国外遥感卫星在应急减灾中的应用
一、国外专用减灾遥感卫星技术及其应用现状
专用减灾卫星是指专门面向多种灾害或某一种灾害的预防、监测或评估而建造的遥感卫星系统(或星座)。国外专用减灾卫星主要包括用于地震预测的地震电磁卫星(如俄罗斯 COMPASS-2 卫星和法国 Demeter 卫星)和用于多种灾害监测的灾害监测星座(DMC)。
1. 地震电磁卫星尚处于地震电离层耦合机理的探索研究阶段
目前的地震电磁卫星主要用于对地震电离层耦合机理、地震前兆信息进行研究，尚不能进行地震短临预报。其中，DEMETER 卫星自发射以来已积累了许多观测数据资料，部分资料已在因特网上公布，为地震电磁耦合机理、地震前兆信息研究提供了宝贵的资料。2004 年 11 月 28日印尼伊里安查亚省强震和 2005 年 3 月 29 日印尼苏门答腊 8.5 级强震前，DEMETER 卫星观测到震中上方等离子体参数 ( 包括电子密度、电子温度和离子密度、离子温度)出现异常变化，VLF电磁场辐射也出现显著异常变化。2008 年512汶川地震前，DEMETER 卫星也观测到了震中附近电离层异常、电子浓度和电子温度发生变化。
2.DMC 星座应用于各种减灾过程
英国主导构建的 DMC 星座已加入国际《空间和重大灾害国际宪章》，可免费为国际救灾行动提供卫星图像。该星座的重访周期短、监测范围大和响应速度快，已广泛用于洪灾、飓风和火灾等的灾害监测和灾害分布图制定等方面。
二、国外非专用减灾遥感卫星技术及其减灾应用现状
除了少数专用星，大部分遥感卫星为非减灾专用星，几乎均可应用于减灾活动。这些卫星系统既是民用卫星体系的主要分支，又是防灾减灾应用的中坚力量，其技术发展受到世界各国重视。遥感卫星包括了对陆地、海洋和大气等环境要素进行独立观测或综合观测的各类卫星，按照技术机理大致可分为光学遥感、微波遥感与激光遥感等几种。
1. 光学遥感卫星减灾应用相对成熟
选择光学遥感卫星用于减灾应用，除了考虑监测目标所需的波段外，很大程度上还取决于卫星的空间分辨率。其中，高分辨率卫星如 Ikonos-2 和 QuickBird 卫星及中高分辨率卫星如 Formosat-2卫星适于精确定位以及识别灾害类型、受灾程度;中分辨率卫星(如 Terra 和 Aqua)常用于大范围的灾害探测与评估;低分辨率卫星由于难以提取重要目标信息，在救灾中使用受到了较大限制。
(1)高分辨率卫星用于海啸灾后城市建筑物损害探测与评估
2004 年 12 月 26 日，里氏 9.0 级的海底地震袭击印度尼西亚的北苏门答腊岛西海岸，引发巨大海啸，侵吞了印度洋沿海各国的海岸区域，印度尼西亚、斯里兰卡、印度、马来西亚和泰国等国都受到了海啸的冲击。通过比较斯里兰卡的加勒城市在海啸前后的 Ikonos-2 卫星图像和 Quickbird 卫星图像来判断该城市内建筑物的损坏情况。
(2)中分辨率卫星 Terra/ASTER(Terra/ASTER)用于海啸受灾范围的确定
Terra/ASTER 传感器不仅收集可见光波波段和近红外波段数据而且还收集短波红外波段数据，可见光波段和近红外波段分辨率为 15m、短波红外波段分辨率为30m。而红外、近红外和短波红外波段被认为是土地覆盖特征的良好指示器。同时，具有中分辨率的 ASTER 要比高分辨率卫星覆盖范围广，因此利用其卫星图像对快速探测大范围的洪水淹没非常有用。
(3)TerraAqua/MODIS(中分辨率卫星)用于火灾动态监测
2005 年在俄罗斯和蒙古国边界附近发生火灾。着火点由于发生在俄罗斯和蒙古国边界处，动用航空遥感和地面监测手段会引起两国领空、领土主权的争议。利用卫星对火势进行监测除了及时全面地提供了火灾的动态发展情况，还很好地解决了越境监测的争议。
(4)Formosat-2 卫星用于汶川地震震后搜救和次生灾害监测
与其他商业卫星相比，福卫 -2卫星具有每天都可进行重访、成像范围广以及低成本的优点。它从发射以来已在 2004 年夏天的洪灾和印度洋海啸以及 2008 年的缅甸南部的纳尔吉斯热带飓风和中国汶川地震等灾害中及时地对灾区进行了遥感成像，对救灾起到了重要作用。这里将详细描述福卫 -2卫星在512汶川大地震中的应用。
2. 微波遥感卫星具有独特的减灾优势，但受限于解译困难
微波遥感卫星比光学遥感卫星技术发展起步晚，其减灾应用也比后者晚，但是由于微波遥感具有光学遥感所没有的优点，如可全天时、全天候工作，能够穿透冰雪、植被和地面表层土壤等，因此已成为减灾中重要的遥感工具，不过微波遥感不能记录与颜色相关的信息，其微波图像的解译会比较困难，而且微波图像成本比较高，这些都影响了微波遥感卫星在减灾中的广泛使用。
(1)雷达星 -1(Radarsat-1)用于飓风洪水淹没范围评估
2005 年 8 月 29 日，卡特里娜飓风以 233km/h 的风速、8.5m 高的风浪和大雨着陆。卡特里娜的巨大风浪突破了处于海平面以下的新奥尔良市防洪大堤，这座城市的 80% 都被淹没。卡特里娜还对该地区的石油和天然气生产和加工能力造成了巨大的破坏。
(2)卫星雷达高度计用于飓风增强预报
在 2005 年 8 月 29 日卡特里娜飓风发生前的 8 月 25日、8 月 26 日和 8 月 27 日利用 GOES-12 静止轨道气象卫星拍摄到空中云层和风眼在经过美国墨西哥湾沿海地区时被增强了(如图 12 左侧图像所示)。这种变化过程为预报员提供了风暴轨迹，是一类很常见的气象信息。这里要讲的是卫星雷达高度计在预报热带风暴增强条件和观测海面风暴条件中发挥的作用。
3. 激光遥感卫星发展受到重视
激光遥感卫星的发展与应用还处在起步阶段，其潜在的优势已日渐被认识到，其技术发展也越来越被重视。天基激光雷达一般包括后向散射激光雷达、激光高度计、多普勒激光雷达和差分吸收激光雷达等 4 种类型。当前仅美国与法国发展了激光遥感卫星，分别于 2003 年与 2006 年发射了冰卫星(ICESat)与卡利普索(CALIPSO)卫星，采用散射激光雷达和激光高度计技术。
三、结束语
随着遥感卫星进一步朝高空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率，网络化与三维遥感方向发展，以及全球对卫星应用的不断探索与推广，遥感卫星应用于减灾已成为各国减灾防灾工作的常态。多种探测手段(包括光学、红外、微波、重力、电磁等)联合、多星组网或编队以及开展地区或全球合作，作为卫星减灾应用的发展趋势将愈加明显。