卫星遥感+水利“2+N”=无限可能!
卫星遥感+水利“2+N”=无限可能!
近日,我国首颗以水利命名的遥感卫星"水利一号"在山西太原卫星发射中心成功发射,并成功传回首张遥感影像,这标志着我国水利行业在科技应用方面迈出了重要一步。
水利行业为什么需要卫星?
水利部门的职责之一是对水进行观测,及时获取涉水信息,必要时还要进行预测。当地面布置的观测站点无法满足观测需求时,卫星可以进行补充,比如发生洪水后,水体范围变得特别大,常规站点已经无法反映现状,我们便可以通过遥感卫星去补充观测。
卫星遥感具备哪些特殊能力?
当前,我国遥感卫星已具备全色、多光谱、红外、合成孔径雷达(SAR)、立体测绘、激光雷达等观测手段。其中,雷达遥感卫星具备全天时、全天候对地观测、高分辨率成像、高精度形变监测、在轨智能处理等能力,可以有效补充地面监测在空间覆盖和监测内容上的不足,实现对流域下垫面信息、水利工程设施、水利治理管理活动的动态监测。
卫星遥感能发挥怎样的作用?
近年来,水利部信息中心积极推进卫星遥感技术在"2+N"水利智能业务领域开展了规模化应用,取得了显著成效。
在水灾害防御方面
卫星遥感技术在水灾害防御中发挥着"千里眼"的作用。通过遥感监测,可以实现对洪水、工程险情、堰塞湖、滑坡、泥石流、山洪等灾害的实时监测。特别是在无地面观测的区域,卫星遥感甚至成为唯一的监测手段。例如,在2024年湖南岳阳华容县团洲垸洞庭湖堤防决口险情处置中,国产高分辨率光学和雷达卫星遥感影像展现了其独特的穿透云层能力,即使在夜间及恶劣天气下也能透彻感知地表水体和堤防等水工建筑物的形态。
在水资源管理与调配方面
卫星遥感技术在水资源管理与调配中发挥着"同步器"的作用。通过遥感监测,可以实现对农业灌溉用水、区域地下水储量变化、河湖生态补水等关键指标的动态监测。例如,在华北平原地下水监测中,重力卫星数据显示,在2003—2020年地下水储量不断下降,2016年后下降速率变缓,2021年以来华北平原地下水储量保持稳定回升态势。重力卫星对区域地下水储量变化的反演为区域地下水超采区治理提供数据支撑。
重力卫星反演海河平原地下水储量变化
在水利工程建设与运行管理方面
卫星遥感技术在水利工程建设与运行管理中发挥着"警报器"的作用。通过定期获取工程施工区域高频次、高分辨率卫星影像,可以监测水利工程建设过程中的地表环境变化特征,及时发现施工进度滞后等问题。例如,在2023年全国1643座水库行洪安全风险遥感识别试点应用中,形成了库区侵占、妨碍行洪、坝下风险点等三类疑似问题线索,为水库及下游影响区行洪安全风险排查和整治工作提供了数据支撑。
在河湖管理方面
卫星遥感技术在河湖管理中发挥着"支撑器"的作用。通过"遥感+AI+河湖"模式,可以实现对全国3.2万条(个)河湖管理范围内的地物遥感调查,建立河湖本底数据库,形成问题线索清单,全面支撑河湖"清四乱"、非法采砂专项整治、妨碍河道行洪突出问题排查整治等专项行动。
提升水土保持管理效能和水平
过去,我国依赖国外30米分辨率卫星遥感影像,每10年开展一次全国水土流失监测。从2018年开始,我国每年利用2米分辨率遥感影像开展全国水土流失年度动态监测,极大地提升了水土流失监测时效。
未来,水利卫星遥感将持续强化监测能力建设,拓展多源卫星遥感影像资源,助力"2+N"水利智能业务应用体系建设,为数字孪生水利建设提供更丰富的算据支撑。