劉文毅 劉耀輝,2,3 高振昌 申 云 周 潔 魏本勇 范熙偉 李曉麗

(1. 山東建筑大學(xué) 測繪地理信息學(xué)院, 山東 濟(jì)南 250101;2. 河北省地震動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河北 三河 065201;3. 山東科技大學(xué) 測繪與空間信息學(xué)院, 山東 青島 266590;4. 中國地震局地質(zhì)研究所, 北京 100029;5. 中國地震局地震與火山災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100029;6. 中國地震臺(tái)網(wǎng)中心, 北京 100045)

0 引言

自然災(zāi)害是人類社會(huì)面臨的全球性問題之一。近年來,我國自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和生態(tài)環(huán)境破壞,自然災(zāi)害已逐漸成為當(dāng)今社會(huì)面臨的嚴(yán)重問題之一。災(zāi)后恢復(fù)過程中的監(jiān)測是防災(zāi)減災(zāi)的重要措施,自然災(zāi)害尤其是地震造成的災(zāi)害影響范圍廣,傳統(tǒng)的災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測工作量大、周期長、同時(shí)也伴隨著危險(xiǎn)性,難以滿足災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測的需求。遙感技術(shù)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測,適應(yīng)各種惡劣條件,不受大氣條件的影響,獲取信息量大、效率高,能夠快速有效地進(jìn)行大范圍災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。目前遙感技術(shù)獲取災(zāi)情信息主要由無人機(jī)和白天衛(wèi)星觀測影像分析所得,白天衛(wèi)星觀測影像可獲取地表信息,但受重返周期和光學(xué)影像空間寬幅限制等,難以實(shí)現(xiàn)多時(shí)序每日大區(qū)域空間尺度監(jiān)測;無人機(jī)遙感系統(tǒng)靈活機(jī)動(dòng),分辨率較高,獲取時(shí)間自由,但其覆蓋范圍小,攝影時(shí)飛行姿態(tài)容易受到天氣和環(huán)境影響,數(shù)據(jù)量大,處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力;隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,夜間燈光遙感以其獨(dú)特的優(yōu)勢應(yīng)用于自然災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測中。

國內(nèi)外學(xué)者已開展基于夜間燈光數(shù)據(jù)進(jìn)行災(zāi)后影響及災(zāi)區(qū)恢復(fù)等研究工作。張寶軍等[1]利用美國國防氣象衛(wèi)星計(jì)劃-衛(wèi)星運(yùn)行的線性掃描系統(tǒng)(defense meteorological satellite program-operational linescan system,DMSP-OLS)掃描的數(shù)據(jù),研究2003—2013年汶川災(zāi)區(qū)照明強(qiáng)度的變化,探討夜間照明變化與災(zāi)害損失的相關(guān)性。李曉雪等[2]利用多時(shí)段的夜光傳感器可見光近紅外成像輻射搭載國家極軌衛(wèi)星(national polar orbiting partnership-visible infrared imaging radiometer suite，NPP-VIIRS)夜間燈光數(shù)據(jù)監(jiān)測夏河MS5.7地震災(zāi)前災(zāi)后的夜間燈光指數(shù)變化,為甘肅地區(qū)應(yīng)急大地震提供依據(jù)。杜若華等[3]以2014年8月魯?shù)榈卣馂槔?利用NPP-VIIRS夜間燈光月數(shù)據(jù),研究災(zāi)區(qū)夜間燈光時(shí)空變化并進(jìn)行災(zāi)后恢復(fù)進(jìn)程監(jiān)測。付澤鈺等[4]基于夜間燈光數(shù)據(jù),運(yùn)用層次分析法評(píng)估銀川市應(yīng)對地震災(zāi)害的響應(yīng)能力。Li等[5]根據(jù)夜光燈光數(shù)據(jù),研究不同地震區(qū)夜間照明的變化以及人類活動(dòng)對其影響的程度。Fan等[6]利用NPP-VIRS夜間燈光數(shù)據(jù),監(jiān)測地震災(zāi)后恢復(fù)并對地震損失進(jìn)行快速評(píng)估。Soma[7]利用NPP-VIRS夜間燈光數(shù)據(jù),對襲擊印度人口最多地區(qū)的極端強(qiáng)氣旋風(fēng)暴“AMPHAN”造成的損失進(jìn)行評(píng)估。

綜上所述,自然災(zāi)害給人類生活的各個(gè)方面都帶來巨大的影響,因此災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測至關(guān)重要。當(dāng)前,利用遙感技術(shù)監(jiān)測災(zāi)后恢復(fù)情況的方法主要有無人機(jī)遙感系統(tǒng)采集和白天衛(wèi)星觀測影像分析。其中,無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性強(qiáng),分辨率高,采集時(shí)間自由,但是覆蓋面積小,拍攝時(shí)的姿態(tài)易受氣象、環(huán)境等因素的影響,數(shù)據(jù)量大,處理起來耗時(shí)耗力;白天衛(wèi)星觀測的影像可以很好地獲得地面信息,但受重返周期和光學(xué)影像空間寬幅限制等,難以實(shí)現(xiàn)多時(shí)序每日大區(qū)域空間尺度監(jiān)測。夜間燈光數(shù)據(jù)在災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測方面具有獨(dú)特的數(shù)據(jù)優(yōu)勢,相對于傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星影像,夜間燈光遙感可以更直觀地反映人類活動(dòng)。破壞性地震的發(fā)生,會(huì)引起災(zāi)區(qū)燈光強(qiáng)度的變化,利用NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)在災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測方面的應(yīng)用研究比較少,本研究以2017年九寨溝地震為例,采用NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,研究災(zāi)前、災(zāi)中和災(zāi)后的燈光指數(shù)變化,進(jìn)而進(jìn)行災(zāi)后恢復(fù)過程監(jiān)測,同時(shí)基于影像數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),驗(yàn)證夜間燈光進(jìn)行災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測的可行性,面向?yàn)?zāi)害應(yīng)急管理部門、規(guī)劃管理部門及防災(zāi)減災(zāi)部門等提供可靠的、有效的數(shù)據(jù)來源支撐和決策信息參考。本研究基于夜間燈光數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)監(jiān)測災(zāi)后影響及災(zāi)區(qū)恢復(fù)過程,對于震災(zāi)救援和恢復(fù)具有重要科學(xué)意義。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)獲取

1.1 研究區(qū)概況

1.1.1九寨溝縣概況

九寨溝縣,隸屬于四川省阿壩藏族羌族自治州,位于青藏高原東部邊緣,阿壩州東北部。東、北與甘肅省文縣、舟曲縣、迭部縣交界,西、南與四川省若爾蓋縣、平武縣、松潘縣接壤。屬多民族聚居縣、以藏族為主,轄3鎮(zhèn)14鄉(xiāng),總面積5 286 km2。據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)顯示,截至2020年11月1日0時(shí),九寨溝縣常住人口為66 055人。九寨溝縣地勢西北、西南高,東南低。屬高原濕潤氣候[8-9]。

1.1.22017年九寨溝地震概述

據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)測定,2017年8月8日21時(shí)19分46秒,四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣發(fā)生7.0級(jí)地震。震源深度20 km,震中五公里范圍內(nèi)平均海拔3 827 m,并且因地震引發(fā)的各種次生災(zāi)害頻發(fā)。災(zāi)害發(fā)生時(shí)正處于學(xué)生假期期間,人口密度大(包含本地居民與游客),嚴(yán)重影響居民的正常生活,由于地方各級(jí)政府和地震部門風(fēng)險(xiǎn)防范有效,公眾防震避險(xiǎn)意識(shí)較強(qiáng),此次地震較國內(nèi)歷史同級(jí)地震相比, 人員傷亡較輕,本次地震造成29人死亡, 1人失蹤, 543人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失80.43億元[10]。此次地震伴隨余震多,山體破碎誘發(fā)滾石、崩塌等地質(zhì)隱患和次生災(zāi)害突出。同時(shí)此次地震震中處于九寨溝景區(qū)附近,導(dǎo)致景區(qū)內(nèi)眾多景點(diǎn)受損,生態(tài)搶救修復(fù)任務(wù)艱巨[11]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)來自美國國家海洋大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA),由NPP衛(wèi)星搭載可見紅外光成像輻射儀器探測所得。由于NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)可以獲取每天的數(shù)據(jù),具有連續(xù)性,能在空間分布上直接反映災(zāi)害前后燈光分布與集中情況,應(yīng)用夜間燈光數(shù)據(jù)輔以社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)研究分析災(zāi)后恢復(fù)過程具有獨(dú)特的優(yōu)勢。本研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源

1.2.1NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)

本研究使用日際夜間云燈光產(chǎn)品可見紅外成像輻射計(jì)套件日/夜帶每月無云復(fù)合夜間燈光產(chǎn)品。NPP-VIIRS有22個(gè)光譜波段,波長范圍在0.4～12 μm,涵蓋可見光和紅外光譜,NPP-VIIRS主要為全色波段,空間分辨率約為750 m,具有優(yōu)越的夜間燈光探測能力。此外,NPP-VIIRS數(shù)據(jù)采用板載校準(zhǔn),數(shù)據(jù)質(zhì)量得到提高。

1.2.2行政區(qū)劃邊界數(shù)據(jù)

國家基礎(chǔ)地理信息中心公開發(fā)布的中國1∶400萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)集,本研究區(qū)域數(shù)據(jù)在阿里云網(wǎng)站進(jìn)行下載,主要使用四川省九寨溝縣的縣級(jí)行政邊界數(shù)據(jù)。

1.2.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

選取四川省統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站上九寨溝縣2016—2020年生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)。通過對此數(shù)據(jù)的研究,可以進(jìn)一步直接與夜間燈光數(shù)據(jù)相對照,更加直觀地反映出夜間燈光數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2.4研究區(qū)影像數(shù)據(jù)

選取2017年震前高分1號(hào)遙感影像和震后高分2號(hào)遙感影像作為輔助驗(yàn)證數(shù)據(jù),分別對研究區(qū)進(jìn)行恢復(fù)監(jiān)測分析,驗(yàn)證利用夜間燈光進(jìn)行災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測的可行性。

2 研究方法與處理結(jié)果

2.1 夜間燈光數(shù)據(jù)處理

由于NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)存在負(fù)值,后續(xù)處理還需要統(tǒng)計(jì)面積、計(jì)算燈光指數(shù)以及不同時(shí)間的燈光指數(shù)進(jìn)行對比分析。因此,需要對夜間燈光數(shù)據(jù)進(jìn)行消除負(fù)值、圖像裁剪、投影轉(zhuǎn)換、重采樣等一系列預(yù)處理,為將不同日、月的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,還需進(jìn)行夜間燈光數(shù)據(jù)的歸一化處理。

(1)消除負(fù)值。利用ArcGIS軟件中的柵格計(jì)算器,將夜間燈光影像中的負(fù)值賦值為0。

(2)圖像裁剪。加載NPP-VIIRS數(shù)據(jù)和研究區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù),選擇按掩膜提取,提取研究區(qū)的夜間燈光數(shù)據(jù)。

(3)投影轉(zhuǎn)換。將裁剪完成的研究區(qū)夜間燈光數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換成適合中國地圖地形的蘭伯特投影。

(4)重采樣。使用數(shù)據(jù)管理工具中投影柵格進(jìn)行重采樣,在其單元設(shè)置中將其設(shè)為500,即重采樣為500 m×500 m的柵格文件。

(5)歸一化處理。選擇疊加分析中的模糊隸屬度,分類值選擇線性函數(shù),將研究區(qū)域的夜間燈光數(shù)據(jù)完成歸一化處理。

2.2 夜間燈光數(shù)據(jù)計(jì)算

常用的燈光指數(shù)有夜間燈光總強(qiáng)度指數(shù)(total nighttime light index,TNLI)、平均燈光強(qiáng)度指數(shù)(average nighttime light index,ANLI)和綜合燈光指數(shù)(compounded nighttime light index,CNLI)。夜間燈光總強(qiáng)度(TNL)是指行政單元內(nèi)遙感影像像元亮度值(digital number,DN)總和;平均燈光強(qiáng)度(ANL)為夜間燈光強(qiáng)度占最大燈光強(qiáng)度的比率;綜合燈光強(qiáng)度(CNL)為平均燈光強(qiáng)度(ANL)與燈光面積比(S)的乘積,燈光面積比為燈光面積與行政單元面積之比;TNLI、ANLI、CNLI和S分別可用式(1)～式(4)表示[12-14]。

式中,n為柵格的數(shù)量;Ni為每個(gè)柵格單元的像元輻射值;A為區(qū)域內(nèi)所有燈光像元的總面積;B為研究區(qū)的面積;S為燈光面積比。

2.3 夜間燈光處理結(jié)果

經(jīng)過夜間燈光數(shù)據(jù)處理,得到九寨溝縣燈光圖。由于研究數(shù)據(jù)較多,本研究僅展示部分結(jié)果圖(圖1)。

圖1 九寨溝縣夜間燈光圖

通過公式計(jì)算,得到三種燈光指數(shù)數(shù)據(jù)，見表2～表4。

表2 九寨溝縣三種日際燈光指數(shù)

表3 九寨溝縣三種月際燈光指數(shù)

表4 九寨溝縣三種年際燈光指數(shù)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 夜間燈光強(qiáng)度時(shí)間變化分析

3.1.1日際變化分析

本研究選取2017年8月6日至2017年8月17日進(jìn)行地震災(zāi)害發(fā)生前后夜間燈光指數(shù)的日際變化分析,圖2為九寨溝縣TNL指數(shù)的日際變化趨勢。圖中燈光指數(shù)總體波動(dòng)起伏較大,震前燈光指數(shù)值較高,8月8日發(fā)生地震后,地震災(zāi)害使許多房屋倒塌,道路中斷,電力、通信等均受到嚴(yán)重影響,致使燈光指數(shù)驟減,8月9日燈光指數(shù)降至最低,與震前8月6日相比,下降高達(dá)94.5%,表明研究區(qū)受到地震嚴(yán)重破壞。災(zāi)害發(fā)生后,各級(jí)各部門緊急采取搶險(xiǎn)救災(zāi)措施,大量人員抵達(dá)災(zāi)區(qū)進(jìn)行救災(zāi),同時(shí)在8月10日,在地震災(zāi)害中受損的九寨溝變電站及相應(yīng)線路,眾多電力單位搶險(xiǎn)人員完成電力方面的搶險(xiǎn),恢復(fù)臨時(shí)供電,因此8月10日起燈光指數(shù)開始大幅升高。8月12日起,部分單位的搶險(xiǎn)人員將陸續(xù)撤出九寨溝災(zāi)區(qū),電力部門將進(jìn)一步承擔(dān)為災(zāi)區(qū)居民集中安置點(diǎn)搭接電源等工作,同時(shí)受到天氣變化的影響,災(zāi)后10 d內(nèi)TNL指數(shù)跌宕起伏,但燈光總量指數(shù)還未恢復(fù)震前水平,但與震中比較,燈光總量指數(shù)有明顯提升,表明災(zāi)區(qū)內(nèi)全面搶險(xiǎn)救災(zāi)工作和災(zāi)后安置恢復(fù)工作。通過日際變化圖可以清晰地看出地震災(zāi)害發(fā)生前后燈光強(qiáng)度的變化趨勢,進(jìn)一步表明我國搶險(xiǎn)救災(zāi)活動(dòng)開展的迅速及國家各部門的重視。

圖2 九寨溝縣地震前后TNL指數(shù)日際變化圖

3.1.2月際變化分析

本研究選取2017年7月至2017年12月進(jìn)行地震災(zāi)害發(fā)生前后夜間燈光指數(shù)的月際變化分析,圖3為九寨溝縣TNL指數(shù)月際變化趨勢。九寨溝縣的夜間燈光強(qiáng)度受地震災(zāi)害影響最大,地震發(fā)生在夏季,是暑假期間,正處于旅游旺季,夜間燈光強(qiáng)度高,發(fā)生地震后由于搶險(xiǎn)救災(zāi),夜間燈光強(qiáng)度并未迅速下降,而是有所短暫升高,8月較7月相比,TNL指數(shù)升高76.9%。搶險(xiǎn)救災(zāi)結(jié)束后開始急速降低,地震發(fā)生月份與災(zāi)后第一個(gè)月TNL指數(shù)最低下降68.9%,反映出地震對九寨溝縣造成嚴(yán)重影響。地震發(fā)生后三四個(gè)月內(nèi)仍有余震不斷發(fā)生,九寨溝景區(qū)還未能對外開放,研究區(qū)內(nèi)燈光指數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢。通過月際變化趨勢可以清晰表明地震災(zāi)害發(fā)生時(shí),燈光指數(shù)會(huì)驟增,災(zāi)害發(fā)生后,破壞力強(qiáng),燈光指數(shù)恢復(fù)進(jìn)程慢。

圖3 九寨溝縣地震前后TNL指數(shù)月際變化圖

3.1.3年際變化分析

本研究選取2017—2020年每年的11月數(shù)據(jù)進(jìn)行地震災(zāi)害發(fā)生前后夜間燈光指數(shù)的年際變化分析,圖4為九寨溝縣TNL指數(shù)年際變化趨勢。結(jié)果顯示九寨溝縣TNL指數(shù)在2016年較低,據(jù)分析是由于2016年7月25日的九寨溝特大泥石流導(dǎo)致,九寨溝縣普降暴雨,發(fā)生特大泥石流。2017年發(fā)生地震時(shí)正處于旅游旺季,所以夜間燈光強(qiáng)度較高,在震后第一年(2018年)和第二年(2019年)由于救援強(qiáng)度逐漸減弱,燈光強(qiáng)度也在不斷降低,最低降至48.9%,震后第三年(2020年)由于居住環(huán)境、交通等設(shè)施的完善,同時(shí)在2019年年底,九寨溝景區(qū)恢復(fù)至震前85%開放面積,人口數(shù)量(包括當(dāng)?shù)鼐用衽c游客)不斷增多,因此九寨溝縣的TNL指數(shù)開始逐漸增加,對應(yīng)恢復(fù)重建工作基本完成。通過年際變化趨勢可以很明顯地反映出地震對九寨溝縣的破壞程度以及九寨溝災(zāi)區(qū)重建的真實(shí)恢復(fù)過程。

圖4 九寨溝縣地震前后TNL指數(shù)年際變化圖

3.2 夜間燈光強(qiáng)度空間變化分析

本研究以九寨溝縣漳扎鎮(zhèn)小學(xué)震前高分1號(hào)衛(wèi)星遙感影像和震后高分2號(hào)遙感影像(圖5)為輔助驗(yàn)證數(shù)據(jù),對災(zāi)前、災(zāi)后進(jìn)行對比,驗(yàn)證夜間燈光監(jiān)測災(zāi)后恢復(fù)的可行性。據(jù)新聞報(bào)道,漳扎鎮(zhèn)小學(xué)位于9號(hào)地震破裂區(qū),校舍受損面積達(dá)7 947 m2。房屋評(píng)估結(jié)果顯示,漳扎鎮(zhèn)小學(xué)所有樓宇后期均被鑒定為D級(jí)危房,必須全面拆除進(jìn)行重建。據(jù)介紹,作為九寨溝縣災(zāi)后恢復(fù)重建啟動(dòng)69 d后最先掛網(wǎng)招標(biāo)的房屋重建類項(xiàng)目之一,漳扎鎮(zhèn)小學(xué)為重點(diǎn)設(shè)防類建筑,抗震設(shè)防烈度8度(圖6)。由于重建進(jìn)程繼續(xù)推進(jìn),2018年漳扎鎮(zhèn)小學(xué)工程總建筑面積達(dá)9 600 m2,2019年9月漳扎鎮(zhèn)小學(xué)更名為九寨溝小學(xué),師生復(fù)課,與上述燈光年際變化趨勢相吻合。研究區(qū)在2019—2020年,燈光恢復(fù)較快,表明九寨溝縣基本恢復(fù)并超過震前水平,驗(yàn)證了夜間燈光數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地監(jiān)測震后九寨溝縣的恢復(fù)重建及擴(kuò)張過程,與高分辨率影像數(shù)據(jù)反映的城區(qū)建設(shè)情況相一致。

圖5 九寨溝縣漳扎鎮(zhèn)小學(xué)地震前后遙感影像對比圖

圖6 九寨溝縣漳扎鎮(zhèn)小學(xué)重建圖

3.3 夜間燈光強(qiáng)度與GDP相關(guān)性分析

夜間燈光數(shù)據(jù)可間接表征生產(chǎn)總值估算和貧困評(píng)估[15]。為驗(yàn)證夜間燈光數(shù)據(jù)對災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測的可行性,本研究選取九寨溝縣生產(chǎn)總值(gross domestic product,GDP)作為輔助驗(yàn)證數(shù)據(jù),進(jìn)行夜間燈光強(qiáng)度與GDP相關(guān)性分析。本研究基于研究區(qū)夜間燈光TNL指數(shù)和地區(qū)生產(chǎn)總值(表5),將2016—2020年研究區(qū)TNL與其進(jìn)行對比分析。從生產(chǎn)總值來看,研究區(qū)受地震災(zāi)害影響,經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重?fù)p失,九寨溝縣2017年生產(chǎn)總值明顯下降,2016—2017年生產(chǎn)總值下降5.5%,災(zāi)后隨著重建工作的大規(guī)模開展,九寨溝縣的生產(chǎn)總值開始增長,經(jīng)過兩年的重建,2019年九寨溝景區(qū)重新對外開放,吸引大批游客,使得2019年急速增長,恢復(fù)并超過震前生產(chǎn)總值水平,2020年受到新冠疫情影響,生產(chǎn)總值增長緩慢,生產(chǎn)總值較2017年增加24.4%,這與燈光強(qiáng)度變化相同,生產(chǎn)總值的變化證實(shí)地震對災(zāi)區(qū)經(jīng)濟(jì)模式造成的巨大影響,直到2019年底基本恢復(fù)震前水平,后期夜間燈光數(shù)據(jù)將與地區(qū)生產(chǎn)總值呈正比關(guān)系,有效驗(yàn)證夜間燈光數(shù)據(jù)對地震災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測的可行性。

表5 九寨溝縣2016—2020年生產(chǎn)總值

4 結(jié)束語

本研究面向?qū)υ馐茏匀粸?zāi)害地區(qū)災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測需求,在總結(jié)國內(nèi)外自然災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)監(jiān)測研究基礎(chǔ)上,以2017年九寨溝地震為例,基于2017年8月6日—8月17日的NPP-VIIRS夜間燈光日數(shù)據(jù)及2016—2020年的NPP-VIIRS夜間燈光月數(shù)據(jù),對九寨溝地震前后夜間燈光日際、月際和年際變化進(jìn)行提取和分析,探討災(zāi)前、災(zāi)中和災(zāi)后的夜間燈光強(qiáng)度變化,監(jiān)測震后九寨溝縣的動(dòng)態(tài)恢復(fù)過程;輔以高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)與夜間燈光指數(shù)變化分別進(jìn)行分析,驗(yàn)證利用夜間燈光監(jiān)測研究區(qū)地震災(zāi)后恢復(fù)過程的可行性。結(jié)果表明：震前研究區(qū)受泥石流災(zāi)害影響,燈光總強(qiáng)度較低;發(fā)生地震后由于搶險(xiǎn)救災(zāi),燈光總強(qiáng)度并未下降,而是有短暫升高,救災(zāi)結(jié)束后開始降低,因此夜間燈光指數(shù)日際變化趨勢有一定起伏;災(zāi)后研究區(qū)逐漸恢復(fù),經(jīng)濟(jì)方面恢復(fù)較快,但縣城空間方面恢復(fù)較慢,研究區(qū)整體花費(fèi)近兩年的時(shí)間恢復(fù)震前水平,表明地震災(zāi)害對九寨溝縣造成很大的影響。本文研究成果證實(shí)NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)能夠較好地監(jiān)測災(zāi)后恢復(fù)情況,對于2017年九寨溝地震災(zāi)后恢復(fù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù)和參考。

然而,NPP-VIIRS夜間燈光存在季節(jié)性干擾,尤其是夏季,而此次地震恰好發(fā)生在夏季,所獲數(shù)據(jù)可能受一定程度影響,丟失部分恢復(fù)重建細(xì)節(jié)。下一步將充分結(jié)合多源異構(gòu)數(shù)據(jù),提高災(zāi)后恢復(fù)重建監(jiān)測的精確性。