水旱灾害遥感监测评价技术规范征求意见稿国家防汛抗旱总指挥部Word下载.docx

1、C.5 植被健康指数法 21C.6 距平植被指数法 21附录D （资料性附录）监测日期+监测区域+旱情评估统计表样 23参考文献 24图1 洪涝灾害遥感监测评估技术流程图 9图2 旱情遥感监测评估技术流程图 13表1 植被指数旱情等级划分表 11表A.1 常用光学卫星通道参数表 15表A.2 常用雷达卫星相关参数表 181前 言根据水利部水利行业标准制修订计划安排，按照GB/T 1.12009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写的要求，编制本标准。本标准共5章和2个附录，主要包括以下内容： 术语和定义；洪涝灾害遥感监测评估；旱情遥感监测评估；本标准为全文推荐。本标准批准部门：中华人民共和

2、国水利部本标准主持机构：国家防汛抗旱总指挥部办公室本标准解释单位：本标准主编单位：中国水利水电科学研究院本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：路京选、孙涛、付俊娥、李琳、庞治国、曲伟、宋文龙、李建国、张晔萍、姚艳敏、韩琳、喻丰华、吴冬平本标准技术审查负责人：本标准体例格式审查人：11范围本标准规定了水旱灾害遥感监测的指标、模型方法、技术流程及成果要求等内容。本标准适用于利用遥感手段开展水旱灾害监测评估工作。12规范引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

3、标准。GB/T 15968 遥感影像平面图制作规范GB/T 28923.1 自然灾害遥感专题图产品制作要求第1部分：分类、编码与制图SL 73.72013 防汛抗旱用图图式SL 364 土壤墒情监测规范SL 424 旱情等级标准SL 5792012 洪涝灾情评估标准SL 592 水土保持遥感监测技术规范13术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1洪涝灾害flood disaster因降水、融雪、冰凌、溃坝（堤闸）、风暴潮、热带气旋等造成的江河洪水、渍涝、山洪等，以及由此引发的次生灾害。注：根据SL 5792012中的“洪涝灾害”改写。3.2洪涝灾害遥感监测remote sensing mo

4、nitoring of flood disaster 利用遥感影像等数据对洪涝灾害的淹没范围及淹没范围内水库、堤防、河道、道路、铁路、村镇等对象进行监测。3.3洪涝灾害遥感评估remote sensing assessment of flood disaster根据遥感监测结果，对受淹耕地、受淹居民地等典型指标进行评估。3.4旱情遥感监测drought remote sensing monitoring利用遥感影像等数据对干旱的影响范围、受旱程度等进行监测。3.5旱情遥感评估remote sensing assessment of drought disaster 利用旱情遥感监测的结果，对监

5、测范围内的受旱面积、受旱程度、受灾面积等指标进行评估。3.6遥感影像空间分辨率spatial resolution of remote sensing image 遥感仪器所能分辨的最小目标的大小。分为低、中、高三类，分辨率低于100m为低空间分辨率，100m10m为中空间分辨率，分辨率高于10m为高空间分辨率。14洪涝灾害遥感监测评估.1数据要求4.1.1 数据类型包括监测遥感影像、灾前遥感影像和基础背景数据。常用卫星通道参数参见附录A。4.1.2 监测遥感影像影像的选择应综合考虑空间分辨率、时间分辨率、传感器类型、影像幅宽范围以及最快获取时间等因素。具体要求如下：a） 晴好天气优先选择光学

6、影像数据，多云多雨天气优先选择雷达影像数据；b） 对于大江大河与较大范围洪水，宜采用中分辨率影像数据，局部地区利用高分辨率数据作为补充；c） 应选取已经完成大气辐射校正及几何粗校正的影像产品。4.1.3 灾前遥感影像a） 选取成像条件较好且成像时间较新的灾前背景影像；b） 灾前背景影像一般优先选择光学影像数据，必要时以雷达影像作为替代或补充；c） 灾前背景影像空间分辨率宜与实时遥感影像分辨率保持一致。4.1.4 基础背景数据行政区划、土地利用和水利工程分布等矢量图层。.2遥感影像处理遥感影像处理主要环节包括几何校正、投影及格式转换、拼接和裁剪、图像融合与增强等。a） 几何校正：在影像上选取明显

7、清晰和比较固定的点位标志作为控制点，如道路交叉点、桥梁、河流交叉点等；控制点在影像上尽量均匀分布，山区应适当增加控制点；可采用二次多项式方法对影像进行几何精校正，利用较正后的影像对其他影像进行配准；b） 投影及格式转换：建议采用1984年世界大地坐标系（Word Geodetic System 1984的影像对其他影像；建议采用通用横轴墨卡托投影（UTM，Universal Transverse Mercator）；c） 拼接和裁剪根据监测范围、影像情况及成果要求进行必要的拼接和裁剪。d） 影像增强可通过空域增强、频域增强、色彩增强等方法突出监测目标。.3监测指标与方法4.3.1 监测指标要求

8、如下：a） 基本指标：淹没范围；b） 扩展指标：淹没范围内水库、堤防、河道、道路、铁路、村镇等对象。4.3.2 监测方法要求如下：a） 在监测遥感影像上提取水体范围，通过与灾前影像上水体范围的比较，提取洪水淹没范围。在淹没范围内可进一步识别水库、堤防、河道、道路、铁路、村镇等对象；b） 水体范围的提取可以采取自动和人工解译两种方法；c） 自动提取方法：推荐使用单波段阈值法和谱间关系法；单波段阈值法优先选取对水体敏感的波段。确定水体和非水体阈值时，尽量选取典型的控制点（水库、河流等）；谱间关系法推荐使用归一化差异水体指数Normalized Differential Water Index（ND

9、WI），按公式（1）进行计算： （1）式中：G、NIR分别代表遥感影像的绿光波段和近红外波段的表观反射率或地表反射率。NDWI取值范围为-1，1。d） 人工解译方法：新建矢量图层，保存提取的水体范围；根据专业经验在影像上勾绘水体边界。e） 监测方法选取：雷达影像水体范围自动提取宜采用单波段阈值法；自动提取的水体范围宜通过人工解译方式进行修正。.4评估指标与方法4.4.1 评估指标包括受淹面积、受淹耕地面积、受淹居民地面积等。4.4.2 评估方法要求如下：a） 受淹面积：统计遥感监测得到的淹没总面积；b） 受淹耕地面积：将淹没范围与土地利用等矢量数据进行空间叠加分析，统计受淹耕地总面积；c） 受

10、淹居民地面积：将淹没范围与土地利用等矢量数据进行空间叠加分析，统计受淹居民地总面积。.5监测评估技术流程包括数据获取、遥感影像处理、淹没范围提取和洪涝灾情评估4个环节，技术流程见图1。图1 洪涝灾害遥感监测评估技术流程图.6监测评估成果4.6.1 成果包括洪涝灾害遥感影像图、洪涝灾害遥感监测专题图、洪涝灾情统计表和洪涝灾情评估报告。4.6.2 洪涝灾害遥感影像图及遥感监测专题图应包括图名、图例、文字标识、比例尺、监测时间、完成单位等。4.6.3 洪涝灾害遥感影像图及专题图上宜叠加行政界线、居民地名称、河流水系、水库等图层信息。符号图式及注记按照SL73.72013中5.15.8执行。4.6.4

11、 洪涝灾情统计表列出按照行政区域统计的受淹面积等信息。表样参见附录B。4.6.5 监测评估报告包括背景情况、数据与方法、结果分析、结论和附件（必要的图、表格及影像资料）。.7质量控制在进行遥感数据预处理前应先对原始数据的质量进行检查，剔除无效数据。遥感影像的几何配准精度应在2个像元内。对于一次监测过程，满足防汛主管部门对单项监测评估指标的满意度大于90%，对于一个汛期内多次监测评估的整体满意度大于80%。15旱情遥感监测评估5.1 数据要求5.1.1 数据类型包括遥感影像、基础背景数据和地面观测数据：a） 遥感影像包括监测遥感影像和历史遥感影像，常用卫星通道参数参见附录A；b） 基础背景数据包

12、括行政区划、河流水系、土地利用等；c） 地面观测数据包括土壤墒情、降水量等资料。5.1.2 数据选取遥感影像的选取应综合考虑空间分辨率、时间分辨率、传感器类型、影像幅宽范围以及最快获取时间等因素。a） 应根据监测范围要求，选择适宜空间分辨率的遥感影像。对于全国尺度大范围的旱情监测，宜选择低空间分辨率遥感影像。对于典型易旱区的旱情监测，宜在保证时间监测频度的基础上，进一步选择较高分辨率的遥感影像；b） 应根据监测频次（日、旬、月等）要求，选择时相适宜的遥感影像；c） 应选取已经完成辐射校正、几何粗校正、大气校正后的影像产品。5.2 遥感影像处理遥感影像应经过投影转换、几何校正、影像拼接与裁剪以及

13、云和阴影识别等预处理。遥感影像的预处理及质量要求参照GB/T 15968和SL 592执行；应将遥感影像统一到同一投影、同一空间分辨率；遥感影像存在云或阴影时，建议采用多波段阈值法识别，阈值宜利用人机交互方式确定。云和阴影区不参与旱情监测评估计算。5.3 监测指标与方法5.3.1监测指标推荐采用土壤相对湿度、植被指数和降水距平百分率。5.3.2监测方法5.3.2.1 土壤相对湿度指标具体要求如下：a） 推荐采用热惯量法、特征空间法或最大温度植被条件指数法，获取020厘米深度的土壤相对湿度，适用于水浇地、雨养农业区和草原牧区的旱情监测，具体原理和方法见附录C。b） 每种方法在使用前，应利用地面实

14、测数据对模型参数进行率定。实测数据准备：从监测范围内现有的土壤墒情监测站网，或自行布设野外地面抽样点，样点布设参照SL 364执行。获取020厘米深度的土壤相对湿度实测数据；旱情信息遥感提取：利用选定的遥感监测方法计算相应的遥感信息，如温度植被干旱指数；参数率定：分析遥感信息与地面实测土壤相对湿度之间的相关关系，确定适宜的模型及参数。c） 土壤相对湿度旱情等级划分应参照SL 424执行。使用者可根据当地土壤性质、作物种类和作物不同生长阶段，对等级划分范围作适当调整。5.3.2.2 植被指数指标具体要求如下：a） 推荐采用植被状态指数法、植被健康指数法、距平植被指数法等获取植被指数指标，具体计算

15、原理和方法见附录C。植被指数指标适用于中高植被覆盖区（覆盖度30%）。b） 植被指数旱情等级划分见表1。表1 植被指数旱情等级划分表单位为 % 旱情等级正常轻度干旱中度干旱严重干旱特大干旱植被状态指数VCI40VCI30VCI4020VCI3010VCI200VCI10植被健康指数VHI40VHI30VHI4020VHI3010VHI200VHI10距平植被指数AVI-0.2AVI-0.1-0.3AVI-0.2-0.4AVI-0.3-0.6AVI-0.4AVI-0.65.3.2.3 降水量距平百分率指标具体要求如下：a） 降水量距平百分率指标计算参照SL 424执行，降水量采用遥感反演的降水数

16、据。降水量距平百分率指标适用于雨养农业区的旱情监测。b） 降水量距平百分率旱情等级划分应参照SL 424执行。5.4 评估指标与方法5.4.1 评估指标5.4.1.1 基本指标包括受旱程度、受旱面积、受灾面积。5.4.1.2 扩展指标根据受旱耕地面积和受灾耕地面积等因素确定。5.4.2 评估方法要求如下：a） 以旱情等级表示受旱程度；b） 受旱面积按公式（2）计算： （2）Adr受旱面积（ha2）；i 旱情等级（i=1、2、3、4依次代表轻度干旱、中度干旱、严重干旱和特大干旱）；Ai 某一旱情等级的面积。c） 受灾面积按公式（3）计算： （3）Adi受灾面积（ha2）；i 旱情等级（i=1、2

17、分别代表严重干旱和特大干旱）；d） 扩展指标计算：基于旱情遥感监测等级图，与土地利用等矢量数据进行空间叠加分析，统计受旱耕地总面积和受灾耕地总面积等。5.5 监测评估技术流程包括数据获取、遥感影像处理、旱情遥感监测和旱情评估四个环节。技术流程见图2。图2 旱情遥感监测评估技术流程图5.6 监测评估成果5.6.1 成果包括旱情遥感监测专题图、旱情评估统计表和旱情监测评估报告。5.6.2 旱情遥感监测专题图的旱情等级颜色应执行SL 73.72013中5.7.10条规定，不旱和无效数据区域用透明色表示。5.6.3 旱情遥感监测专题图上可叠加行政区域界线、居民点分布数据以及河流、湖泊、水库等地理要素图

18、层及注记，符号图式及注记执行SL 73.72013中5.15.8。专题图的制图规范可参照GB/T 28923.1执行。5.6.4 旱情遥感监测专题图应包括图名、图例、文字标识、比例尺、监测时间、完成单位等。5.6.5 旱情评估统计表列出按照行政区域统计的受旱（灾）面积等信息。表样参见附录D。5.6.6 监测评估报告包括背景情况、数据与方法、结果分析、结论和附件（必要的图、表格及影像资料）。5.7 质量控制采用实测数据对监测结果验证时，要求旱情等级误差不大于一个级别。附录A（资料性附录）常用卫星通道参数表表A.1 常用光学卫星通道参数表卫星通道波长/m波段星下点分辨率/m幅宽/kmEOS/MOD

19、IS中分辨率成像光谱仪10.620.67可见光（Visible）250233020.8410.876近红外（Near infrared）30.4590.47950040.5450.56551.2301.25061.6281.652短波红外（Short infrared）72.1052.15580.4050.420100090.4380.448100.4830.493110.5260.536120.5460.556130.6620.672140.6730.683150.7430.753160.8620.877170.8900.920180.9310.941190.9150.965203.6603

20、.840中波红外（Middle infrared）213.9293.989223.929-3.989234.0204.080244.4334.498254.4824.459261.3601.390276.5356.895287.1757.475298.4008.700309.5809.880远红外（Far infrared）3110.78011.2803211.77012.2703313.18513.4853413.48513.7853513.78514.0853614.08514.385表A.1 常用光学卫星通道参数表（续）FY-3极轨气象卫星VIRR可见光、红外扫描辐射计0.580.681

21、10029000.840.893.553.9510.311.311.512.51.581.640.430.480.480.530.530.581.3251.395HJ-1A卫星CCD相机0.430.527200.520.600.630.690.760.90HJ-1B卫星CCD相机、红外多光谱相机0.751.101501.551.753.503.9010.512.5300Landsat 8 卫星 OLI陆地成像仪0.4330.4531850.4500.5150.5250.6000.6300.6800.8450.8851.5601.6602.1002.3000.5000.680全色1.3601.390