2024年水利部下發(fā)《數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測感知夯基提能行動方案(2024—2026年)》的通知,明確“天基”主要利用光學遙感、SAR(合成孔徑雷達)等技術裝備,實現(xiàn)大尺度全局監(jiān)測感知;重點發(fā)展水利雷達遙感衛(wèi)星,提升全天時、全天候監(jiān)測及智能支撐能力;及時提供動態(tài)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務,支撐智慧水利2+N業(yè)務應用。
航天宏圖成立以來,始終堅持在遙感上中下游產業(yè)鏈耕耘,打造水利遙感全鏈條服務能力,夯實水利“天基”能力。
構筑強大“天基”監(jiān)測能力,實現(xiàn)全域全天時掌控
面向全國各大流域、全天各時段、多云多雨期的監(jiān)測需求,航天宏圖水利遙感需構筑強大的“天基”監(jiān)測能力,高分辨率、高重訪周期和衛(wèi)星數(shù)量是其重要應用條件。
自建“女媧星座”,構建自主數(shù)據(jù)源優(yōu)勢。航天宏圖女媧星座是全國規(guī)模最大的商業(yè)雷達遙感星座,共計劃發(fā)射114顆遙感衛(wèi)星(68顆雷達衛(wèi)星和46顆光學衛(wèi)星),實現(xiàn)全球分鐘級重訪、全國天級覆蓋、全球周級覆蓋,兼具物聯(lián)網通信、導航定位增強、載荷托管等“通導遙”一體化服務能力,推動我國對地觀測能力達到全球領先水平。目前,女媧星座在軌衛(wèi)星數(shù)量已達12顆,平均重訪時間小于5.6小時,分辨率優(yōu)于1米,可為洪澇災害監(jiān)測、突發(fā)涉水事件、水利工程安全監(jiān)測、水資源管理等業(yè)務提供全天時全天候的監(jiān)測服務。
國內規(guī)模最大的雷達遙感星座,支持全天時全天候小時級應急監(jiān)測響應
合作生態(tài)整合,拓展衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源。航天宏圖致力于遙感數(shù)據(jù)處理和應用服務,是國內早期與主流衛(wèi)星資源開展合作、數(shù)據(jù)資源對接的公司之一。遙感云服務平臺可接入國內外公益衛(wèi)星資源和部分商業(yè)衛(wèi)星資源,包括了高分系列、Landsat系列、哨兵系列、MODIS等公共衛(wèi)星數(shù)據(jù)。此外,整合高精度氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù),推動水利氣象數(shù)據(jù)深度應用。
開發(fā)對接國內外主流衛(wèi)星資源,支持數(shù)據(jù)瀏覽和應用
提供水利遙感智能服務,融合識別分析多元需求
基于自主研發(fā)的PIE系列產品,航天宏圖構建了水利遙感全鏈條智能服務體系,依托PIE-Engine遙感云計算服務平臺形成國產化技術矩陣,實現(xiàn)對光學、雷達、高光譜等各類遙感數(shù)據(jù)的自動化預處理、標準化治理及批處理,完成自動識別和智能解譯,并根據(jù)需要生成水利專題圖件,滿足智能識別分析需求。
水利遙感智能服務,自動識別生成區(qū)域水體專題信息
支撐水利業(yè)務多類場景,保障江河湖庫整體安全
基于融合多源遙感數(shù)據(jù)和多元智能分析服務能力,水利遙感監(jiān)測可支撐水旱災害防御、水資源管理與調配、水利工程建設和運行管理、河湖管理等多類場景監(jiān)管,保障江河湖庫整體安全。
搭建水利遙感服務平臺,支持水利多場景應用
“宏圖一號”初露鋒芒,應急支撐全天候防汛安全。2024年汛期,“宏圖一號”在全國累計開展應急監(jiān)測300余次,交付數(shù)據(jù)達6000余景,覆蓋范圍涵蓋北京、上海、遼寧、湖南等23個省、直轄市、自治區(qū),支持保障了全國汛期的多項應急監(jiān)測任務。
2024年6-9月份主汛期,女媧星座宏圖一號支持全國各大區(qū)域水旱災害應急監(jiān)測
在洪災全過程監(jiān)測,基于SAR衛(wèi)星與光學衛(wèi)星數(shù)據(jù)的水體自動提取技術、土地利用自動分類技術、變化檢測技術等,實現(xiàn)災前河道阻礙行洪構建物遙感監(jiān)測、災中堤防漫溢與蓄滯洪區(qū)運用等情況監(jiān)測、災后損毀面積監(jiān)測評估等。
暴雨洪水應急響應,全天候監(jiān)測華容縣潰壩及洪水淹沒變化
工程形變睹全局,時序累積監(jiān)測早預判。利用同源同軌道長時序SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù),采用時序InSAR技術,可對水庫大壩及周邊水利工程全域以及江河湖庫岸坡進行形變監(jiān)測,形成壩體形變速率圖和累積形變量時間曲線圖,為水庫壩體、堤防、岸坡等的穩(wěn)定性分析和預警提供依據(jù)。
開展InSAR形變監(jiān)測,監(jiān)測大藤峽水庫大壩及河道兩岸邊坡穩(wěn)定性
水資源變化表象多,遙感反演見端倪。在水資源變化監(jiān)測過程中,利用中高分辨率衛(wèi)星影像,采用水體智能提取技術,開展江河湖庫等水資源變化監(jiān)測、河湖岸線監(jiān)測、有水無水河流監(jiān)測,獲取地表水體的分布范圍、形態(tài)變化、季節(jié)變化、水域開發(fā)利用變化、高原冰湖變化和寒地冰凌變化等信息。也可基于多源、多光譜遙感數(shù)據(jù),對河湖水體水質進行水質反演,包括葉綠素a、懸浮物、濁度、透明度、藍藻水華、富營養(yǎng)化等水質參數(shù)。通過水利遙感觀測的江湖湖庫變化信息,分析反演自然與人類的運行特征和相互影響。
全域監(jiān)測湖泊多參數(shù)水質總體趨勢,支持水質遙感反演
河湖四亂禁不止,難逃遙感自動查。基于目標檢測器、深度學習跟蹤器以及輕量級的跟蹤器,可實現(xiàn)多類別多目標的實時檢測與跟蹤。針對河湖四亂中的多場景和多目標,可解決常見的河湖“四亂”問題,自動識別非法采砂、岸線侵占等違規(guī)行為,準確率高于80%。
水利遙感與人工智能自動識別相結合,快速監(jiān)測河湖“四亂”
結語:以空天之眼,守護生命之源
從流域水旱災害防御到水利工程形變監(jiān)測,航天宏圖以水利遙感技術助力水安全監(jiān)測立體化、智能化。未來,隨著通導遙一體化女媧星座和水利SaaS服務平臺的全面部署,航天宏圖將助力水利管理進入"全球監(jiān)測、實時仿真"的新紀元,讓每滴水的旅程都可追溯,每處水利工程都智慧互聯(lián),真正實現(xiàn)"看清水、管好水、用好水"的治水愿景。
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原文標題:數(shù)智治水丨夯實“天基”能力,航天宏圖打造水利遙感全鏈條服務
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