遙感技術在水利行業中的應用.pdf
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2024-09-20
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1、遙感技術在水利行業中的應用中科山水(北京)科技信息有限公司,2017匯報人:楊海坤整合水利信息資源、提供數字水利專業服務目錄01 遙感數據資源新特點02 水利行業遙感新應用03 中科山水遙感新服務C O N T E N T SPART1遙感數據資源新特點遙感-遙遠的感知從太空看地球不接觸或者接觸不到,利用傳感器記錄目標反射或者發射出來的信息對遙感的一些片面認識衛星資源以國外的為主遙感數據的時空分辨相對不足遙感影像受天氣影響較大遙感數據使用價格較為昂貴我國航天遙感“三大戰役”國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)高分辨率對地觀測系統重大專項全球綜合地球觀測系統(GEOSS)我2、國遙感事業發展過程中新的“三大戰役”,為我國遙感事業的發展提供了新的機遇,使我國遙感事業進入了快速發展的新時期,迎來了遙感數據資源的新特點。新特點-國產衛星資源豐富1999年10月2003年10月2005年10月2008年9月中巴資源01星中巴資源02星“北京一號”小衛星國土資源調查土地利用監測城市建設規劃環境及災害監測農業林業管理重大工程監測環境減災小衛星星座2+1顆小衛星自然災害生態破壞環境污染大范圍、全天候、全天時動態監測在軌高分辨率對地觀測衛星數十顆初步建成全球覆蓋與實時動態觀測能力的高分辨率對地觀測衛星系統 高空間(優于10m)高時間(1天)高波譜分辨率(5-10nm)氣象衛星海洋衛3、星資源衛星環境減災衛星高分系列衛星測繪衛星系列農業、林業、水利、地質礦產、能源、土地、海洋、環保、測繪、城鄉規劃、災害監測等眾多領域提供不同層次服務2012年發射首顆高分立體測圖衛星“資源三號”1:5萬立體測圖及更大比例尺基礎地理信息產品的生產和更新國土資源調查與監測防災減災農林水利生態環境城市規劃與建設交通、國家重大工程等領域的應用提供服務高分辨率對地觀測衛星系列2020年19.5米+2.36米32米30米2.1米+5.8米新特點-從單一衛星到組合星座進入21世紀以來,以高分衛星遙感系統為全球基準,綜合小衛星星座、超高分無人機系統、地面傳感網絡等天地一體化的全球觀測運行平臺正在構筑形成,立體4、觀測、實時感知、時空協同的新型遙感實現對地球表層的全方位觀測。1999.09IKONOS(0.8-1m)2001.10QuickBird(0.61m)2008.92009.10WorldView-2(0.41m)GeoEye-1(0.41m)2011.12Pleiades-1 A(0.5m)2014中WorldView-3(0.5m)中巴資源衛星-02B02B(全色2.362.36米)2007.9資源3 3號衛星(全色2.12.1米,立體觀測)2012.12013.4高分系列衛星(米級分辨率、寬視場、凝視)GF-2(0.8m)國家高分辨率衛星對地觀測系統預計到20202020年前,“吉林”系列5、小衛星將有6060顆在軌衛星,20302030年達到138138顆。小衛星星座新特點-更高時空分辨率010203010203分辨率不斷提高高分二號的發射更標志著我國衛星空間分辨率已進入亞米級時代。全天候監測能力的提高高分三號衛星是我國第一顆民用合成孔徑雷達衛星,實現全天候實時對地觀測。歷史數據積累能力的提高積累了自2010年以來的遙感數據資源,滿足了不同時間遙感影像數據對比分析及長序列數據演變分析的需求。PART2水利行業遙感新應用我國的水問題水多水少水臟水土流失 水利行業傳統遙感應用受遙感影像數據時空分辨率的限制,主要用于大尺度的應用分析,如土壤墑情、災情評估本底庫、水環境調查等。結合遙感數6、據資源的新特點,水利行業遙感應用的新特點突出表現在分析對象在時空上更為精細化,如水土保持“天地一體化”,河湖岸線管理疑似違建監測等。遙感數據在水利行業應用水利遙感應用水土保持 前時相前時相后時相后時相“天地一體化”監控示例水利遙感應用水土保持遙感影像擾動圖斑防治責任范圍測距儀打印機平板調查表格及其他資料移動采集設備作業法案例水利遙感應用灌區管理PLAC已突破了基于深度學習的規基于深度學習的規模化地塊提取技術模化地塊提取技術,有能力在短時間內完成廣西全域的亞米級影像精細地塊一張圖生產。通過IPMIPM有效像元合成技術有效像元合成技術,有能力以月甚至旬為周期進行全域地塊監測和類別提取。通過PLAC7、PLAC時序分析技術時序分析技術,對每一地塊內作物類別進行精準識別,形成種植結構,進而進行估產精算。PLAC-DLP耕地地塊生產線IPM-Merge有效數據生產線PLAC-AgriTS作物類別提取生產線水利遙感應用灌區管理歷史影像數據歷史影像數據2016043020170126變化檢測結果變化檢測結果水利遙感應用水資源管理20162016年年7月月25日東湖日東湖20162016年年7月月25日湯遜湖日湯遜湖 湖泊水體面積監測(季度/月份)中分/高分遙感影像水文觀測數據/激光雷達測距、ICESat動態湖庫水面邊界湖庫水位動態湖庫水位空間插值柵格湖庫底地形數據湖庫底DEM湖庫動態庫容遙感估算水體8、自適應提取水利遙感應用水資源管理 湖泊水體面積監測(季度/月份)水利遙感應用防汛抗旱 遙感大數據+洪水災害監測2017年夏季,南方洪水汛情較為嚴重。通過高分衛星影像的前后對比變化圖,可以明顯看到長江流域湖北段相關水域水量急劇增大,并在沿岸形成了大范圍洪澇淹沒區,對受災區域造成了嚴重的損失。利用遙感技術監測,可為防汛指揮和災后損失評估提供重要依據。災前災前4月月22日日災后災后7月月3日日水利遙感應用防汛抗旱 遙感大數據+臺風災害監測今年13號臺風“天鴿”于8月23日12時50分前后再珠海南部沿海登陸,帶來狂風驟雨,給珠海地區帶來了嚴重的破壞和損失。利用遙感技術監測,結合災前、災后影像,為災后損9、失評估提供重要依據。災前(高分一號災前(高分一號2月月15日)日)災后(高分二號災后(高分二號0.8米米8月月26日)日)水利遙感應用基礎影像數據 基于國產衛星數據的米級真彩色全國鑲嵌影像(1-2次/年更新)水利遙感應用基礎影像數據水利遙感應用基礎影像數據ZY3 DSM5米、ZY3 DSM15米、SRTM30產品比較SRTM30m ZY3 SRTM30m ZY3 DSM15m DSM15m ZY3 ZY3 DSM5m DSM5m ZY3 DOM ZY3 DOM 水利遙感應用宣傳教育三峽水電資源三號影像2米分辨率水利遙感應用宣傳教育水利遙感應用技術發展 水利高分專項主要技術成果水利遙感應用技術發10、展 IPM Image Processing Machine,自動化遙感數據處理機信息提取有效數據輻射處理幾何校正數據制造數據制造4.04.0亞米正射生產亞米正射生產線系列線系列按按需需定定制制有效合成影像生產線有效合成影像生產線中分正射生產中分正射生產線系列線系列米級正射生產米級正射生產線系列線系列張祖勛院士團隊核心技術張祖勛院士團隊核心技術歷時歷時3 3年潛心打造年潛心打造流程清晰流程清晰過程可控過程可控質量可查質量可查水利遙感應用技術發展關鍵技術關鍵技術基于深度學習基于深度學習技術的技術的基礎基礎地塊數據提取地塊數據提取4人,5天即可完成深度學習提取深度學習提取效率對比計算機自動提取:211、小時人工檢查修改:60Km/天預計20人日人工目視提取人工目視提取人工目視解譯:3Km/天預計408人日4人,四個月完成影像影像邊緣圖計算矢量地塊計算勾畫樣本模型訓練深度學習框架 基于深度學習技術的基礎地塊智能提取水利遙感應用市場分析基于“全國水利信息化發展十三五規劃”確定的“8121”四類12項水利信息化重點工程和當前“河長制”熱點話題,分析遙感技術可應用的領域:防汛抗旱旱情預警與工程監視:開展基于遙感數據的旱情監視 水資源管理三大監控體系完善:開展基于遙感數據的水功能區水質監測應急監測能力建設:開展基于遙感數據的水質應急監測重要流域水資源監控體系建設:開展基于遙感數據的重要流域飲用水源地、12、河流交匯點水質監測水利遙感應用市場分析 水土保持水土保持預防監督管理系統完善:開展基于遙感數據的“天地一體化”監控國家重點治理工程項目管理系統完善:開展基于遙感數據的治理“圖斑精細化”管理水土保持監測評價系統完善:開展基于遙感數據的水土保持監測 灌區管理信息采集傳輸:采用遙感、遙測實現灌區墑情、灌溉面積、種植結構等信息的動態監測 水利工程管理河湖水域岸線登記管理:基于遙感數據實現疑似涉河工程或違章建筑的動態監測 水利大數據分析與應用示范工程水利設施和水資源天地網一體化監測:開展遙感水信息數據提取,建成水信息遙感數據產品數據集,主要指地表水體數據水利遙感應用市場分析基礎硬件設施河湖管理專題數據中13、心數據資源應用支撐河湖管理業務應用支撐保障體系信息安全體系技術標準管理規范統一安全管理統一安全防護統一安全策略統一數據目錄統一基礎數據統一應用共享數據目錄庫基礎數據庫應用共享庫應用專題數據庫河長基礎信息庫河長日常工作庫河長治理任務庫服務器網絡環境存儲虛擬化門戶河湖綜合信息門戶河湖移動應用門戶河湖管理監測體系水質監測水情監測取用水監測河湖社會參與微信門戶視頻監測遙測監測GPS定位河湖巡查群眾舉報安全設備移動終端設備統一登錄平臺共享交換平臺空間支撐平臺河長制辦公室運營指揮中心數據庫管理平臺公共中間件與統一資源服務河湖管理一張圖核心業務應用河長管理機制信息河長日常辦公管理河長監督考核管理河長聯席會議14、管理專項治理任務管理河長大數據分析專業模型與方法統一數據模型河長制核心業務分析協調監督監督對象監督手段下級河長業務部門具體河流行政監督技術監督遙感技術支持遙感技術支持水利遙感應用市場分析侵占河道侵占河道圍墾湖泊圍墾湖泊非法采砂非法采砂破壞航道破壞航道水域動態監測水域動態監測遙感圖像解析對比遙感圖像解析對比PART3中科山水遙感新服務水利信息化技術快速發展時期逐步壯大2009-2011水利信息化技術研究與探索期2004-2008起步階段2012-2013業務擴張面向水利應用單位業務應用及推廣期團隊成長為深諳水利信息化業務、空間信息技術、IT實施、和項目管理的高水平團隊形成體系2014-2016水15、利信息化技術整合與深化,流域智能化管理等寧夏水利數據中心、山洪災害、防汛抗旱、水普成果應用等。全國、流域、省級三維電子沙盤。北京市防汛抗旱、河流生態、南水北調、廣東三防二期、第一次全國水利普查等。全國山洪災害、水資源管理為主。大沽河、河流生態、海南水普、中小河流等。發展歷程若干支撐平臺技術:三維可視化技術、共享平臺技術等模型技術體系數據技術體系物理世界中水系統的各個要素之間的相互關系在底層的數據組織層面得以全面、準確地描述,從而極大地支撐了應用層面對問題分析與決策支持的需求,并且顯著提升了應對應用需求變化的效率強大的核心技術完整的行業業務解決方案水利數據調查與分析挖掘水利數據中心建設城市防汛應16、急山洪災害監測預警河湖生態管理水資源監控與管理河長制管理軟件水利工程監測與智能管理防汛抗旱決策支持平臺三維電子沙盤水情監測與預報水情洪水風險圖繪制與管理智能水電站(虛擬現實)數字流域智慧流域城市防汛應急數據模型、數據管理、數據中心全國山洪災害防治縣級非工程措施建設項目管理系統全國山洪災害防治網站建設山洪災害預警系統數據庫國家標準設計廣東省三防指揮系統二期工程決策支持業務應用系統北京市城市防洪預案系統大連市防汛抗旱指揮系統雨、水、工情系統大連市防汛應急值守系統丹東市鴨綠江防汛調度系統黑龍江防汛決策支持系統中城市防洪系統長江、贛江流域實時洪水預報調度系統松花江流域洪水管理系統郁江防洪調度決策支持系17、統松花江流域防汛會商信息服務系統安慶城市防洪及堤防管理信息系統黃河凌汛監測系統臺風信息管理和評估系統防汛抗旱豐富的行業經驗水資源山洪災害七大流域及山東、寧夏、河北三維電子江河系統廣東省三維電子沙盤寧夏自治區三維電子江河系統廣西自治區三維電子沙盤北京市防汛預警三維地理信息系統省級山洪三維系統開發(河北)大柳樹水利樞紐三維電子沙盤展示系統飛來峽水庫動庫容調洪三維決策支持系統南瑞集團防汛決策支持系統GIS組件及三維仿真系統軟件南水北調中線工程電子渠道管理軟件黑河流域三維虛擬仿真系統黃河流域下游三維虛擬實景系統防汛三維電子沙盤洪水風險圖水污染、水生態豐富的行業經驗定位1、中國科學院地理信息與文化科技產18、業基地成員企業2、中科院院士帶領的技術團隊3、蘇州中科天啟遙感科技有限公司下屬公司中科山水(北京)科技信息有限公司 國家衛星數據資源專線接入 國內外商業衛星資源戰略合作 公開衛星數據資源主動獲取穩定數據源整合國內外衛星數據資源,組建合成衛星陸地觀測衛星數據推送專線建設進展數據來源:中國資源衛星應用中心數據來源:中國資源衛星應用中心資源三號衛星資源三號衛星約約126GB/天天高分一號衛星高分一號衛星約約800GB/天天高分二號衛星高分二號衛星約約1.5TB/天天一期建設(2016年01月完工):以上述三星為主要推送內容,定向推送,500MB專線帶寬,實現2.5TB/天的接收量,并完成相應處理能力19、。01星02星核心技術自動化自動化影像處理系統影像處理系統IPMIPM數據制造與數據工廠智能化智能化專題提取系統專題提取系統PLACPLAC高可信高可信大數據服務系統大數據服務系統gDOSgDOS全國0.82m分辯率全國有效合成數據更新區域性信息產品更新全國16m分辯率每個省或區域按月度或季度更新;全國每年更新一到2次16m每年更新12期全國每年12期大范圍區域按月份和季度更新重點地區定制型更新實時更新時相的資源三號、高分一號、高分二號等國產高分辨率衛星影像724h不間斷運行服務機制遙感影像數據主動生產蘇州遙感大數據中心機房2017年4月,蘇州數據中心機房建成投入使用,一期占地300平米,設計20、可容納數據總量超過100PB,滿足8-10年內全球地理時空數據在線存儲、計算挖掘與運轉。數據集成服務實例科考寶中科山水使命:中科山水使命:讓遙感技術無縫融合到水利信息化中!讓遙感技術無縫融合到水利信息化中!讓世界上沒有難做的遙感應用!讓世界上沒有難做的遙感應用!中科山水遙感服務改進生產工藝流程改進生產工藝工具改進數據收集手段傳統遙感應用一體化解決方案面向服務的遙感應用專題專題信息產品信息產品道路專題水系專題土地利用分類專題基礎地理信息要素專題。行行業應用數據業應用數據產品與服務產品與服務水利行業一體化解決方案水利行業一體化解決方案“遙感大數據“遙感大數據+”深度學習農業地塊時序分類定量反演多粒度決策作物分類生長監測推測制圖遙感大數據+N。123灌區管理水土保持防汛抗旱河湖管理水資源管理工程管理宣傳教育規劃設計服務體系中科山水遙感服務感謝您的聆聽!中科山水(北京)科技信息有限公司 楊海坤手機:13911653904;E-mail:
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上傳時間:2023-11-24
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