在NASA的第一项研究中,马里兰州NASA戈达德航天中心的研究人员计算了在灾难场景中使用卫星数据的价值,他们计算了如果救护车司机和其他紧急救援人员有关于被洪水淹没道路的接近实时信息,以2011年东南亚洪水为例进行研究。他们说,随时获取这些信息可以为每次紧急响应平均节省9分钟,并可能节省数百万美元。研究人员表示,这项研究是开发用于未来灾难部署模型的第一步。

2011年,东南亚湄公河流域的强季风降雨和La Niña条件淹没并摧毁了数百万英亩的庄稼,导致数百万人流离失所,数百人死亡。美国国家航空航天局戈达德的佩里·奥多和约翰·博尔顿调查了接近实时的卫星数据是如何在洪水过后帮助救灾的,重点是泰国曼谷周边地区。

在之前的工作中,他们帮助开发了一种算法,根据天基观测估计洪水深度,然后将这些数据与当地基础设施、人口和土地覆盖的信息结合起来。他们利用该算法计算了该地区的灾害风险,考虑到各种土地覆盖类型的脆弱性和暴露程度,并绘制出了损失最大的地方。评估损失成本可以帮助应急管理人员决定哪些地区可能最需要资源,也有助于防洪规划和发展抗灾能力。该团队在2018年老挝Xepian-Xe Nam Noy水电站大坝失败后,使用了该工具来支持灾难恢复。

在目前的研究中,研究人员调查了洪水道路上的近实时信息的价值——具体来说,如果紧急救援人员在从车站到目的地的路上提供基于卫星的洪水地图,可以节省多少时间。

洪水深度信息由NASA的中分辨率成像光谱仪(MODIS)和NASA- usgs的陆地卫星计算得到。基础设施、道路和人口数据来自NASA的社会经济数据和应用中心(SEDAC)和开放街道地图(一个开放获取的地理数据源)。

我们选择的数据代表了我们在事件发生后几个小时内所知道的情况,”戈达德大学的副科学家、该研究的主要作者佩里·奥多(Perry Oddo)说。“我们估算了洪水的深度和损失,并询问如何将其应用于路线应急响应和供应。最终,我们问,拥有这些信息的价值是什么?”

首先,研究人员使用Open-RouteService的导航服务,在没有洪水信息的情况下,绘制出紧急调度地点和需要的地区之间最直接的路线。然后,他们在地图上添加了接近实时的洪水信息,生成了避开最严重洪水地区的新路线。

在他们的建议中,直接路线包括大约10英里的被水淹没的道路。相比之下,有洪水信息的路线更长,但避开了所有高度洪涝地区,仅包含5英里受影响的道路。这使得能感知洪水的路线平均比基线路线快9分钟。

美国宇航局地球科学水资源项目副项目经理John Bolten说:“应急响应人员的响应时间在很大程度上取决于地图区域的可用性和保真度。”“在这里,我们展示了这张地图的价值,特别是对应急响应人员,并为它赋一个数值。它对规划未来的应对方案有很大价值,使我们能够从数据转向决策。”

研究小组称,9分钟的反应时间似乎微不足道,但此前的研究表明,这一数字可带来数百万美元的价值。虽然Oddo和Bolten在他们的模型中没有包含明确的财务计算,但之前在东南亚进行的一项研究表明,在一年的时间里,每次减少紧急车辆的响应时间一分钟,就可以节省多达5000万美元。

研究小组表示,这项研究是建立一个模型的第一步,该模型可以用于未来的灾难。15年来,NASA通过多个地球科学项目,包括NASA的灾害、水资源和能力建设项目,参与了东南亚的研究和应用。通过这些努力,NASA与区域合作伙伴——包括湄公河委员会(MRC)、亚洲备灾中心(ADPC)和其他机构——合作,为湄公河流域的当地决策者提供地球观测数据和增值工具。

奥多和博尔顿不仅为合作伙伴开发了工具,还与东南亚的决策者分享了他们的成果。“NASA地球科学应用科学项目通过与世界各地的伙伴合作开展工作,”博尔顿说。“这不仅仅是研究;我们的合作伙伴迫切需要这些信息。我们在这里展示的工作展示了卫星观测在提供信息方面的效用,这些信息有助于决策,并减轻洪水灾害的影响,包括金钱影响和可能的生命损失。”

欲了解更多信息,请联系Sara Blumberg此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。


光子与成像技术杂志

本文首次发表于2020年3月号光子学与成像技术杂志。

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