汶川大地震發(fā)生后，盡快了解災情、實施緊急救援成為首要任務。這不僅需要力量與勇氣，還需要專業(yè)技術。危急時刻，測繪高科技手段和專業(yè)化設備發(fā)揮了重要作用，提高了搶險救災效率，減少了災害損失，為無數(shù)廢墟下待救的生命贏得了寶貴的時間，充分顯示出科技救災的威力。

遙感技術快速獲取災情

    地震災害發(fā)生后，人們經常聽到一個過去不太熟悉的名詞：遙感技術。在地震災區(qū)通信、交通被嚴重破壞的情況下，衛(wèi)星遙感和航空遙感技術成為快速獲取災情的最佳途徑。通過掌握災區(qū)最新的影像信息，可以迅速對災情作出科學評估，進而采取有針對性的救災防災減災措施。
    衛(wèi)星遙感技術具有全天候、全天相獲取信息的優(yōu)勢，能夠及時提供宏觀災情。地震發(fā)生后，國家測繪局多方協(xié)調，全球主要衛(wèi)星遙感公司的6顆高分辨率衛(wèi)星隨即調整姿態(tài)，對準四川災區(qū)，一旦獲得最新數(shù)據，立即傳送給國家測繪局。其中一顆遙感衛(wèi)星攜帶了雷達傳感器，可以在陰雨、霧靄等惡劣天氣條件下獲取遙感影像。
    5月13日下午6點，國家測繪局得到災后第一景雷達衛(wèi)星影像。經過中國測繪科學研究院技術人員快速的數(shù)據處理，國內首張災區(qū)震后高分辨率雷達衛(wèi)星遙感影像圖制成，從圖中可以看到滑坡體、水系、道路等震后情況。5月14日，這幅影像圖在中央電視臺播出，使各級領導和公眾對災區(qū)情況有了大致的了解。
    衛(wèi)星遙感能在宏觀上反映災情，但由于受云層遮擋等影響，分辨率不高，不能精確地反映地面情況。航空遙感的分辨率較高，還能大范圍獲取影像，可以人為控制進行有針對性的航拍，重點獲取某個區(qū)域的數(shù)據，是反映災情、指導救援工作以及進行災情評估和災后重建的重要技術手段。因此，國家測繪局在災情發(fā)生后立即調集航攝飛機趕赴災區(qū)一線，實施航攝。
    中國測繪科學研究院是執(zhí)行此次航攝任務的隊伍之一，他們采用了三種不同的航空遙感飛行平臺和傳感器：一種是搭載了數(shù)碼航攝儀的中型通用航空飛機，主要在中高空作業(yè)，可以透過云層空隙獲取大區(qū)域的宏觀圖像，但受空域管制影響較大。一種是超輕型直升機，一般可乘坐一至兩個人，搭載了分辨率優(yōu)于0.2米的航空數(shù)碼相機以及慣性導航系統(tǒng)和衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有定點起降、近地面航攝、分辨率高等特點。一種是無人機，它體積小巧，機動靈活，通過地面遙控快速采集影像，不需要專用跑道起降，受天氣和空域管制的影響較小，主要用于局部監(jiān)測，反映地質災害情況，作業(yè)范圍為30平方公里。這些都是中國測繪科學研究院開發(fā)的具有自主知識產權的新技術，三者在災情監(jiān)測中互為補充，各自發(fā)揮所長。
    科技抗災航空遙感專家組成員、中國測繪科學研究院研究員李英成告訴記者，執(zhí)行此次災區(qū)航攝任務的中型通用航空飛機搭載了由著名遙感專家劉先林院士研制的我國首臺具有自主知識產權的數(shù)碼航空攝影儀。長期以來，我國航空攝影測量一直采用基于膠片的航攝儀，需要對影像進行掃描、地面控制測量和空中三角測量，作業(yè)周期長，自動化、智能化程度低。而這臺數(shù)碼航攝儀技術含量相當高，它裝有4個鏡頭，每個鏡頭可達2200多萬像素。獲取圖像后即可在前方快速處理，把4個小鏡頭獲取的圖像進行拼接。其精度比國外同類產品高3到4倍，正常情況下拍攝分辨率在0.1米至0.2米之間，最高可達0.05米，即使陰天也能在云層下攝影。這臺儀器還配有動態(tài)定位裝置，不需要布設大量的野外基準站，實現(xiàn)了數(shù)據獲取處理一體化，但其價格僅為國外同類產品價格的三分之一。
    據悉，這架搭載了數(shù)碼攝影儀的飛機5月16日從南充機場起飛，航程近900公里，飛行4小時，完成了平武、青川、什邡等地約500平方公里的航攝，獲取圖像600多張，分辨率約0.5米。5月18日，直升機組和無人機組也完成了廣元市寶輪鎮(zhèn)、木魚鎮(zhèn)的航攝，獲得0.15米分辨率的彩色數(shù)碼航空遙感影像。
    遙感技術在此次抗震救災中發(fā)揮了關鍵作用。采用這項先進技術獲取的震后最新影像，為領導迅速了解災情、科學指揮救災以及災后重建規(guī)劃提供了重要依據。

數(shù)據處理技術及時解譯災情

    無論衛(wèi)星還是航攝飛機，它們獲取的都是一幅幅局部影像，必須把這些影像進行鑲嵌、拼接、糾正，才能形成一整幅反映整個區(qū)域情況的影像。同時，由于災區(qū)道路阻塞，余震頻頻，測繪人員很難進入災區(qū)布設控制點進行測圖，只能利用特殊的軟件對遙感影像進行信息提取、解譯、分類等技術處理，才能制作成災區(qū)真彩色影像圖及三維地理信息系統(tǒng)等產品。
    中國測繪科學研究院自主研發(fā)的ImageInfo遙感數(shù)據處理系統(tǒng)，是此次地震災情數(shù)據處理的主要工具。據研究院遙感所副所長張力博士介紹，這套系統(tǒng)是國家“863”重大科技成果，它能夠對多源、多時態(tài)、多分辨率的遙感影像進行快速圖像處理、信息提取與分析，準確確定滑坡、泥石流、堰塞湖，倒塌城鎮(zhèn)房屋、農舍和學校，受損公路、鐵路、農田等各種災情的坐標、高程等地理要素。還可以自動生成等高線，制成數(shù)字地面模型，形象直觀地反映災區(qū)地形地貌。在疊加了圖名、圖幅號、公路格網、注記等整飾內容后，就形成了我們看到的災區(qū)影像地圖。
    這套系統(tǒng)可以對海量的航空航天遙感數(shù)據實施并行分布式處理，大大提高了數(shù)據處理速度，數(shù)據量高達幾個GB的衛(wèi)星影像在一兩個小時內便可處理完成，確保了以最快速度將抽象的數(shù)據“變”為直觀的地圖，提供給決策機構和相關部門進行災情分析。

地理信息系統(tǒng)技術真實再現(xiàn)災情

    連日來，中央電視臺新聞頻道《抗震救災 眾志成城》大型直播節(jié)目中作為新聞背景和解說平臺的災區(qū)三維動態(tài)立體圖，給觀眾留下了深刻的印象。這就是中國測繪科學研究院利用地理信息系統(tǒng)技術研建的神州遨游——三維地理信息應急服務系統(tǒng)，這也是地理信息系統(tǒng)技術首次用于新聞媒體報道活動。
    這套系統(tǒng)以覆蓋全國范圍的航空航天遙感影像和數(shù)字高程模型為基礎，建立了一個地形地貌實時三維漫游平臺。其視覺效果十分逼真，只要主持人說出一個受災縣市的名字，系統(tǒng)就會快速漫游到那里，它所處的地理位置，地勢的高低起伏，周圍有哪些山川河流、道路，與其他市縣之間的空間位置關系等，全都一目了然。系統(tǒng)還可隨時加載最新的影像數(shù)據，通過災前災后的影像對比，就可以清楚地看到地震造成的建筑物倒塌、滑坡、公路損毀、河流阻塞等情況，讓人猶如身臨其境。
    中央電視臺以往的直播節(jié)目采用的都是手繪地圖，準確性、直觀性都不理想。用了這套系統(tǒng)之后，收視效果大為改觀。隨后，《新聞聯(lián)播》等各檔節(jié)目中都使用了這套系統(tǒng)，觀眾可以形象直觀地了解災情，受到中央領導和廣大觀眾的一致好評。中央電視臺副臺長羅明為此專門打來電話，對國家測繪局的支持表示感謝。
    為了讓中央領導和有關部門在第一時間了解災情，中國測繪科學研究院還在自主研發(fā)的政府地理信息系統(tǒng)平臺GeoWindows的基礎上，開發(fā)了應急決策地理信息系統(tǒng)和汶川地震災情綜合地理信息服務系統(tǒng)。研究院政府地理信息系統(tǒng)研究中心主任劉紀平博士為記者介紹和演示了這兩套系統(tǒng)，令記者大開眼界，同時深切感受到了測繪高新技術的巨大魅力。
    應急決策地理信息系統(tǒng)采用空間信息、電子政務等高新技術，整合了各相關部門的災情遙感監(jiān)測信息、地震信息、地質災害信息、人口與經濟信息等，具有災情信息空間定位、查詢、統(tǒng)計與分析等多種功能。通過系統(tǒng)可以很快查到5月12日以來每天發(fā)生的4級以上地震所在的位置、震級、波及的市縣和發(fā)生時間，各種地震災害的分布情況，包括滑坡、堰塞湖、倒塌的建筑物、受損道路、阻塞河道等。
    以備受關注的堰塞湖為例，系統(tǒng)中將30多處堰塞湖全部標注出來，只需輕輕點擊鼠標，每個堰塞湖的名稱、經緯度、高程、所在的河流、所處市縣，以及決堤之后潛在的淹沒面積、受災人口、可能影響的村莊數(shù)等，全都一清二楚。系統(tǒng)還加載了每個受災縣市的衛(wèi)星影像和航空影像，通過災前災后影像對比，很快就能判斷出哪些地方出現(xiàn)了滑坡、坍塌，哪里形成了堰塞湖……
    系統(tǒng)不僅支持多源信息的整合，還實現(xiàn)了應急事件全過程的可視化，為建立國家級應急地理信息平臺奠定了堅實基礎。汶川地震發(fā)生后，根據國務院應急辦和電子政務辦的要求，該系統(tǒng)被迅速安裝在國務院應急辦和國務院辦公廳電子政務辦公室，并進行了10余次數(shù)據和軟件更新，直接為中央領導了解災情和輔助決策提供信息服務。
    汶川地震災情綜合地理信息服務系統(tǒng)則集成了災前災后各種遙感影像和經過解譯的災情信息，并與基礎地理信息、人口經濟信息有機結合。通過系統(tǒng)可以進行受災縣各種災情的可視化查詢、統(tǒng)計、量算和分析。
    記者現(xiàn)場體驗了這套系統(tǒng)的強大功能。在12個重點災區(qū)縣災情三維可視化子系統(tǒng)中，隨著鼠標的移動，記者仿佛自己駕著飛機在災區(qū)上空飛行俯瞰（如圖）。點擊系統(tǒng)中任意一個興趣點，就可以立即獲悉每處堰塞湖的位置、面積，受損公路、鐵路的長度，滑坡的范圍，倒塌居民點的受災人口，農田損毀造成的經濟損失等各類信息。這套系統(tǒng)集成了目前獲取的災前與災后所有地理和人文信息，可為災情監(jiān)測與評估、災后重建規(guī)劃提供科學參考。
    此次抗震救災是對測繪技術體系和應急能力的一次大考驗。我們的科研人員在祖國最需要的時候勇?lián)�重任，不畏艱險，全力以赴，夜以繼日，為抗震救災提供了及時可靠的決策依據，使測繪工作的基礎性、先行性和重要性得到彰顯�？梢哉f，如果沒有現(xiàn)代測繪高新技術的有力支撐，是難以滿足抗震救災對測繪保障的緊迫需求的。