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抗震救灾背后新科技 首次应用自主研发雷达系统

2010.5.04

4月17日晨,包括载有当前最先进数码航摄仪ADS80的“空中国王”型飞机在内的7架飞机对玉树县进行了航拍

国家测绘局技术人员通宵达旦赶制出玉树县结古镇震后航空影像图

  4月14日7时49分,玉树地震发生的那一刻起,全国动员的抗震救灾战斗就拉开了大幕。

  首先需要的就是地图。早一秒钟拿到地图,就意味着为无数废墟下待救的生命赢得宝贵的时间。地震发生后,在外地出差的国家测绘局局长徐德明立即回京,第一时间部署强调:要不惜一切代价快速制图、出图、供图!

  截至4月22日,测绘部门累计向中共中央办公厅、国务院办公厅、国务院应急办、国家发改委、国家防汛抗旱总指挥部、青海省委、省政府等20多个部门和单位提供地图6400套(幅)、基础地理信息数据1100GB。

  各种翔实的测绘地图为救援玉树、分析玉树震后形势的各方提供了宝贵的资料。据记者了解,就在4月18日一天,国家测绘局的网站数据流量就激增到平日的45倍。在完成这样迅速、准确而又繁重的制图工作中,测绘部门采取了哪些新技术、新手段?《中国经济周刊》专访国家测绘局国土测绘司司长张燕平、中国测绘科学研究院院长张继贤,揭秘那些鲜为人知的幕后故事。


  首次应用新自主研发雷达系统

  “抗震救灾是一个多部门的协同作战,系统极为复杂,协调一致非常重要。在汶川地震发生时,由于经验不足,应急机制尚未完善,例如我们做好了地图,不知道给谁;有关部门需要地图,不知道找我们来要。” 张燕平司长向《中国经济周刊》介绍说,“但玉树地震后,国家测绘局启动了测绘应急保障服务预案,开通了测绘成果提供绿色通道。测绘与其他各部委的配合非常默契,根据应急响应机制,流程化的往下走。我知道你下一步要什么图,我已经在做,等你要的时候,我已经做好了。”

  据介绍,绘制地图第一步就是获取影像资料,即:空中拍摄的照片。测绘人员先要拿到这些照片,再把它们解译加工成地图。

  据记者了解,这次玉树地震后,国家测绘局一共使用了七架飞机:一架“空中国王”型飞机,一架“奖状”型飞机,五架高原型无人机。通过在飞机上安装数码航摄机(即高端数码相机)和机载合成孔径雷达系统,高空拍摄,来获取灾区的第一手影像资料。

  其中,机载合成孔径雷达系统是由我国自主研发的。据张燕平向 《中国经济周刊》 介绍:“原本想从国外引进技术,但这套设备国际禁运。通过我们科研人员几年的刻苦攻关,最终研制成功。这次玉树地震是这套国产自主知识产权的系统第一次实战演练,效果不错。”而这套雷达系统就安装在“奖状”飞机上。

  张继贤向《中国经济周刊》介绍:“影像主要有两类,一类是光学影像,一类是雷达影像。本次‘空中国王’型飞机和无人机都配有高端数码相机,拍摄的都是光学影像,而‘奖状’型飞机获得的则是雷达影像。”


  二者有何区别?为什么要使用雷达摄像呢?

  “雷达影像跟光学影像不一样,前者是通过向地面发射雷达波来距离成像,后者是光学成像。雷达影像的优点有二:第一,雷达波不受天气影响,不分昼夜,风雨无阻。雷达摄像因此被称之为‘全天候’、‘全天时’;第二,雷达可以提供比光学影像更为独特的信息,譬如:电缆、管线布局、地震断裂带、大坝垮塌等,还有玉树地区牧民家都有羊圈,雷达反映羊圈的围栏都非常清楚,以此判断这房屋是否民居。”张继贤说。

  在摄影机型的选择上,“空中国王”型飞机和无人机各有优势。“空中国王”是大型机,适合在区域大、范围广、地理形势和缓的情况飞行,而无人机则适合在地形复杂、区域狭窄的地方飞行。张继贤介绍说,“空中国王”航摄高度在5000米~7000米,而无人机即使在500米的低空也可航拍。

  对抗震救灾的测绘工作来说,还有个指标至关重要,这就是分辨率。据介绍,无人机的分辨率是10厘米,“空中国王”航摄机一般在20厘米,雷达一般在50厘米~500厘米。


  即时更新的灾情信息系统

  “通过飞机航摄图像,测绘部门一共制作成了数千套地图,归为五类。”张继贤说。

  第一类是正射影像图。胡锦涛总书记亲赴前线指挥时,查看的那幅灾区地形图以及墙上悬挂的那幅地图都是这种“正射影像图”。通过这幅地图,可以清楚地了解地震灾区的实际状况,例如,房子倒塌情况,村庄毁损情况等;也可以了解救援情况,已经搭建了多少帐篷,哪些地区已经饱和,哪些地区还要追加等等。

  第二类是三维影像图。正射影像图是平面的,而三维图就相当于把实际地貌搬到了屏幕上。某个校舍有多高,处于什么位置,一目了然。汶川大地震中,地形地貌特别复杂,道路不通,当时中央电视台播放的灾区影像使用的就是三维影像图。

  第三类是灾情信息图。测绘部门组织专家对地图上损毁的信息进行判读,并予以标注。例如,有多少房子倒塌,其中,多少校舍,多少民居等,附有相应的统计报告,这样,相关部门就可以此进行灾情评估和分析,并采取相应措施。

  第四类是专题图,为各个不同部门提供的。比如地震灾害部门需要的是灾区滑坡、泥石流情况,塌方情况,测绘部门把它绘制出来,提供一个专题图。

  第五类是地形图。据介绍,灾区震后,测绘部门将适时绘制新的地图。这些地形图提供给各行各业,有关部门就以此为基础,加注本部门的信息,譬如,为水利部门提供的地形图就可以把水利工程的信息加注上去。

  张继贤特别向《中国经济周刊》指出的是“灾区灾情地理信息系统”。自地震发生以来,测绘部门绘制了多幅地图,也做出了很多统计报告,所有这些构成了一个极为丰富的“灾区灾情地理信息系统”。自4月14日以来,信息系统每天都会更新图片与数据信息,以供相关部门使用。

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