对话四象科技CEO:卫星如何监测自然灾害,救援痛点在哪

被称为史上最磨叽台风“烟花”是有记录以来影响我国大陆地区时间最长的台风,自南向北影响我国东部地区的时间长达10天,造成浙江平均累计降雨量191毫米,突破浙江省登陆台风降雨量纪录,其中单站最大宁波余姚大岚镇丁家畈达1034毫米。
台风过境带来短时大雨量,如何利用遥感卫星监测台风、实施救援?痛点在哪?商业遥感应用企业北京四象爱数科技有限公司(下称“四象科技”)CEO郗晓菲日前对新闻表示,他们根据气象台台风预报信息和当地台风警报预判可能的受灾严重区域,有针对性地提前安排卫星成像。
台风登陆前可根据气象卫星影像计算可能登陆范围,登陆后四象科技第一时间获取宁波地区受灾情况的雷达卫星影像,提取余姚东部地区台风灾害发生前后水体信息,计算涉水面积,分析主要救援道路,利用雷达卫星监测台风过境且降雨量大的山林混合地区的结构下沉情况,对泥石流、滑坡等次生灾害预警。
对于目前以卫星监测自然灾害、提供救援存在的痛点,郗晓菲对新闻表示,卫星资源稀缺是最首要的,救灾不能寄希望于幸运,而是要寄希望于强大的基础设施。在数据源方面,四象科技明年将发射2-3颗星,进一步提高时间分配和空间分配。
“救灾是一个大话题,没有任何手段是万能的,遥感也不是。我一直在讲一个问题,我们的终极目标是救命,只要能救命都是好手段。只要能救命,任何手段都需要上。”郗晓菲说。
用雷达卫星看“烟花”影响
被称为史上最磨叽台风“烟花”,其外围云系7月22日开始影响华东地区,7月25日登陆我国,7月30日变性为温带气旋。从7月22日至31日,“烟花”自南向北影响我国东部地区的时间长达10天,是有记录以来影响我国大陆地区时间最长的台风。
据中央气象台数据,受台风“烟花”影响,7月22日至31日,浙江、上海、江苏、安徽、山东中西部、河北东部、天津、辽宁西南部及河南商丘和周口等地累计降雨量有100~250毫米;浙江北部部分地区700~900毫米,宁波余姚丁家畈1034.3毫米。
郗晓菲表示,台风过境造成的短时大雨量主要有两大影响,一是城市内涝淹没毁坏城市基础设施,比如,“每小时降水量超过100毫米就有可能在城市形成内涝。”二是毁坏农村地区的粮食作物、经济作物。
针对城市降雨,可以利用遥感卫星监测水体覆盖面积和深度。“在这种情况下就是以快、以核心重要部位监测为准,并直接传递到政府救灾部门,他们会以此为依据修正或制定自己的救灾方案。”对于农村地区,主要是用遥感卫星监测农作物的损毁情况,跟踪泥石流、滑坡、堰塞湖等次生灾害。
最重要的是遥感可以打通生命通道,提供生命救援。郗晓菲介绍,比如在某个涉水区域,可以提前通过遥感影像推算出一定时间内的涨水量,及时为前线救援人员提供救援方案,确定安全的救援通道。“道路、广场,或者地势比较高、尚未被水淹没且可以构成人员救援或聚集的地方,甚至是避难所的位置,这些都可以通过遥感计算出来,这些信息给到前方救援人员,其实是可以实时使用的。”
“烟花”登陆浙江舟山后,再次在浙江嘉兴平湖登陆,为1949年有气象记录以来首个在浙江省内两次登陆的台风。“当时烟花在东部沿海开始酝酿的时候,我们就已经在关注它了。”郗晓菲对新闻表示,根据以往经验,走得越慢的台风损毁度越高。“我们计算了它可能登陆的范围,然后和全球的卫星影像采购公司对接,看哪一家的卫星可以在台风窗口期过境。”
雷达卫星可在云、雾、雾霾等能见度较差的气象条件下得到类似光学照相的高分辨率雷达图像,具有全天候、全天时、多视角、穿透能力强、分辨率与作用距离无关等优点。四象科技在台风登陆后第一时间获取了宁波地区受灾情况的雷达卫星影像,并提取余姚市东部地区台风灾害发生前后的水体信息。从水体空间分布图上可以看到,在台风灾害发生后,余姚市水域面积暴增,其中处于河谷地带的三七市镇、丈亭镇、河姆渡镇等地区灾情严重。
将灾情发生前后的雷达影像与7月14日国产高分1号光学影像结合发现,7月14日时余姚杜湖水库水位仍处相对合理位置,堤坝露出明显。但7月26日傍晚数据显示,杜湖水库水位上涨,特别是里杜湖水库水域面积出现大幅增加。另据“余姚发布”消息,7月25日15时55分,余姚下姚江水位3.33米,已超过堤防的警戒和保证水位,且水位呈快速上涨趋势。
四象科技计算相关区域涉水面积、分析主要救援道路,并提供给当地政府及相关部门。除此之外利用卫星监测台风过境且降雨量大的山林混合地区的结构下沉情况,对泥石流、滑坡等次生灾害预警。
卫星监测自然灾害实施救援面临三大痛点
经历过台风“烟花”救援后,四象科技团队复盘,一旦再有类似灾情,预判很重要,数据规划很重要,同时这一切都要建立在和一线沟通的基础上。
对于目前以卫星监测自然灾害、提供救援存在的痛点,郗晓菲对新闻表示,卫星资源稀缺是最首要的。监测“烟花”时团队采用了国外卫星数据,“他们的卫星过境时间比较合适,而且跟地面资源也没有太多冲突,这是比较幸运的,但不可能每次都这样幸运。”郗晓菲表示,救灾不能寄希望于幸运,而是要寄希望于强大的基础设施,而基础设施就是卫星和地面资源。
第二,在救灾过程中难以对我国所有地区和人员都很熟悉,无法摸清各地在自然灾害中最薄弱的环节。不过郗晓菲也表示,好在我国已经开始进行第一次全国自然灾难普查,摸清各地基础情况,“一旦这个系统落成,我国在以后救灾过程中,会提供很多有针对性的手段和针对性的数据和方案。”
第三,卫星图像分析后,数据究竟应该提供给谁才能在灾区一线及时救人、救物、救财?郗晓菲说,传递的信息一定要让一线救援救灾人员能够高效吸收和实施。“一个街乡可能更需要这些信息,如何定位灾害最严重点并把这个信息最高效地传递给街乡,这是一个难点。”
而在信息形式上,“情况紧急时,我们给出的信息就是一条微信,但恰恰就是一条条文字描述,街乡能看得懂,村镇能看得懂,他们要的是这种有用的信息,而不是一幅精美的图。”
针对这些救灾痛点,郗晓菲对新闻表示,在数据源方面,四象科技明年将发射2-3颗星,进一步提高时间分配和空间分配。“我们也在积极参与灾害普查的相关工作,也想发挥一些作用把薄弱点找出来。当然我们国家非常广袤,我们只能参与其中一部分,但即使只是很小的一部分,四象也是在学习、完善和提高效率。”此外,四象科技也在探索如何将航天、卫星、遥感,甚至大数据、三维计算、人工智能等高科技手段转化成真正有用的救灾信息。
“救灾是一个大话题,没有任何手段是万能的,遥感也不是。我一直在讲一个问题,我们的终极目标是救命,只要能救命都是好手段。只要能救命,任何手段都需要上。”郗晓菲说。
今年7月,应急管理部国家自然灾害防治研究院与商业公司签署战略合作协议,利用北斗卫星导航系统的高精度导航定位、授时、大容量短报文、地壳形变监测、大气层和电离层环境监测等优势,逐步实现重特大自然灾害风险“超前感知、智能预警、精准防控、高效救援”应急科技减灾目标。
“位置信息是灾难救援的基础,它决定了资源的流向,北斗跟遥感是天然可以结合的。”郗晓菲表示,甚至可以采用北斗卫星反馈回来的信息为判定区域突变提供相互验证,“我们也会借助北斗信息来修正我们的图像,让图像更精准。”
而北斗更大的优势是短报文功能。在无通信网络的情况下,可以利用北斗卫星系统进行双向信息发送与接收。“尤其是通信中断的时候,如果有北斗终端,非常珍贵的信息可以通过短报文发送到一线指挥员手里。把北斗短报文功能用好,对救援来讲是非常重要的。”

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