?chē)傮w情況如何？汶川地震后，這些問(wèn)題一直在困擾著前線抗震救災(zāi)的人們。隨著一張張高精度的
、清晰的、信息豐富的地圖送到災(zāi)區(qū)，人們緊張的心情才略顯輕松。
我們聽(tīng)到命令后再撤離，有遙感在幫我們監(jiān)測(cè)堰塞湖?！边@句話出自唐家山堰塞湖下游的一位普通農(nóng)村老大媽之口，對(duì)測(cè)繪技術(shù)的認(rèn)識(shí)在這次地震中得到了空前的普及。
5.12大地震發(fā)生后沒(méi)幾天，災(zāi)區(qū)人民還沒(méi)來(lái)得及從大地震的悲痛中走出，就又受到水災(zāi)的威脅。特別是地震災(zāi)區(qū)堰塞湖的防洪、安全問(wèn)題突出?！扒胺綋岆U(xiǎn)指揮部急需堰塞湖等高線影像地圖，我們恨不得把一分鐘掰成兩分鐘來(lái)用！”跟時(shí)間賽跑的國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心工作人員，說(shuō)完這句話就匆忙掛斷了電話。就在幾天前的5月21日，他們趕制出具有等高線信息的唐家山堰塞湖影像地圖，并將影像地圖和配套軟件提供給國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室，為唐家山工程應(yīng)急搶險(xiǎn)處理的前期準(zhǔn)備提供科學(xué)決策支持。
“為了滿足不同部門(mén)的需求，我們緊急制作了各種專題地圖，如地震波及地區(qū)示意圖、災(zāi)區(qū)地勢(shì)圖、災(zāi)區(qū)交通圖、緊急救援工作推進(jìn)圖、災(zāi)區(qū)堰塞湖分布圖等。這次抗震救災(zāi)中，地圖變活了?！?剛從抗災(zāi)第一線回到北京的國(guó)家測(cè)繪局國(guó)土測(cè)繪司胥燕嬰司長(zhǎng)介紹說(shuō)。
4萬(wàn)張地圖和1200GB數(shù)據(jù)
“5月12日到20日期間，有近4萬(wàn)張地形圖、影像圖、政區(qū)圖等出自測(cè)繪部門(mén)。國(guó)家測(cè)繪局調(diào)集了4架航空攝影飛機(jī)對(duì)災(zāi)區(qū)實(shí)施航
由于近年來(lái)測(cè)繪信息化的推進(jìn)，測(cè)繪部門(mén)的生產(chǎn)能力和規(guī)模較以往有很大提升，地震后短短10多天提供的地圖量趕上了以往1～2個(gè)月的數(shù)量，提供的數(shù)字化測(cè)繪成果超過(guò)了1200GB。胥燕嬰告訴記者，“這次測(cè)繪高科技得到了充分利用，從國(guó)內(nèi)外高分辨率多光譜衛(wèi)星、航空攝影、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，到廣域數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、三維地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)施，都為保障抗震救災(zāi)指揮決策的高效性發(fā)揮了作用?！?/P>
5月12日地震發(fā)生當(dāng)天，國(guó)家測(cè)繪局就啟動(dòng)了應(yīng)急測(cè)繪保障預(yù)案，當(dāng)晚立即組織人員連夜加班趕制抗震救災(zāi)專用地圖，于13號(hào)上午提交國(guó)務(wù)院應(yīng)急辦，并且在第一時(shí)間充分調(diào)動(dòng)了中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院、四川省測(cè)繪局等各方面力量為決策部門(mén)做好應(yīng)急保障工作。
中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院院長(zhǎng)張繼賢的辦公室里，堆放著已經(jīng)處理完的十幾幅最新災(zāi)區(qū)衛(wèi)星影像圖。張繼賢的眼睛里布滿了血絲，他告訴記者: “我們這棟辦公樓，從5月12日到今天，一直是“不夜城”24小時(shí)工作，幾乎所有的計(jì)算機(jī)機(jī)房都在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)?！彼麛傞_(kāi)一張5月14日汶川地區(qū)的震后影像圖展示給記者看: “這里是樓房，這里是滑坡的山體，這是那條惟一的公路。有了這張圖，就能合理地設(shè)計(jì)救援路徑。”地震后造成的山體滑坡、房屋倒塌和道路阻斷等信息，都在航空影像中解譯并標(biāo)注了出來(lái)。而所有這些圖紙，從影像數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理到信息服務(wù)，都離不開(kāi)高科技和計(jì)算機(jī)的輔助。
多管齊下獲取數(shù)據(jù)
災(zāi)區(qū)情況牽動(dòng)著13億中國(guó)人民的心，然而，道路不通、通信受阻、災(zāi)區(qū)地形地貌情況不詳，給搶救工作帶來(lái)極大障礙。由于震后遙
為了盡快獲得災(zāi)區(qū)的地理信息，5月14日一早，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院緊急調(diào)集輕型飛機(jī)遙感系統(tǒng)和無(wú)人駕駛飛機(jī)低空遙感系統(tǒng)赴災(zāi)區(qū)，實(shí)施高分辨率航空攝影。無(wú)人機(jī)、小飛機(jī)具有飛行高度低、對(duì)起降地點(diǎn)要求低、可在較惡劣天氣飛行等優(yōu)點(diǎn); 和這批飛機(jī)一起運(yùn)往災(zāi)區(qū)的，還有一套裝有三維地理信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。
記者在中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院的機(jī)房里，見(jiàn)到了第一批前往災(zāi)區(qū)參加航飛任務(wù)的中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院中測(cè)新圖公司的項(xiàng)目經(jīng)理丁曉波，“我14日上午接到命令時(shí)，心里非常激動(dòng)，簡(jiǎn)單準(zhǔn)備了些日用品就匆忙出發(fā)了。我們租用了物流公司的卡車(chē)，組成一個(gè)20多人的車(chē)隊(duì)，開(kāi)車(chē)直奔四川。”丁曉波一行馬不停蹄，心里想的就是要盡快到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。出發(fā)時(shí)帶的一些面包和礦泉水就是他們的食物，終于在16日凌晨1點(diǎn)到達(dá)了廣元市西北部三堆鎮(zhèn)。 三堆鎮(zhèn)與青川縣觀音鄉(xiāng)連界，東鄰朝天區(qū)羊木鎮(zhèn)?！暗缆沸尥ㄒ恍?，我們就往前進(jìn)一點(diǎn)，到達(dá)這個(gè)離青川最近的地方時(shí)，就再也無(wú)法往前走了?！?/P>
連續(xù)奔波了30多個(gè)小時(shí)的這批工作人員，為了尋找適于飛機(jī)起降的一小塊平地，顧不上疲憊，馬上打著手電筒考察當(dāng)?shù)氐匦?，并且在?jiǎn)易帳篷里安裝好了帶去的計(jì)算機(jī)?！斑M(jìn)入這個(gè)地區(qū)就已經(jīng)打不通手機(jī)和小靈通了，我們與外界所有通信聯(lián)系都暫時(shí)不通了，對(duì)這個(gè)地方的位置、周?chē)牡匦我彩莾裳垡荒ê?。但在飛行之前我們必須要了解地理?xiàng)l件，當(dāng)時(shí)惟一可借助的，就是帶到災(zāi)區(qū)的那臺(tái)計(jì)算機(jī)里安裝的三維地理信息系統(tǒng)。”據(jù)丁曉波介紹，要確定飛機(jī)的航線、飛行距離、飛行范圍等參數(shù)，完全是依賴這套系統(tǒng)里安裝的地震前的三維地理信息系統(tǒng)。他們隨后用了3個(gè)小時(shí)安裝好飛機(jī)，16日早晨5點(diǎn)，飛機(jī)總算可以起飛了。隨后一天時(shí)間內(nèi)，工作組完成了北川、平武、綿竹、什邡、青川等北部地區(qū)的影像獲取，拍攝影像約850張。
“在數(shù)據(jù)獲取方面，我們多管齊下，高空用衛(wèi)星，空中5000米到8000米之間用大飛機(jī)， 500米到2000米之間的低空用無(wú)人機(jī)和小直升飛機(jī)?！睆埨^賢介紹說(shuō): “這次航拍任務(wù)對(duì)駕駛員的要求是非常高的，需要他勻速、直線、等高飛行?！边@次在執(zhí)行任務(wù)的Y-12飛機(jī)上，采用的是劉先林院士主持的自主研發(fā)的SWDC數(shù)碼航攝系統(tǒng)，這臺(tái)數(shù)字航空影像儀的價(jià)錢(qián)只是國(guó)外同類產(chǎn)品的1/3,它裝有4個(gè)鏡頭，每個(gè)鏡頭可達(dá)2200多萬(wàn)像素。獲取圖像后在前方快速處理，把4個(gè)小鏡頭獲取的圖像進(jìn)行拼接，而在后方進(jìn)行的工作則是加地名注記等。
數(shù)據(jù)處理 日夜兼程
各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)獲取方式帶回了充足的第一手測(cè)繪資料，而怎樣把各類信息加以處理，變成地圖產(chǎn)品，則需要第二步——關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理工作。
對(duì)遙感影
記者看到，在中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院四樓的機(jī)房里，工作人員正緊張地忙碌著，機(jī)房的墻角邊堆放著幾箱方便面和飲料，大家都在忘我地處理著數(shù)據(jù)。據(jù)了解，這樣的爭(zhēng)分奪秒，從汶川大地震當(dāng)日起，已經(jīng)持續(xù)了兩個(gè)多星期。
5月12日晚11點(diǎn)，根據(jù)國(guó)家測(cè)繪局辦公室通知要求，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院連夜部署抗震救災(zāi)應(yīng)急測(cè)繪服務(wù)任務(wù)。要求技術(shù)人員立刻加班趕制地震災(zāi)區(qū)的衛(wèi)星影像圖，技術(shù)人員通宵加班，于5月13日上午9點(diǎn)將制作完成的5套四川全省衛(wèi)星影像圖，4套成都市轄區(qū)衛(wèi)星影像圖，4套阿壩藏族羌族自治州衛(wèi)星影像圖，4套德陽(yáng)市衛(wèi)星影像圖，4套汶川縣、理縣、茂縣衛(wèi)星影像圖，及時(shí)送達(dá)中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳和國(guó)土資源部。
5月14日，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院制作完成了首張都江堰地區(qū)災(zāi)后雷達(dá)影像圖，與13日制作完成的都江堰地區(qū)震前衛(wèi)星影像圖一起，送達(dá)國(guó)家測(cè)繪局和國(guó)務(wù)院應(yīng)急辦，用于對(duì)比分析災(zāi)前災(zāi)后的變化，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了現(xiàn)勢(shì)性資料。記者見(jiàn)到中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院攝影測(cè)量與遙感研究所副所長(zhǎng)張力時(shí)，他已經(jīng)連續(xù)工作了5天，他所在的工作組主要負(fù)責(zé)各種影像的數(shù)據(jù)處理工作。張力告訴記者: “需要處理的圖片信息太多了,我們的工作人員幾天都沒(méi)合過(guò)眼。各種類型的航空航天影像數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)統(tǒng)一處理，我們自主研發(fā)的ImageInfo-PixelGrid高分辨率遙感影像（包括航空影像和衛(wèi)星影像）一體化測(cè)圖系統(tǒng)幫上了大忙。它支持基于高速網(wǎng)絡(luò)的分布式并行化處理，使軟件系統(tǒng)具有大規(guī)模并行處理能力和較大的數(shù)據(jù)處理吞吐量。” 據(jù)了解，該系統(tǒng)有8個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)包含8核CPU和2個(gè)72GB硬盤(pán)。還可以把局域網(wǎng)中互聯(lián)的所有工作站（包括PC機(jī)）通過(guò)軟件的方式進(jìn)行通信和協(xié)作，以一定的任務(wù)調(diào)度策略共同完成影像數(shù)據(jù)處理工作，減輕人員的工作量，實(shí)現(xiàn)正射影像糾正的高度自動(dòng)化。
“要在那些原始的難以辨認(rèn)的圖像中，標(biāo)注出房屋、水庫(kù)，分析出災(zāi)情，就全靠后期的數(shù)據(jù)處理了?！睆埩榻B說(shuō): “ImageInfo支持多源、異構(gòu)遙感數(shù)據(jù)處理，采用基于多基線影像匹配算法的地物提取與量測(cè)技術(shù)，重點(diǎn)解決人工地物（如房屋、道路等）在影像中的高精度特征定位和影像之間的高精度配準(zhǔn)，盡量減輕作業(yè)人員的工作量?！?/P>
信息服務(wù)走進(jìn)民間
“這下心里有底了！我們看到了中央電視臺(tái)在第一時(shí)間播出的災(zāi)區(qū)三維地圖，還有災(zāi)難前后的對(duì)比圖，第一感覺(jué)就是情況可控了。”剛從都江堰安全
中測(cè)新圖公司制作的這套四川受災(zāi)地區(qū)“神州遨游——三維地理信息應(yīng)急服務(wù)平臺(tái)”得到了大家普遍關(guān)注，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院也安排了幾名技術(shù)人員，常駐中央電視臺(tái)提供服務(wù)，每天從早上7: 30至次日凌晨1: 30，近20小時(shí)堅(jiān)守在崗位上。直播節(jié)目畫(huà)面隨時(shí)可能切換到這套系統(tǒng)上，技術(shù)人員必須進(jìn)行熟練的操作以配合播音員。
“神州遨游”互動(dòng)系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)和三維仿真等技術(shù)構(gòu)建的空間信息三維基礎(chǔ)平臺(tái)，是中測(cè)新圖公司三維仿真與空間信息系統(tǒng)“TopWorld網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品”的具體應(yīng)用實(shí)例。這套系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，以不同分辨率的數(shù)字高程模型和航空航天遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)受災(zāi)地區(qū)地形地貌三維景觀的再現(xiàn)和實(shí)時(shí)漫游; 同時(shí)輔以地名、標(biāo)注等，可以快速進(jìn)行地名搜索和查詢定位。用于詳細(xì)查看地震災(zāi)區(qū)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，包括村鎮(zhèn)分布、道路交通、地形環(huán)境、災(zāi)區(qū)周邊情況等信息。
“系統(tǒng)采用全新技術(shù)，可以高效地管理海量空間數(shù)據(jù)，能看到城鎮(zhèn)和一些顯著的地理特征，如山體滑坡情況、道路堵塞情況、水庫(kù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)等?！敝袦y(cè)新圖公司副總經(jīng)理金瀾告訴記者, “5月17日，都江堰、北川、德陽(yáng)、彭州和茂縣等5個(gè)市縣的QuickBird影像數(shù)據(jù)處理完成后，及時(shí)加載入災(zāi)區(qū)三維演示系統(tǒng)，為中央電視臺(tái)直播提供服務(wù)?！?/P>
災(zāi)后重建 測(cè)繪先行
三維立體影像圖，在災(zāi)后重建中，依然能夠發(fā)揮很大作用。胥燕嬰司長(zhǎng)告訴記者: “下一步，國(guó)家測(cè)繪局將利用原有資料和新獲取的航空、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，疊
國(guó)家測(cè)繪局還緊急制定了災(zāi)區(qū)應(yīng)急大地測(cè)量控制系統(tǒng)建設(shè)方案，決定在災(zāi)區(qū)建立臨時(shí)GPS運(yùn)行站，實(shí)施GPS B級(jí)、 GPS C級(jí)點(diǎn)觀測(cè)，建立重災(zāi)區(qū)臨時(shí)測(cè)圖的平面定位基礎(chǔ)，以滿足災(zāi)后重建規(guī)劃、道路、水利、住房建設(shè)的急需。 日前，國(guó)家測(cè)繪局已派出11個(gè)由測(cè)繪專家和技術(shù)人員組成的工作組，配備先進(jìn)儀器設(shè)備、后勤物資、醫(yī)藥及防疫等作業(yè)裝備，赴四川綿陽(yáng)、綿竹、北川、德陽(yáng)、廣元等災(zāi)區(qū)對(duì)GPS B級(jí)網(wǎng)大地控制點(diǎn)進(jìn)行災(zāi)后重測(cè)。
除此之外，災(zāi)區(qū)地理信息共享平臺(tái)的建設(shè)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行，以供衛(wèi)生、水利、應(yīng)急指揮、教育系統(tǒng)等部門(mén)在公共平臺(tái)上加載自己需要的相關(guān)信息，例如水利部掌握堰塞湖、水庫(kù)分布及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防，交通部判釋公路設(shè)施毀損情況、搶修道路，中國(guó)民航實(shí)施預(yù)防災(zāi)區(qū)疫情噴灑作業(yè)，這些次生災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)后重建等工作都得依靠準(zhǔn)確的測(cè)繪地圖。
這次抗震救災(zāi)，也充分體現(xiàn)了“以人為本”的思想，通過(guò)動(dòng)態(tài)地圖網(wǎng)，加載了老百姓關(guān)注的綜合信息，豐富救災(zāi)專題地圖內(nèi)容。最新的災(zāi)區(qū)地圖，還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)供災(zāi)區(qū)志愿者、社會(huì)公眾下載使用。
4萬(wàn)多份地圖，繪出了災(zāi)情、繪出了愛(ài)心。依據(jù)這些災(zāi)區(qū)地圖，中央做出了科學(xué)決策，地方開(kāi)展了高效救援。13億人民在攜手抗災(zāi)，測(cè)繪人也在夜以繼日地為地圖注入科技的力量。
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航拍圖片和衛(wèi)星影像都可統(tǒng)稱為遙感影像。由于衛(wèi)星是沿著固定軌道走的，時(shí)刻在運(yùn)轉(zhuǎn)著，天氣好的時(shí)候，衛(wèi)星不一定經(jīng)過(guò)災(zāi)區(qū)上空，而天氣不好的時(shí)候衛(wèi)星飛過(guò)卻看不到地面，也就無(wú)法拍攝圖像。衛(wèi)星遙感能在宏觀上反映災(zāi)情，但由于受分辨率限制，不能精確反映地面情況; 而航空影像分辨率較高,并且可以在一定范圍內(nèi)快速成像，比如幾萬(wàn)平方公里、幾千平方公里，這樣可以在局部，特別是那些受災(zāi)嚴(yán)重的縣城和居民集中的地區(qū)，用航空攝影方法有針對(duì)性地獲得災(zāi)區(qū)影像。
地震災(zāi)區(qū)氣候異常，降雨頻繁，所以在無(wú)法得到清晰的光學(xué)影像（比如航拍照片）時(shí)，就只能利用全天候、全天時(shí)的雷達(dá)影像來(lái)獲取信息了，雷達(dá)影像屬于主動(dòng)式遙感，能夠穿透云霧、森林獲取影像。
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