基于遙感影像的城市洪澇災害監測研究進展綜述論文目錄TOC\o"1-3"\h\u26210基于遙感影像的城市洪澇災害監測研究進展綜述論文 117840關鍵詞：遙感影像；城市洪澇災害；監測 124471引言 125627一、城市洪澇災害的現狀研究 113016二、城市洪澇災害的監測研究 230967三、基于遙感影像的城市洪澇災害的監測研究 331235四、研究述評 432087參考文獻 5摘要：洪澇災害具有發生頻率高、影響范圍廣、造成損失大的特點，嚴重威脅農業的可持續發展，制約人類社會經濟發展。為了防止這方面的危害產生，需要對城市洪澇災害進行有效的監測和預警。本研究將對城市洪澇災害監測的研究成果進行匯總和整理，幫助人們了解這方面的研究進展，以便在學術界的研究基礎上進一步改善城市洪澇災害的監測技術，將遙感影像等先進技術有效利用起來。關鍵詞：遙感影像；城市洪澇災害；監測引言我國地域遼闊，自然地理和氣候條件復雜，各地自然災害頻繁發生，其中，洪澇災害占有很大的比重。洪澇災害是突發性事件，具有持續時間短、危害大等特征，為了有效地預防和控制洪澇災害，必須迅速準確地了解水情、水勢的進展情況，并及時地進行洪澇調控。因此的，學者對洪澇災害的監測進行了大量研究，各種監測技術應運而生，隨著技術的發展，遙感影像也開始被利用起來，學者也開始研究遙感影像技術在城市洪澇災害監測中的應用，并產生了一定的研究成果，相關的研究也在不斷增加，但總的來說還不是很充分。本研究將對這方面的研究成果進行整理和匯總，以便幫助更多人了解這方面的研究進展。一、城市洪澇災害的現狀研究研究城市洪澇災害的目的顯然是為了有效的治理，不僅包括災害發生之后的應急處置，更包括事前的有效預防和事后恢復與總結。國內外學者關于城市洪澇災害的研究主要集中于洪澇災害的成因及對策等方面。Milly，PCD（2013）表示人類活動引起的大氣成分變化的輻射效應將導致氣候變化，特別是全球水循環的進一步發酵，從而增加城市洪澇災害的風險。武藤裕花等（2019）研究發現，日本境內近年來遭受洪澇侵害的區域多是面積較小，以平原區為主，與之相對應被害地的人口密度又較大，城市的地勢本身排水不暢以外，后期的蓄水調節也不足，進一步加重了城市原本的地形劣勢，造成城市的洪澇災害頻發。坪井塑太郎（2017）對21世紀開始至今在東京發生的洪澇災害區域進行調研得知，除了東京本地區水域較多以外，還有隨著城市的建設擴張，土地原有的生態格局被破壞，地面水流通的循環不平衡的現象發生，蓄水調節的基礎設施如若無法跟進，那么洪澇災害的風險會加倍提升。Barredo發現1970-2005年歐洲的洪水泛濫，但氣候變化不是主要原因，而是人口增加、財富暴露度和脆弱性增加造成的結果。李夢婕（2014）初步探究了湖南洪澇災害格局的影響因素，洪澇災害損失的變化受自然因素和社會因素共同的影響，其損失與年降水量、地區生產總值呈現顯著的正相關。姜仁貴等（2022）也提出城市洪澇災害的孕災環境日益復雜，究其原因還是在于城市規劃和改進方面的不足，除了地面用地因為建設和經濟問題導致的紊亂之外，城市的排水循環系統分布沒有真正對排解城市洪澇起到作用。李超超等（2019）站在城市化的視角之下統籌看待城市內澇，研究并提出隨著城市化的進行，城市土地開發在所難免，城市地表的蓄水能力與循環再利用能力存在不足，再加上人口密度持續增加，城市“熱島效應”與“雨島響應，相互影響導致洪澇災害成為多數城市的常態。關于城市洪澇災害的治理方面，片田敏孝等（2004）建議繪制洪澇災害的指導地圖并普及至城市居民，必要時候召開城市居民會議了解洪澇風險的相關知識，降低民眾對于洪澇的不確定性，降低洪澇風險的社會性傳遞。末次忠司（2018）認為政府和社會也應該針對洪澇災害出臺相應的軟件和信息發布平臺，確保區域公眾能夠及時獲取有關洪澇災害的準確信息。秦波等（2012）也提出對于城市洪澇災害的治理僅僅依靠技術上的工程措施是不能夠有效根治的，一定要配合應急管理的建設，建議城市應該以洪澇災害的應急管理建設為跳板，擴散到城市的應急管理綜合建設。李瓊等（2020）通過Citespace對我國重大突發公共事件爆發之下的應急管理進行系統分析得出，目前我國此方面的研究熱點集中在體制建設，政府作為等方面，相對來說在應急管理的建設方面給予了極大重視。二、城市洪澇災害的監測研究VanAlphen，J.等（2009）認識到洪澇風險難以監測，建議實用SPI指標和EXCIMAP的相關內容對目標城市過往的洪澇事件進行歸納，不僅可以檢測到區域從過去到現在的水文情況，還能夠檢測出發生洪澇災害的潛在威脅，全面總結洪澇相關的數據信息，不僅有洪澇的分布甚至還包括土地使用的規劃、應急規劃等方面的展示。Meyer，V（2009）在GIS的基礎之上，繪制了一個多準則的洪澇風險評估和繪圖方法，展示了洪澇的多重分布，進一步緩解了評估洪澇風險的可變性。黃國如等（2019）基于InfoWorksICM構建了城市洪澇的仿真模型，分別從致災因子、孕災環境、承災體、防災減災能力四個指標出發，在模型模擬下評估區域承受洪澇災害的能力。蔣雯京等（2019）都通過GIS建立城市洪澇災害的模型，重構和評估指標依靠層次分析法，分別對江西、南寧、浙江三個省市進行洪澇災害的評估，研究也證明評估結果符合各省市的實際發生情況，驗證了評估系統的科學性。三、基于遙感影像的城市洪澇災害的監測研究遙感洪澇災害監測的關鍵技術是圖像識別和變化檢測。從數據源角度，洪澇遙感監測可以分為基于光學圖像的洪澇提取、基于SAR圖像的洪澇提取、基于光學圖像和SAR圖像的洪澇提取。基于光學和SAR圖像的洪澇提取，存在數據組合后使用和融合后使用兩種方式。組合使用的方式直接選擇SAR和光學衛星的波段和產品組成新的圖層組，不進行其他融合等處理加工。融合后使用的方式是指通過合適的算法將原始圖像進行計算，得到一個同時包含多源原始數據信息的新結果，以融合后的新結果作為數據源，或將原始數據和融合后的數據一起作為數據源進行水體或淹沒區提取。Li等（2019）提出了一種基于Sentinel-1數據的兩步自動變化檢測方法，可以有效提起郊區開放性水體變化。陳玲艷等（2014）提出自適應閾值法，提高SAR圖像水體實時檢測的準確率，并在淮南地區進行應用，結果表明該方法能快速、有效、準確地提取大范圍SAR圖像中的水體。孫亞勇等（2019）利用Sentinel-1數據進行洪澇提取，根據水體和植被的不同特性，分別構建了開放性水體(完全淹沒區)及部分淹沒的植被區災情提取模型，并應用于緬甸伊洛瓦底江下游地區的洪水監測，在耕地受災面積提取方面取得了較好的結果。Long等（2014）先利用災前、災中的波段進行差值計算，然后對差值結果利用閾值法和決策樹的思想確定兩個閾值，分別提取完全淹沒區和農田淹沒區。此外，RGB合成法也是常用的方法之一，基于RGB顏色合成原理，分別將災前災中的雷達圖像用作RGB波段，提取顏色異常區域。該方法的核心是RGB顏色模型，所以對數據處理使其適用于RGB模型具有較高要求，且數據處理具有主觀性。Wan等（2019）針對SAR圖像，提出結合自動閾值選擇、像素和對象的分類以及雙向區域增長方法的一種洪水淹沒區自動提取方法，對吉林省洪水淹沒區進行提取，該方法結果要優于水體指數閾值法和傳統像元的提取方法。蔣丹丹（2019）采用面向對象的多尺度分割技術，結合影像光譜和空間信息，構建知識規則集，實現水體信息的半自動提取。鐘仕全，莫建飛等人（2016）充分驗證了GF-1衛星遙感數據監測巖溶洼地洪澇災情的有效性，并可細致描繪巖溶洼地洪澇災害淹沒時間長、受災面積小、數量多、分布廣泛的特點。王景旭，邱士可等人（2021）以強降雨前后的GF-3號SAR影像為數據源，采用PIE-Basic軟件對鄭州市市轄區的水體進行提取，通過強降雨前后水體面積變化對鄭州市市轄區的洪澇災害進行監測.結果表明，丁店水庫在此次降雨過程中受影響較為嚴重；鄭州市東部區域受洪澇災害影響較大；GF-3號影像在降雨過程中影像包含豐富信息，能夠準確監測城市內澇中水體淹沒范圍變化。黃詩峰，馬建威（2021）指出，遙感技術已成為我國防洪減災的重要支撐手段。介紹了衛星、無人機、地面站網相結合的空天地一體化遙感監測技術.回顧了遙感技術在洪澇災害監測中的應用情況.并對空天地一體化洪澇災害監測的未來發展進行展望。四、研究述評綜上所述，當前有關城市洪澇災害的研究較多，主要集中于城市洪澇災害的成因和治理措施方面，這方面的研究大多是實踐研究，學者針對案例地點的實際情況進行了分析。隨著城市洪澇災害的不斷發生，學者逐漸意識到對城市洪澇災害監測的重要性，并對這方面的監測進行了較多的探索，但依然缺少較為有效的監測方面，通過進一步的研究，不少學者發現了遙感影像的監測優勢，于是加強了基于遙感影像的城市洪澇災害的監測研究，但這一技術的利用還處于發展階段，這方面的研究還在進一步增加，總的來說還不是很充分，需要深入和加強。希望本文的研究可以為城市洪澇災害的監測和治理提供一定的參考指導作用。參考文獻MillyPCD&Dunne，KA.ColoradoRiverflowdwindlesaswarming-drivenlossofreflectivesnowenergizesevaporation，Science，2020，367(6483).pp.12520李夢婕,汪明,史培軍.湖南暴雨洪澇災害損失時空特征及影響因素分析[J].北京師范大學學報：自然科學版,2014(4):6.姜仁貴,王思敏,解建倉,等.變化環境下城市暴雨洪澇災害應對機制[J].南水北調與水利科技,2022(020-001).李超超,程曉陶,申若竹,等.城市化背景下洪澇災害新特點及其形成機理[J].災害學,2019,34(2):6.秦波,田卉.城市洪澇災害應急管理體系建設研究[J].現代城市研究,2012(1):29-33.李瓊.洪水災害風險分析與評價方法的研究及改進[D].華中科技大學,2012.黃國如,羅海婉,陳文杰,等.廣州東濠涌流域城市洪澇災害情景模擬與風險評估[J].水科學進展,2019,30(5):10.蔣雯京,程春梅,張艷蓓,等.基于GIS/AHP集成的浙江省洪澇災害風險評估[J].測繪通報,2019(2):6.LiY，MartinisS，WielandM.Urbanfloodmappingwithanactiveself-learningconvolutionalneuralnetworkbasedonTerraSAR-Xintensityandinterferometriccoherence[J].ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing，2019，152:178.陳玲艷，劉智，張紅.基于水體散射特性的SAR圖像水體檢測[J].遙感技術與應用，2014(6):963-969.孫亞勇，高思遠,黃詩峰,等.Sentinel-1SAR數據在四川茂縣山體滑坡災害監測中的應用研究[J].中國水利水電科學研究院學報,2019,17(2):7.LongS，FatoyinboTE，PolicelliF.FloodextentmappingforNamibiausingchangedetectionandthresholdingwithSAR[J].EnvironmentalResearchLetters，2014，9(3)035002.WanL，LiuM，WangF，etal.AutomaticextractionoffloodinundationareasfromSARimages:acasestudyofJilin，Chinaduringthe2017flooddisaster[J].InternationalJournalofRemoteSensing，2019，40:5050-5077.蔣