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第33卷第2期水文Vol．33No．2
2013年4月JOURNALOFCHINAHYDROLOGYApr．,2013
基于多源空间数据的淮河流域洪涝灾害监测评估

钱名开1，郑伟2，彭顺风1，李凤生1

（1.淮河水利委员会水文局（信息中心），安徽蚌埠233001；2.国家卫星气象中心，北京100081）

摘要：提出了综合利用被动微波卫星、中等空间分辨率光学卫星、高空间分辨率光学卫星和雷达卫星
等遥感数据，地理数据，以及水文和气象等多源空间数据的洪涝灾害监测评估方法。并以2007年淮河
流域洪涝灾害监测为例，快速获取了全流域洪涝灾害的时空变化特征信息，以及淮河干流区域的最大
淹没面积及淹没历时数据，实现了重点区域灾情的精细监测和量化评估。结果表明，该方法充分利用多
源空间数据，保证下垫面洪涝灾情信息的及时获取，克服了传统调查统计方法的不足，在2007年淮河
流域防洪减灾服务中发挥了重要作用。
关键词：淮河；洪涝监测；洪灾评估
中图分类号：P333.2文献标识码：A文章编号：1000-0852(2013)02-0019-06

连续运行的多时相数据，并且微波信号对地表水体和
1前言
土壤湿度的变化十分敏感，适合于云雨天气下对地表
淮河流域地处我国心腹地带，是气候、海陆相过渡水体和土壤湿度的大范围动态监测。AMSR-E（先进微
带。流域内降水、径流时空分布不均，地形、水系不对波扫描辐射计）搭载在美国地球观测系统（EOS）AQUA
称，加上黄河长期夺淮的影响，使得淮河流域成为我国卫星上，是多频率、双极化的微波辐射计，同一地区数
典型的孕灾地带[1]。自古以来，淮河流域洪涝灾害频发，据采集周期可达到每天1～2次，地面分辨率从几十公
威胁的范围是我国人口最为密集、经济发展潜力巨大里到几公里。考虑到其37GHz通道空间分辨率比6.9、
的地区。防御洪涝灾害、减少损失，关系到该区域的社10.6、18.7、22GHz通道分辨率高，且与22、87GHz通道
会安定和经济发展。淮河水利委员会（简称“淮委”）通相比，受大气的影响小[2]，因此选择37GHz通道作为数
过多年的信息化建设，已经建立了水文气象信息实时据源进行洪涝监测研究。相关研究表明，极化比值指数
监测系统，初步建立了淮河流域基础地理信息库和背PRI尽可能分离了土壤湿度、地表粗糙度、植被和大气
景遥感数据库。这些成果为淮河流域洪涝灾害的监测各因素的影响，对地表水体和土壤湿度具有很好的敏
评估提供了数据保障，同时也提出了新的挑战，即如何感性[3-4]。基于PRI指数和线性混合模型的WWF（Wa-
能够充分综合利用遥感、地理、气象和水文等数据，实terandWetnessFraction）洪涝监测方法，能够对洪涝
现对洪涝灾害科学、快速、全方位的监测和评估。本文水体和土壤湿度信息进行有效监测[5]。
针对淮河流域洪涝灾害的特点，提出了综合利用被动2.1.2中尺度洪涝监测
微波、中等空间分辨率光学、高空间分辨率光学和雷达中等空间分辨率光学遥感数据相对于被动微波遥
等遥感数据，地理数据，水文和气象等多源空间数据的感数据，具有更高的空间分辨率和时间分辨率，并且对
洪涝灾害监测评估方法。水体敏感性比土壤湿度的敏感性高，更适合于地表水
体的监测。MODIS数据具有两个地面分辨率为250m
2数据与方法
的通道（通道1为0.62～0.67μm，通道2为0.841～
2.1卫星遥感数据与洪涝监测方法0.876μm），利用通道2和通道1进行比值运算，在一
2.1.1大尺度洪涝监测定程度上能够消除大气和薄云的影响，且在比值图像
被动微波遥感数据受天气影响小，容易获得多年中，水体的反射率值远低于其他地物，因而利用阈值法

收稿日期：2012－06－18
基金项目：国家自然科学基金项目（40901231）
作者简介：钱名开（1962-），男，安徽无为人，教授级高工，主要从事水文水资源管理工作。E-mail:[e-mail]
20水文第33卷

就可以识别出水体[6]。最大洪水淹没面积和淹没历时2.2地理数据
是洪涝灾害评估和洪涝风险评价的重要因子，MODIS地理信息数据是洪涝灾害监测和评估中不可或缺
数据具有高时空分辨率的特点，在计算洪涝水体最大的基本背景数据，主要包括淮河流域不同尺度的行政
淹没面积和淹没历时方面可以发挥其他遥感数据不可区划、居民点、铁路、公路、地形等公共基础地理信息数
替代的作用[4]。利用MODIS数据可以获得多天的洪涝据；以及河流、湖泊、水库、行蓄洪区、流域分区、堤防等
水体分布图，进一步通过并集运算得到洪水期间的最水利专题数据；还包括人口、房屋、工矿企业、农作物、
大淹没面积，通过叠加运算可以获得淹没历时。土地利用等社会经济空间展布数据。目前已经建立全
2.1.