李金香 李亞芳 李 帥 譚 明 常想德

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無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在新疆皮山地震災(zāi)情獲取中的應(yīng)用1

李金香 李亞芳 李 帥 譚 明 常想德

（新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830011）

2015年07月03日，新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣（37.6°N，78.2°E）發(fā)生S6.5級(jí)地震，震源深度10km。本文利用高性能無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)獲取災(zāi)區(qū)高分辨率影像數(shù)據(jù)，結(jié)合地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查建立建筑物震害遙感解譯特征，采用人工目視解譯完成了災(zāi)區(qū)6個(gè)0.01°×0.01°格網(wǎng)評(píng)估區(qū)房屋類型及損毀程度應(yīng)急遙感調(diào)查，獲取測(cè)區(qū)地震災(zāi)情信息。結(jié)果表明：測(cè)區(qū)內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)類型主要包括土木、磚木、磚混結(jié)構(gòu)；倒塌房屋主要為土木結(jié)構(gòu)及個(gè)別老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋，倒塌和局部倒塌的土木結(jié)構(gòu)房屋占評(píng)估區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋總數(shù)的68%，倒塌和局部倒塌的磚木結(jié)構(gòu)房屋占評(píng)估區(qū)磚木結(jié)構(gòu)房屋總數(shù)的12%；測(cè)區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋局部倒塌1間，未倒塌228間，磚混結(jié)構(gòu)顯示出良好的抗震性能，對(duì)避免人員傷亡和減少經(jīng)濟(jì)損失起到重要作用。

無(wú)人機(jī) 遙感 皮山地震 災(zāi)情

引言

北京時(shí)間2015年07月03日09時(shí)07分，新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣（37.6°N，78.2°E）發(fā)生S6.5級(jí)地震，震源深度10km。此次地震造成災(zāi)區(qū)各類建筑物大面積破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)與財(cái)產(chǎn)損失。為快速開(kāi)展震后災(zāi)情遙感應(yīng)急調(diào)查，工作人員在第一時(shí)間利用無(wú)人機(jī)低空遙感平臺(tái)獲取了災(zāi)區(qū)海量高分辨率遙感影像。

地震災(zāi)情遙感應(yīng)急調(diào)查與一般遙感調(diào)查不同，其需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，以快速獲取的地震災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用快速遙感解譯方法獲取盡可能準(zhǔn)確的地震災(zāi)情信息（陳曉清等，2008；童立強(qiáng)，2008；童玲等，2008；陸博迪等，2011）。為此，在本次抗震救災(zāi)工作中，采用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)，充分發(fā)揮其靈活、機(jī)動(dòng)、快速、成本低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)（龔建華等，2008），在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲取新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣皮西那鄉(xiāng)重點(diǎn)災(zāi)害區(qū)域的遙感影像數(shù)據(jù)，利用本文中的無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)處理流程解譯出重點(diǎn)災(zāi)區(qū)房屋損毀程度等信息，為及時(shí)了解震后災(zāi)區(qū)災(zāi)害情況提供支持，為災(zāi)情評(píng)估、救援和災(zāi)后重建工作提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)的獲取

本次地震重災(zāi)區(qū)主要位于皮山縣。皮山縣隸屬新疆維吾爾自治區(qū)和田市，總面積為3.98×104km2，皮山縣為多民族聚居縣，其中少數(shù)民族占98.4%，主要以維吾爾族為主體，包含漢、回、柯?tīng)柨俗蔚?2個(gè)民族。災(zāi)區(qū)中部主要是風(fēng)積、沖積及傾斜平原區(qū)，北部是塔克拉瑪干沙漠，南部是喀喇昆侖山。地震災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)有2—3條規(guī)模相對(duì)較大的河流，居民生活在河谷地帶，河谷兩側(cè)為常年風(fēng)沙堆積的沙丘。

為快速評(píng)估地震重災(zāi)區(qū)災(zāi)情，工作人員第一時(shí)間采用無(wú)人機(jī)低空遙感信息采集平臺(tái)采集皮山縣皮西那鄉(xiāng)遙感數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)低空遙感信息采集平臺(tái)有多個(gè)不同的種類，使用不同種類無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，起降時(shí)對(duì)場(chǎng)地的要求不同，最終調(diào)查的區(qū)域范圍和調(diào)查結(jié)果的精度也不一樣。為此，根據(jù)調(diào)查需求，科學(xué)地選擇信息采集平臺(tái)、合理地制定航行路線是完成探測(cè)任務(wù)的首要保證（徐志強(qiáng)等，2009）。在新疆皮山地震災(zāi)害遙感應(yīng)急調(diào)查中，采用無(wú)人機(jī)搭載SONY數(shù)字相機(jī)為傳感器收集地面信息，同時(shí)搭載高精度定位定向POS系統(tǒng)以及智能飛行管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)導(dǎo)航和定點(diǎn)曝光，確保完成震區(qū)的飛行作業(yè)和重災(zāi)區(qū)高精度無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)源的采集。在本次地震災(zāi)情遙感應(yīng)急調(diào)查過(guò)程中，共采集災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)9432景。其中，獲取的遙感數(shù)據(jù)主要參數(shù)如表l所示。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)相關(guān)參數(shù)表

2 無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)處理

飛行作業(yè)結(jié)束后，對(duì)獲取的9432景無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成震區(qū)高精度正射遙感影像制作，并進(jìn)行快速災(zāi)情遙感解譯。

遙感數(shù)據(jù)處理主要采用原始航空影像、相機(jī)參數(shù)、機(jī)載POS數(shù)據(jù)等作為輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行正射影像（DOM）制作（梁生甫等，2012）。首先獲取機(jī)載POS數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到每個(gè)POS事件的位置（，，）和姿態(tài)（，，）參數(shù)，POS數(shù)據(jù)可用來(lái)建立航帶內(nèi)及航帶間模型間的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)；其次結(jié)合POS數(shù)據(jù)對(duì)原始航空影像進(jìn)行篩選，去除飛機(jī)起降時(shí)及質(zhì)量不高的影像數(shù)據(jù)；最后進(jìn)行正射影像制作，包括進(jìn)行影像的內(nèi)定向、外定向、正射糾正、正射影像鑲嵌等。影像內(nèi)定向?yàn)獒槍?duì)遙感傳感器系統(tǒng)誤差（如光學(xué)畸變差、CCD排列誤差等）對(duì)單幅影像進(jìn)行糾正，進(jìn)而確定光學(xué)相機(jī)的內(nèi)方位元素的過(guò)程（盧小平等，2010）；影像外定向即根據(jù)相機(jī)攝影中心的位置和相機(jī)姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算得到影像外方位數(shù)據(jù)；影像正射糾正主要是對(duì)航空影像進(jìn)行投影變換，糾正航攝時(shí)產(chǎn)生的像點(diǎn)位移、圖形變形及比例尺不一致等因素，在獲得正射像片的同時(shí)將其改化成規(guī)定比例尺的過(guò)程（尹鵬飛等，2010）。最后進(jìn)行影像鑲嵌完成災(zāi)區(qū)正射影像制作。測(cè)區(qū)經(jīng)處理后的正射影像圖如圖1所示，這些處理后的正射影像數(shù)據(jù)是開(kāi)展災(zāi)區(qū)震害判定的基礎(chǔ)資料。

圖1 測(cè)區(qū)正射影像圖

3 無(wú)人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)解譯

3.1 建筑物震害遙感解譯標(biāo)志的建立

目前在基于遙感影像進(jìn)行震害信息提取和評(píng)估方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了大量的研究與應(yīng)用，提出了一系列震害信息定量提取和評(píng)估的模型（Mitomi等，2000；Yamazaki等，2004；王曉青等，2009，2015a；魏成階，2009；Wang等，2012），如王曉青等（2008）基于高分辨率遙感影像進(jìn)行了2008年汶川8.0級(jí)大地震遙感應(yīng)急震害信息評(píng)估方法研究，并對(duì)實(shí)際評(píng)估效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)；竇愛(ài)霞等（2009）基于遙感圖像震害特征提出了震害信息提取和評(píng)估的組合增強(qiáng)模型；李志強(qiáng)等（2012）基于震后房屋破壞的圖像表現(xiàn)特征，進(jìn)行了汶川地震房屋損壞快速鑒定研究。考慮到地震災(zāi)害遙感應(yīng)急調(diào)查及災(zāi)區(qū)建筑物震害快速分析的需要，本次皮山地震災(zāi)害信息提取從快速產(chǎn)出的角度，通過(guò)地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查結(jié)果與震害遙感影像特征的對(duì)比分析，建立地震災(zāi)區(qū)建筑物群體的震害遙感解譯特征，作為震害信息提取的主要依據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果表明，此次測(cè)區(qū)房屋類型主要為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)等。依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中《建（構(gòu)）筑物地震破壞等級(jí)劃分（GB/T 24335—2009）》（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2009）及建（構(gòu)）筑物在遙感影像中的表現(xiàn)特點(diǎn)，對(duì)地震災(zāi)區(qū)建筑物震害情況進(jìn)行遙感影像分析，總結(jié)建筑物震害遙感影像特征，作為震害遙感解譯的依據(jù)。災(zāi)區(qū)地震現(xiàn)場(chǎng)房屋震害調(diào)查結(jié)果表明，土木結(jié)構(gòu)房屋包含笆子墻結(jié)構(gòu)、土坯結(jié)構(gòu)等，抗震性能較低；磚木結(jié)構(gòu)多為2008年后國(guó)家補(bǔ)貼所建富民安居房，在本次地震中有部分房屋不同程度受損；磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能較好。

圖2為地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查照片。圖2（a）為皮西那鄉(xiāng)農(nóng)經(jīng)站土木結(jié)構(gòu)房屋倒塌現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，圖中房屋承重結(jié)構(gòu)全部損毀，屋頂塌落，整片土木結(jié)構(gòu)房屋全部倒塌，震害嚴(yán)重。圖2（b）為皮西那鄉(xiāng)央塔克村13棟笆子墻土木房屋成片倒塌的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，由圖可知，笆子墻土木房屋倒塌特征多為墻體外閃及屋頂塌落，可清晰分辨出倒塌房屋屋頂?shù)哪玖杭暗厣纤涞耐翂K；從圖2（b）中可以看出土木結(jié)構(gòu)的房屋屋頂邊緣具有外延木質(zhì)房梁，屋頂多為灰色色調(diào)，以平頂為主，與表2中遙感影像土木結(jié)構(gòu)房屋特征一一對(duì)應(yīng)。圖2（c）為皮西那鄉(xiāng)烏喀什村磚木房屋局部倒塌的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，由圖可知，磚木結(jié)構(gòu)房屋局部倒塌主要表現(xiàn)為房屋部分區(qū)域屋頂塌落，磚木結(jié)構(gòu)房屋形狀規(guī)則，屋頂邊緣整齊，部分房屋可見(jiàn)外延木質(zhì)房梁，與表2中遙感影像磚木結(jié)構(gòu)房屋特征一一對(duì)應(yīng)。圖2（d）為皮西那鄉(xiāng)阿亞各阿孜干村老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋倒塌的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，從圖中可見(jiàn)倒塌房屋屋頂?shù)哪玖杭暗厣纤涞拇u塊，老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋屋頂邊緣具有外延木質(zhì)房梁，房屋規(guī)整。圖2（e）為皮西那鄉(xiāng)烏喀什村土木房屋毀壞（左）與磚混結(jié)構(gòu)房屋基本完好（右）的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，由圖可知，磚混結(jié)構(gòu)房屋抗震性能較好，房屋形狀規(guī)則，屋頂邊緣整齊，無(wú)外延木質(zhì)房梁。圖2（f）為皮西那鄉(xiāng)央塔克村靶子墻土木房屋倒塌、磚混結(jié)構(gòu)房屋完好的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片，由圖2（e）、（f）可知農(nóng)村磚混結(jié)構(gòu)房屋多為近年新建房屋，房屋按照統(tǒng)一設(shè)計(jì)施工，房屋大小及外在形狀基本一致，屋頂邊緣整齊，部分具有紅色脊?fàn)钗蓓?，與表2中遙感影像磚混結(jié)構(gòu)房屋特征一一對(duì)應(yīng)。

根據(jù)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的房屋類型及外在形態(tài)，在獲得的遙感影像上進(jìn)行房屋類型及損壞程度人工解譯，由地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)合遙感影像特征可知，土木結(jié)構(gòu)房屋單體房屋形狀多樣，房屋面積大小不一，屋頂邊緣不十分規(guī)整，可見(jiàn)鋸齒狀外延房梁且房梁外延多少不等。磚木結(jié)構(gòu)房屋多為2008年后國(guó)家補(bǔ)貼所建，房屋形狀較為規(guī)整，房屋影像特征為：?jiǎn)误w房屋形狀多為長(zhǎng)方形，屋頂邊緣整齊，可見(jiàn)鋸齒狀外延房梁且房梁外延長(zhǎng)度相同，房屋整齊、美觀程度均優(yōu)于土木結(jié)構(gòu)房屋。測(cè)區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋多為2011年以后新建房屋及政府辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院等公用房屋，抗震性能較高，其影像特征為：房屋多為按要求建設(shè)，單體房屋形狀規(guī)則，多為長(zhǎng)方形，屋頂邊緣整齊，無(wú)外延木質(zhì)房梁。結(jié)合各類房屋影像特征（表2）進(jìn)行測(cè)區(qū)房屋類型遙感解譯。

表2 皮山地震災(zāi)情遙感應(yīng)急調(diào)查主要房屋類型及其典型影像

《地震現(xiàn)場(chǎng)工作第3部分：調(diào)查規(guī)范》（GB18208.3—2011）中根據(jù)建筑物的破壞情況共分為5個(gè)破壞等級(jí)：毀壞、嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕微破壞和基本完好。毀壞：房屋多數(shù)承重構(gòu)件遭受嚴(yán)重破壞，房屋結(jié)構(gòu)瀕于崩潰，土木結(jié)構(gòu)房屋和磚木結(jié)構(gòu)房屋墻倒頂塌；嚴(yán)重破壞：土木結(jié)構(gòu)房屋的承重構(gòu)件遭受嚴(yán)重破壞，出現(xiàn)局部倒塌現(xiàn)象，磚木結(jié)構(gòu)房屋和磚混結(jié)構(gòu)房屋多數(shù)承重構(gòu)件嚴(yán)重破壞；中等破壞：房屋的多數(shù)主體結(jié)構(gòu)、承重墻體出現(xiàn)輕微裂縫，非主體結(jié)構(gòu)及墻體連接處有明顯裂縫。輕微破壞：房屋的個(gè)別主體結(jié)構(gòu)局部有輕微裂縫，非主體結(jié)構(gòu)局部有明顯裂縫；基本完好（含完好）：房屋的承重構(gòu)件完好，個(gè)別非承重構(gòu)件輕微破壞（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2012）。由于測(cè)區(qū)正射遙感影像受到拍攝角度的影響，只能從房屋屋頂?shù)膿p毀程度來(lái)區(qū)分建筑物的損毀程度，因此采用遙感解譯的房屋震害程度與地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果略有不同（李云等，2011；王曉青等，2015b）。本文采用人工目視遙感解譯，將測(cè)區(qū)房屋的損毀程度分為倒塌、局部倒塌和未倒塌。其中倒塌對(duì)應(yīng)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查規(guī)范中的毀壞（倒塌）；局部倒塌對(duì)應(yīng)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查規(guī)范中的毀壞（未倒塌）；未倒塌對(duì)應(yīng)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查規(guī)范中的其他類型（王曉青等，2013）。解譯標(biāo)志如表3所示。

表3 皮山地震災(zāi)情遙感應(yīng)急調(diào)查主要破壞類型及其解譯標(biāo)志

3.2 建筑物震害遙感解譯結(jié)果

根據(jù)上述建立的測(cè)區(qū)房屋類型及損毀程度解譯標(biāo)志進(jìn)行測(cè)區(qū)各類房屋震害程度遙感解譯。首先在測(cè)區(qū)建立0.01°×0.01°格網(wǎng)，將測(cè)區(qū)進(jìn)行格網(wǎng)劃分，從北至南隨機(jī)選擇覆蓋測(cè)區(qū)的6個(gè)評(píng)估區(qū)，統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)房屋建筑類型及損毀程度，進(jìn)而了解整個(gè)測(cè)區(qū)房屋震害情況，完成測(cè)區(qū)地震災(zāi)害遙感應(yīng)急調(diào)查，獲取測(cè)區(qū)地震災(zāi)情信息。測(cè)區(qū)格網(wǎng)及評(píng)估區(qū)如圖3所示。

圖3 格網(wǎng)及評(píng)估區(qū)圖

遙感解譯主要是根據(jù)建立的解譯標(biāo)志，采取在計(jì)算機(jī)輔助下的人工目視解譯方法進(jìn)行。在遙感解譯過(guò)程中，解譯處理的關(guān)鍵技術(shù)和絕大部分的工作均由人工完成，以確保遙感解譯結(jié)果的精確性。本文工作在ArcGIS軟件平臺(tái)上進(jìn)行，利用遙感圖像可以解譯出每個(gè)房屋地理位置、建筑類型及損毀程度，以便于統(tǒng)計(jì)評(píng)估區(qū)內(nèi)各類房屋損壞程度，掌握災(zāi)區(qū)房屋震害基本信息。最終的遙感解譯結(jié)果如表4所示。

表4 評(píng)估區(qū)建筑物遙感解譯結(jié)果

續(xù)表

由表4可知，地震造成測(cè)區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋大量毀壞，評(píng)估區(qū)中倒塌和局部倒塌的土木結(jié)構(gòu)房屋共計(jì)266間，未倒塌房屋共計(jì)123間，倒塌和局部倒塌的土木結(jié)構(gòu)房屋占評(píng)估區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋總數(shù)的68%。同時(shí)受到正射影像拍攝視角影響，建筑物損毀程度遙感解譯僅從房頂破壞程度判斷，對(duì)于內(nèi)部承重墻及其他部件的損毀難以觀測(cè)，故而在解譯結(jié)果中未倒塌的建筑物存在嚴(yán)重破壞及中等破壞情況。綜合6個(gè)評(píng)估區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋遙感應(yīng)急調(diào)查結(jié)果可知，測(cè)區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋損毀嚴(yán)重，易造成人員傷亡和大量經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。評(píng)估區(qū)共有房屋930間，其中土木結(jié)構(gòu)房屋占比最大，主要因?yàn)闉?zāi)區(qū)為平原綠洲地區(qū)，人口稠密，經(jīng)濟(jì)卻相對(duì)落后，許多自建的老舊土木房屋依然作為輔助房屋使用，因此土木結(jié)構(gòu)房屋在災(zāi)區(qū)分布較多。災(zāi)區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋的承重構(gòu)建主要包括土坯砌筑墻體和木架笆子墻兩種類型，多為老舊房屋，年久失修，具有建筑材料強(qiáng)度低、基礎(chǔ)穩(wěn)定性差等缺陷，同時(shí)受建筑施工質(zhì)量和區(qū)域場(chǎng)地條件的影響，地震造成了房屋大面積倒塌。結(jié)合地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，測(cè)區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋倒塌情況主要為：笆子墻房屋大多為墻倒頂塌，土坯墻房屋山墻和前后墻體均倒塌，無(wú)完整本墻體。

測(cè)區(qū)磚木結(jié)構(gòu)房屋倒塌1間，局部倒塌共計(jì)35間，未倒塌共計(jì)276間，倒塌和局部倒塌的房屋占評(píng)估區(qū)磚木結(jié)構(gòu)房屋的12%。遙感影像中可清晰分辨出部分老舊磚木及自建磚木結(jié)構(gòu)房屋局部倒塌及房頂?shù)袈洮F(xiàn)象。磚木結(jié)構(gòu)房屋在地震災(zāi)區(qū)分布較多，主要有老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋和自建房及新建磚木結(jié)構(gòu)房屋。結(jié)合地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，災(zāi)區(qū)倒塌的磚木結(jié)構(gòu)房屋均為老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋，基本完好的磚木結(jié)構(gòu)房屋大多為2008年后新建的磚木結(jié)構(gòu)房屋。

測(cè)區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋局部倒塌1間，未倒塌228間，磚混結(jié)構(gòu)顯示出良好的抗震性能。測(cè)區(qū)范圍內(nèi)磚混結(jié)構(gòu)房屋數(shù)量較少，主要為政府、學(xué)校、醫(yī)院等公共房屋以及部分新建富民安居工程房屋。磚混結(jié)構(gòu)房屋在本次地震抗震中發(fā)揮了重要作用，抗震效果顯著。

4 結(jié)論

本文進(jìn)行了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在新疆皮山地震災(zāi)情獲取中的應(yīng)用研究，以高性能無(wú)人機(jī)為平臺(tái)的低空航空遙感技術(shù)在新疆皮山地震抗震救災(zāi)中發(fā)揮了特殊的作用，獲取的9432景遙感數(shù)據(jù)以及經(jīng)處理獲得的DOM數(shù)據(jù)為災(zāi)區(qū)災(zāi)情信息的快速獲取、人民群眾生活安置和災(zāi)后規(guī)劃重建提供了寶貴的資料。

本次地震災(zāi)害提取從快速產(chǎn)出角度，通過(guò)對(duì)地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查與震害遙感影像進(jìn)行對(duì)比分析建立建筑物群體震害遙感特征，通過(guò)人工目視解譯完成了地震災(zāi)區(qū)房屋類型及損毀程度的應(yīng)急遙感調(diào)查。從北至南隨機(jī)選擇覆蓋測(cè)區(qū)的6個(gè)0.01°×0.01°格網(wǎng)評(píng)估區(qū)，統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)房屋建筑類型及損毀程度，獲取測(cè)區(qū)地震災(zāi)情信息。測(cè)區(qū)內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)類型主要包括土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)。倒塌房屋主要為土木結(jié)構(gòu)房屋和個(gè)別老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋，土木結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴(yán)重，其中倒塌和局部倒塌的土木結(jié)構(gòu)房屋占評(píng)估區(qū)土木結(jié)構(gòu)房屋總數(shù)的68%。倒塌的磚木結(jié)構(gòu)房屋均為老舊房屋，其中倒塌和局部倒塌的磚木結(jié)構(gòu)房屋占評(píng)估區(qū)磚木結(jié)構(gòu)房屋的12%。測(cè)區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋局部倒塌1間，未倒塌228間，磚混結(jié)構(gòu)顯示出良好的抗震性能。

本次地震是新疆近10年來(lái)?yè)p害最為嚴(yán)重的一次地震，地震造成災(zāi)區(qū)大量房屋倒塌，尤其是災(zāi)區(qū)土木結(jié)構(gòu)的房屋損壞十分嚴(yán)重，出現(xiàn)了成片倒塌的現(xiàn)象，而災(zāi)區(qū)經(jīng)濟(jì)落后，土木結(jié)構(gòu)房屋又占比較大，因此造成本次地震損失慘重。災(zāi)區(qū)近年來(lái)新建的富民安居工程房屋無(wú)一倒塌，抗震效果顯著，富民安居工程在地震來(lái)臨時(shí)，對(duì)避免人員傷亡、減少經(jīng)濟(jì)損失和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定起到了重要作用。本次地震災(zāi)區(qū)是我國(guó)地震高發(fā)區(qū)，地震形勢(shì)十分嚴(yán)峻，應(yīng)繼續(xù)加大該區(qū)域富民安居工程的投入力度，爭(zhēng)取惠及更多群眾。

致謝：在本文的研究與分析過(guò)程中，得到了下列單位及專家的支持：中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所提供了災(zāi)區(qū)無(wú)人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)支持，王曉青研究員給出了寶貴建議，審稿專家給出重要修改意見(jiàn)。在此一并致謝！

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Application of Remote Sensing Technology of UAV in the Acquisition of Earthquake Disaster in Pishan, Xinjiang

Li Jinxiang, Li Yafang, Li Shuai, Tan Ming and Chang Xiangde

(Earthquake Agency of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830011, China)

On July 3, 2015, an earthquake (S6.5) occurred near Pishan county (37.6°N, 78.2°E), Hotan Prefecture, Xinjiang Uygur Autonomous Region of China. The focal depth is 10km. In this paper, we use high performance UAV data acquisition platform to obtain the high resolution image data in disaster areas, and establish the remote sensing characteristic features of earthquake disaster based on the field investigation of earthquake damage, and then we use the method of artificial visual interpretation to investigate the building type and the building damage extent in six 0.01°×0.01° degree grid assessment districts to access the earthquake disaster information. The results revealed that the building structure types in the survey area mainly include civil structure, brick-wood structure and brick-concrete structure. The collapse building types mainly include civil structure buildings and individual old brick-wood structure buildings. The collapse and partial collapse of the civil structure building accounted for 68% of the total number of civil structures, and the collapse and partial collapse of the brick-wood structures building accounted for 12% of the total number of brick-wood structures in the assessment area. There is only one brick-concrete structure building collapsed and 228 did not collapse. Brick-concrete structure buildings show good anti-seismic performance and play the important role in avoiding casualties and reducing economic loss by the earthquake.

UAV; Remote sensing; Pishan Earthquake; Disaster

10.11899/zzfy20170324

新疆地震科學(xué)基金項(xiàng)目（201510），地震應(yīng)急青年重點(diǎn)任務(wù)（CEA_EDEM-201511），中國(guó)地震局地震行業(yè)科研專項(xiàng)（2013419018）

2016-08-05

李金香，女，生于1984年。工程師。主要從事地震應(yīng)急與遙感震害監(jiān)測(cè)研究。E-mail：ljxhappy365@163.com