隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通網(wǎng)絡日益完善，交通運輸行業(yè)向現(xiàn)代化、信息化和智能化發(fā)展。衛(wèi)星遙感技術因其觀察范圍廣、信息全面真實、成本低、易更新等特點，在交通領域得到了越來越廣泛的應用，橫向涵蓋了公路、鐵路、水路、航空等各個領域，其中以公路交通領域的應用最為廣泛，涉及公路勘測設計、路網(wǎng)及車輛提取、道路健康狀況識別、交通設施形變監(jiān)測和公路災害損毀評估等多個方面，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

　　交通精準扶貧

　　中共中央總書記習近平特別強調(diào)，“扶貧開發(fā)貴在精準，重在精準，成敗之舉在于精準”。為全面落實國家精準扶貧工作要求，交通運輸部每年在貼近民生實事中明確精準扶貧通硬化路與農(nóng)村公路建設指標的要求，各省交通部門也將交通精準扶貧放在首位，全面開展農(nóng)村公路的建設。但是傳統(tǒng)的農(nóng)村公路核查是派人進行實地抽查，或通過 GNSS 設備采集部分路段信息進行核驗，無法全面掌握農(nóng)村公路扶貧的規(guī)模與分布，存在農(nóng)村公路底數(shù)不清、監(jiān)管核查手段不足、“養(yǎng)護保通”不到位、補貼資金使用評估手段弱等問題。中國交通通信信息中心利用衛(wèi)星遙感技術在湖南、云南等省開展了精準扶貧農(nóng)村公路調(diào)查的相關工作。

　　1.貧困村公路調(diào)查

　　利用高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，提取貧困區(qū)域的農(nóng)村公路的位置、寬度、里程、材質(zhì)等屬性信息。對地方現(xiàn)有矢量數(shù)據(jù)庫和報表進行核查，針對已修建未上報路段、未按計劃修建路段、未按要求修建路段、斷頭路等問題進行核查，極大地提高了數(shù)據(jù)的準確性和核查效率，全面摸清了農(nóng)村公路建設情況，為規(guī)劃、計劃、統(tǒng)計提供依據(jù)，提高了業(yè)務主管部門的監(jiān)管和決策能力。

　　2.貧困村位置與路線通達通暢核查

　　通過獲取貧困區(qū)域的高分衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，全面調(diào)查集中連片貧困區(qū)、建制村、自然村等的位置以及優(yōu)先通達路線的軌跡和道路屬性，準確掌握貧困村的點位與通達通暢情況，農(nóng)村公路轉變?yōu)槌鞘械缆返惹闆r，為制定精準的交通扶貧計劃，加強交通扶貧工程執(zhí)行監(jiān)督力度，確保交通扶貧資金落實到位，保障扶貧區(qū)域出行安全順暢提供有力的技術支撐。

　　交通設施形變監(jiān)測

　　通過合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)技術可以獲取大范圍、高時空分辨率、長時間序列的交通設施及周邊區(qū)域的形變細節(jié)信息，監(jiān)測精度可以達到毫米級。且不需要做現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)建設，相對其他傳統(tǒng)手段方便快捷，成本低廉，有助于揭示交通基礎設施形變及周邊區(qū)域地面沉降的發(fā)展趨勢?？捎糜诮煌ɑA設施的大范圍安全監(jiān)測與隱患排查，為交通設施的選址、建設預警和管理養(yǎng)護提供科學依據(jù)。

　　利用 2013—2015 年的 30 景 TerraSAR 衛(wèi)星遙感影像，通過永久散射體干涉測量(PSInSAR)技術對北京市城區(qū)進行大范圍形變監(jiān)測，形變專題圖如圖 1所示，圖中紅色表示沉降嚴重的區(qū)域，綠色表示相對穩(wěn)定的區(qū)域。通過對北京市交通設施及周邊區(qū)域的沉降監(jiān)測，可以分析出交通設施建設所經(jīng)區(qū)域的沉降尺度，找出沉降漏斗區(qū)域，并根據(jù)形變趨勢及變化程度，對交通設施安全狀況進行評價，從而輔助交通設施管理部門制定合理的養(yǎng)護方案。

　　圖 1 北京市 InSAR 形變監(jiān)測專題圖

　　交通災害監(jiān)測與損毀評估

　　1.為日常道路災害監(jiān)測提供優(yōu)質(zhì)新手段

　　目前，道路災害監(jiān)測主要手段是通過在路段、橋梁、隧道等需要監(jiān)測的區(qū)域布設線圈、傳感器、隧道光強檢測器、視頻監(jiān)控設備等，通過將監(jiān)測結果實時反應到列表或 GIS 地圖上，如結果超過閾值則系統(tǒng)自動告警。然而，在自然災害多發(fā)地區(qū)，地廣人稀、自然環(huán)境惡劣，無論是傳統(tǒng)的傳感器檢測手段或是人力巡查方式，都難以實現(xiàn)對道路災害的大范圍、自動化監(jiān)測。高分衛(wèi)星遙感技術利用高分辨率可見光遙感和微波遙感等手段，可以周期性、自動獲取道路路域影像數(shù)據(jù)，針對性地分析監(jiān)測冰雪災害、水災等多類道路災害情況，為日常道路災害監(jiān)測提供更加優(yōu)質(zhì)可靠的手段。

　　2.為災情分析和應急處置提供及時可靠的信息源

　　在發(fā)生公路水毀甚至山洪泥石流、滑坡、崩塌等災害時，公路阻斷頻繁;重要公路運輸通道通行保障面臨較大壓力。在突發(fā)災害面前，目前基本是通過依靠人工反饋災害的信息。然而，一般發(fā)生道路水毀的區(qū)域地形較復雜，容易發(fā)生次生災害，搶修車輛和人員行車路段的路況情況不明，很難及時抵達災毀現(xiàn)場。即使抵達現(xiàn)場，車輛和人員的安全也時刻受到威脅。利用高分辨率衛(wèi)星可見光遙感和微波遙感、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)等多種災害監(jiān)測手段，可以大范圍、快速獲取和掌握公路水毀災情信息，能夠在短時間內(nèi)對道路損毀位置、規(guī)模等信息進行采集，結合路網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)、水系基礎數(shù)據(jù)、雨情數(shù)據(jù)、地質(zhì)構造數(shù)據(jù)、業(yè)務上報數(shù)據(jù)和野外調(diào)查數(shù)據(jù)等，對公路域的路基、邊坡路面、橋梁、涵洞、擋墻等目標受洪水、泥石流、滑坡等災害的沖毀情況進行識別，并進行評估與分析工作，形成專題產(chǎn)品和評估報告。生成的有關災害專題和救援前線信息可通過相關應急指揮通信調(diào)度系統(tǒng)、應急視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)信息的上傳下達，為領導決策和指揮提供技術保障。

　　中國交通通信信息中心于 2016 年 8 月初基于遙感技術先后在河北省、湖北省、安徽省和湖南省開展了重點道路災毀評估工作。在災害發(fā)生后及時獲取高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)和無人機數(shù)據(jù)，進行道路損毀信息提取，對 60 多個災毀路段的位置、規(guī)模、類型等進行調(diào)查與分析。經(jīng)交通運輸部公路水毀調(diào)研組現(xiàn)場比對，結果真實可靠，為交通管理部門的災害評估和恢復重建提供了科學的數(shù)據(jù)支持。圖 2為利用北京二號衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取的受災前后的河北邢臺新建繞城公路的部分損毀路段，通過衛(wèi)星遙感影像可以看出，災前為施工在建公路，公路還未成形;災后新建公路已建成，在本次災害中路基路面也受到了損壞。

　　圖 2 河北省邢臺市新建繞城公路災前災后對比圖

　　交通重點項目建設監(jiān)管

　　近年來，中國政府全力推進交通基礎設施建設和交通領域改革各項工作，加大交通基礎設施建設資金支持力度，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供了有力支撐。“十三五”時期是交通基礎設施重大工程建設的重要階段，2016—2018 年擬重點推進鐵路、公路、水路、機場、城市軌道交通項目 303 項，涉及項目總投資約 4.7 萬億元。針對當前國家投資交通基礎建設項目多、體量大、發(fā)展快的形勢，利用多時相的高分衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，對中央投資公路、鐵路、機場等交通基礎設施建設項目進行動態(tài)監(jiān)測研究，對項目的施工進度、征地面積、路域植被、水土流失、土地利用等進行動態(tài)監(jiān)測與質(zhì)量評價。降低了人力核查的成本，及時掌握工程建設情況，為工程建設項目核查、統(tǒng)計、監(jiān)督、管理提供科學的手段。

　　從圖3可以看出，利用北京二號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，可以很清楚地看到在云南省麗江市華坪縣內(nèi)榮將鎮(zhèn)向西 4km 處，有正在施工建設的公路高架墩座。

　　圖 3 云南省華坪至麗江高速公路新建工程已開工細節(jié)圖

　　結束語

　　目前，交通運輸部將高分衛(wèi)星遙感應用示范作為“十三五”重點工作進行推動。同時，隨著國內(nèi)外遙感衛(wèi)星數(shù)量和傳感器性能的不斷提升，遙感數(shù)據(jù)源種類和分辨率都得到了大幅的提高，衛(wèi)星遙感技術也在不斷的積累和完善，這些都將助力遙感技術在“四個交通”發(fā)展戰(zhàn)略下發(fā)揮其重要影響。

　　后期，中國交通通信信息中心通過建立交通遙感的行業(yè)標準、促進衛(wèi)星遙感與衛(wèi)星導航及建筑信息模型(BIM)等多項技術的融合、擴展交通遙感技術的應用范圍等多個方面，大力提升衛(wèi)星遙感技術在公路等交通行業(yè)領域應用的廣度和深度，進一步提升交通行業(yè)建設管理的信息化和智能化，為交通行業(yè)的“十三五”規(guī)劃和國家“一帶一路”倡議的實施提供服務支持。