衛星技術在我國災害管理中的應用研究論文
我國幅員遼闊，地形地貌與氣候條件復雜，自然災害種類繁多且發生頻繁，除現代火山活動導致的災害外，幾乎所有的自然災害都有發生，其分布廣、隨機性強，是世界上自然災害最多、損失最嚴重的國家之一。從災害區劃看，全國有 74% 的省會城市以及 62% 的地級以上城市位于地震烈度 VII 度以上危險地區，70% 以上的大城市、半數以上的人口、75% 以上的工農業產值，分布在氣象、海洋、洪水、地震等災害嚴重的地區。隨著國民經濟持續高速發展、生產規模擴大和社會財富的積累，災害損失呈現日益加重的趨勢。20 世紀 90 年代以來，中國進入新的災害多發期，新的重大災害事件不斷出現，災害帶來的損失和危害程度呈明顯上升趨勢，呈現出頻次增加、損失加劇、多災并發、次生衍生災害不斷等特點；盡管國家在防災減災領域投入了大量的人力物力，使自然災害造成的人員傷亡逐漸減少，但直接和間接的經濟損失卻不斷增加，自然災害已成為制約國家和區域經濟社會全面發展和影響社會安定的最重要因素之一。
一、空間技術是獲取災害信息的重要手段
為應對嚴重自然災害帶來的挑戰，我國建立了完整的災害管理和應急體系，以加強自然災害綜合管理能力，提高應急速度，盡可能地降低災害造成的影響，減少傷亡和經濟損失。從中央到地方的各個部門都建立了災害應急預案，保證在出現災害時，能在第一時間啟動相應的預案，并按照預案開展有序的專業化救災。信息服務是災害管理和應急體系建設的重要環節，信息是貫穿災害管理全過程的核心要素，在整個災害管理過程中，各項決策都要依據信息來制定，由信息“發動”：應急預案的啟動要根據對災情信息的分析，依據應急預案的啟動標準決定；災害應急工作由信息獲取與分析工作開始，后續的一系列工作，包括救災工作組和救援隊伍的派出，救災設備和物質的調運，生命線的搶通，受災人員搶救和安置轉移，以及災后恢復重建，都是根據災情等信息開展的。
由此可見，災情信息的及時獲取對救災工作至關重要，只有在第一時間掌握可靠準確的信息，救災指揮部才能制定正確的決策，將有限的救災資源（人、財、物）準確地投放到最需要的地點上，以提高應急救援速度和救災效率，最大限度地發揮作用。不能及時獲取災情信息會使整個救災滯后而錯過最佳救援時間，甚至導致救援工作失敗。
然而，重大自然災害發生時，通常發生發展十分迅速，影響范圍很大，并將各種地面基礎設施（包括信息采集和監測系統、通信系統等）統統破壞，使得災區無法向外傳送信息，而且由于道路被摧毀，救援人員無法在第一時間進入重災區了解災情，造成災害發生后一段時間的“信息真空”，使救災指揮部因不能及時獲取準確可靠的災情信息而難以做出正確的決策，嚴重影響應急救援工作的開展。衛星技術的發展有效地解決了這一問題，在地面信息采集和通信系統被災害摧毀的情況下，以衛星技術為基礎的空間信息系統卻依然可以正常工作，保證對救援人員的信息支持和救災工作的順利展開。這一優點使災害管理成為最需要也最適合應用衛星技術的領域之一，也被證明是衛星技術應用最為成功的領域之一。在應急救災中使用的衛星技術主要有：衛星通信，衛星導航和衛星遙感技術，他們都被證明是救災工作中十分有效的工具，被國內外廣泛地應用于重大自然災害的應急救援工作中。
二、衛星通信技術在災害管理中的應用
從我國歷次救災工作經驗來看，暢通的通信手段與方式是向人民通報災情、疏散群眾、請求支援的關鍵環節，沒有一個健全可靠的通信信息系統作為保障，應急救援工作是無法順利展開的。我國的通信系統長期以來一直是應急救援中一個薄弱環節，中西部的數十萬農村、牧區和山區在實施“村村通”工程之前連電話都不通，使災情報送工作遇到很大困難。例如，1993 年青海玉樹索加鄉君曲村被大雪圍困，由于通信不暢，村干部騎馬到鄉上求救，4 天 4 夜才趕到鄉政府，鄉里又用同樣的時間將災情上報到縣里，導致災民在一個多星期后才得到救援，損失慘重。1996年在云南麗江地震中，由于通信中斷，使得災區災情信息 48 小時后才報告到北京，極大地延誤了救災工作的進行。如果有完善暢通的災情通信系統，使救災部門能夠在第一時間內獲取災情信息，并及時開展應急救援工作，將會大大減少災區的損失。這一局面在衛星通信技術廣泛應用后得到徹底改觀。衛星通信提供了地面網絡所不具備的備份性、廣泛覆蓋性和靈活性；不受距離和地形的限制，不需要布設通信機站，不依賴地面通信條件等。在沒有光纖、沒有無線通信條件下；或發生突發事件，地面通信網絡遭受破壞時，衛星通信仍可以輕松實現話音、視頻和數據通信服務。它可確保在任何情況下及時、快速、可靠、穩定地提供寬帶多媒體通信服務，是真正能夠做到廣域無縫隙覆蓋的通信方式。在地面通信網絡遭受破壞后，地面應急通信系統會自動地轉接到衛星網絡上，保證通信的暢通。
目前，我國氣象、水利、地震等災害監測部門普遍使用了固定站衛星通信的方式傳送各種監測站（水文、氣象、地震等）的數據，保證了在邊遠地區和災區的數據及時上報；而移動衛星通信則更多的應用于應急救援中。例如，國家減災委將移動衛星通信終端列入應急工作組的標準設備配置，在近年來歷次應對重大自然災害中，應急工作組奔赴災區時都攜帶衛星電話，保證了與應急指揮部的信息暢通。2006 年初，新疆阿勒泰地區遭遇大雪和寒流襲擊，造成上萬平方千米的牧區受災嚴重，新疆聯通阿勒泰分公司利用衛星通信技術，成立應急通信小組，出動應急通信車輛，確保所有受災牧區通信暢通，為雪災救災提供了良好的通信保障。2013 年 4 月 20 日四川雅安地震，重災區寶興縣交通通信全部中斷成為“孤島”，在用直升機機降方式進入災區的方案因氣象條件惡劣而無法實施的情況下，空投了兩部衛星電話，終于在當晚 19：10 與寶興縣建立了通信聯系，使救災指揮部及時了解了災情并制定了相應的救援方案，保證了救援工作的快速開展。2008 年 5 月 12 日四川汶川 8.0 級地震發生，當時災區通信設施（包括基站、光纜等）和交通設施被大面積摧毀，通信中斷，情況十分緊急，為此救災部門大規模使用衛星通信技術應對危機，幾千臺衛星通信終端（各種移動衛星通信車輛、VAST 終端站、衛星手機等）源源不斷地進入災區，迅速構建起了災區衛星通信網絡，成為了重災區唯一的應急通信手段，地震發生的當天應急衛星通信車即已到達重災區都江堰開始提供應急通信服務；第 2 天，通過救災人員艱難跋涉送來的衛星電話，從震中映秀鎮打出了地震后的第一個電話，向指揮中心的領導匯報了當地災情；通過緊急安裝的衛星寬帶視頻系統，將映秀鎮現場災情的視頻、語音實時傳出，成為映秀鎮唯一的實時視頻傳送平臺，為映秀地區前沿指揮中心和后方指揮中心提供了穩定的全方位通信保障。同時，在地震災區，衛星移動通信不僅用于最基本的語音通信， 傳輸現場圖片和視頻資料， 還被用于一些特殊的應用。例如：開通了以衛星通信為基礎的遠程醫療系統，使在后方的醫療專家可以參加災區的`醫療救治工作；后方通過遠程視頻系統對災區現場的救援工作組進行應急指揮；在災民轉移安置點建立帳篷學校，利用衛星遠程教育開辦“空中課堂”，使災區學生迅速恢復上課；減災委救災工作組在 5 月 15 日上午在災情最重的北川縣城使用無人機獲取了災區的第一批無人機遙感影像后，首次采用了無人機與便攜式衛星通信終端結合的技術路線，將遙感影像及時傳送回在北京的應急指揮部。
三、衛星導航技術在災害管理中的應用
衛星導航系統在應急救援工作中也發揮了重要作用，特別是國產的北斗衛星導航系統的表現更是十分優異，這與北斗系統的總體設計特點有關。北斗導航系統采用的是與其他衛星導航系統被動導航定位不同的主動導航定位方式，具有一定的通信功能。它可以不依賴其他通信系統而獨立完成定位和通信，指揮中心可隨時了解救災車輛和各救災工作組的位置，實現監控導航；還可以通過短報文進行雙向通信，隨時了解災情的發展，做到心中有數，并發出指令指揮各工作組相互配合救災。與其他衛星通信設備比較，北斗終端輕便靈活，容易使用和攜帶，成本低，更容易大量部署，在巨災發生時，位于重災區的車載北斗終端更容易保全下來，有利于實時報災。上述優點使得北斗系統很快就應用于災害管理領域。最初，北斗系統是用于偏遠地區固定的水文站點傳送水文信息以實現測報，因其具有體積小、功耗低、雨衰弱等優點而迅速推廣，目前有超過 3000 套北斗終端在使用。
四、衛星遙感技術在災害管理中的應用
與衛星通信和衛星導航相比，衛星遙感技術在防災減災領域應用的更早也更成熟。早在 1960 年第一顆試驗氣象衛星發射成功后，人們就在不斷研究使用氣象衛星遙感數據監視災害性天氣系統的發生和發展，提高天氣預報的準確性，并逐漸走向實用。20 世紀 70 年代陸地衛星和海洋衛星發射成功以后，也很快被應用到災害監測工作中。人們發現衛星遙感技術在災害監測、評估中具有其獨特優勢：其觀測范圍廣（可實現對整個災區的全覆蓋），重復觀測頻率高（有利于對迅速變化的致災因子和災情進行連續監測），信息獲取快速客觀準確，最重要的是，可全天候全天時穩定工作，不受災害影響，能幫助我們在任何惡劣氣候條件或在難以到達地區直接獲取實時的信息，能發揮無可比擬的重要作用，其在減災防災領域的應用也一向被認為是衛星遙感最成功的應用領域之一。
隨著衛星技術的發展，國際上遙感衛星的數量不斷增加，其質量和分辨率也在不斷提高。與此同時，我國也發展了一系列的遙感衛星，包括氣象、海洋、資源、環境、高分等系列衛星，在災害應對時可獲取的數據十分豐富，獲取的時間周期也大大縮短；我國也建立了衛星減災地面應用系統，可以對接收到的衛星數據進行實時的快速處理，并在災害數據庫的支持下進行分析，形成為救災決策服務的數據產品，并通過分發系統迅速提供給救災指揮部門、應急救援人員和公眾，保證其了解災情的最新變化和救災工作的進展。
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