遥感技术在水利行业中的应用..ppt
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遥感技遥感技术术在水利行在水利行业业中的中的应应用用1.遥感数据遥感数据资资源新特点源新特点2.水利行水利行业业遥感新遥感新应应用用3.中科山水遥感新服中科山水遥感新服务务目目录录CONTENTSPART1遥感数据遥感数据资资源新特点源新特点遥感遥感-遥遥远远的感知的感知从太空看地球从太空看地球不接触或者接触不到,利用传感器记录目标反射或者发射出来的信息对对遥感的一些片面遥感的一些片面认识认识卫星资源以国外的为主遥感数据的时空分辨相对不足遥感影像受天气影响较大遥感数据使用价格较为昂贵我国航天遥感我国航天遥感“三大三大战战役役”国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)高分辨率对地观测系统重大专项全球综合地球观测系统(GEOSS)我国遥感事业发展过程中新的“三大战役”,为我国遥感事业的发展提供了新的机遇,使我国遥感事业进入了快速发展的新时期,迎来了遥感数据资源的新特点。
新特新特点点-国国产卫产卫星星资资源源丰丰富富2005年10月1999年10月中巴中巴资资源源01星星“北京一号北京一号”2008年9月环环境减灾小境减灾小卫卫星星座星星座2+1颗颗小小卫卫星星自然灾害生态破坏环境污染大范围、全天候、全天时动态监测在轨高分辨率对地观测卫星数十颗初步建成全球覆盖与实时动态观测能力的高分辨率对地观测卫星系统高空间(优于10m)高时间(1天)高波谱分辨率(5-10nm)气气象象卫卫星星海海洋洋卫卫星星资资源源卫卫星星环环境减灾境减灾卫卫星星高分系列高分系列卫卫星星测绘卫星系列农业、林业、水利、地质矿产、能源、土地、海洋、环保、测绘、城乡规划、灾害监测等众多领域提供不同层次服务2012年发射首颗高分立体测图卫星“资源三号”1:
5万立体测图及更大比例尺基础地理信息产品的生产和更新国土资源调查与监测防灾减灾农林水利生态环境城市规划与建设交通、国家重大工程等领域的应用提供服务高分辨率对地观测卫星系列2020年年2003年10月中巴中巴资资源源02星星19.5米+2.36米小小卫卫星星国土资源调查土地利用监测城市建设规划环境及灾害监测农业林业管理重大工程监测32米30米2.1米+5.8米新特新特点点-从从单单一一卫卫星星到到组组合星座合星座进入21世纪以来,以高分卫星遥感系统为全球基准,综合小卫星星座、超高分无人机系统、地面传感网络等天地一体化的全球观测运行平台正在构筑形成,立体观测、实时感知、时空协同的新型遥感实现对地球表层的全方位观测。
1999.09IKONOS(0.8-1m)2001.10QuickBird(0.61m)2008.92009.10WorldView-2(0.41m)GeoEye-1(0.41m)2011.12Pleiades-1A(0.5m)2014中WorldView-3(0.5m)中巴中巴资资源源卫卫星星-02B(全色全色2.36米米)2007.9资资源源3号号卫卫星星(全色全色2.1米,立体米,立体观测观测)2012.1高分系列高分系列卫卫星星(米米级级分辨率分辨率、宽视场宽视场、凝、凝视视)2013.4GF-2(0.8m)国家高分辨率卫星对地观测系统预计预计到到2020年年前前,“吉林吉林”系列系列小小卫卫星将星将有有60颗颗在在轨卫轨卫星星,2030年达年达到到138颗颗。
小卫星星座新特点新特点-更高更高时时空分辨率空分辨率010203010203分辨率不断提高分辨率不断提高高分二号的发射更标志着我国卫星空间分辨率已进入亚米级时代。
全天候全天候监测监测能力的提高能力的提高高分三号卫星是我国第一颗民用合成孔径雷达卫星,实现全天候实时对地观测。
历历史数据史数据积积累能力的提高累能力的提高积累了自2010年以来的遥感数据资源,满足了不同时间遥感影像数据对比分析及长序列数据演变分析的需求。
PART2水利行水利行业业遥感新遥感新应应用用我国的我国的水水问题问题水多水多水少水少水水脏脏水土水土流失流失水利行水利行业传统业传统遥感遥感应应用受遥感影像数据用受遥感影像数据时时空分辨率的限制,主要用于大尺度空分辨率的限制,主要用于大尺度的的应应用分析,如土壤用分析,如土壤墒墒情、灾情情、灾情评评估本底估本底库库、水、水环环境境调查调查等。
等。
结结合合遥遥感感数数据据资资源源的的新新特特点点,水水利利行行业业遥遥感感应应用用的的新新特特点点突突出出表表现现在在分分析析对对象象在在时时空空上上更更为为精精细细化化,如如水水土土保保持持“天天地地一一体体化化”,河河湖湖岸岸线线管管理理疑疑似似违违建建监测监测等等。
遥感数据在水利行遥感数据在水利行业应业应用用水利遥感水利遥感应应用用水土保持水土保持前时相前时相后时相后时相“天天地地一一体体化化”监监控控示示例例水利遥感水利遥感应应用用水土保持水土保持遥感影像扰动图斑防治责任范围测距仪打印机平板调查表格及其他资料移移动动采采集集设设备备作作业业法法案案例例水利遥感水利遥感应应用用灌区管理灌区管理PLAC已突破了基于深基于深度学度学习习的的规规模化地模化地块块提提取取技技术术,有能力在短时间内完成广西全域的亚米级影像精细地块一张图生产。
通过IPM有有效效像像元元合合成成技技术术,有能力以月甚至旬为周期进行全域地块监测和类别提取。
通过PLAC时时序分析技序分析技术术,对每一地块内作物类别进行精准识别,形成种植结构,进而进行估产精算。
PLAC-DLP耕地地块生产线IPM-Merge有效数据生产线PLAC-AgriTS作物类别提取生产线水利遥感水利遥感应应用用灌区管理灌区管理历史影像数据2016043020170126变化检测结果水利遥感水利遥感应应用用水水资资源管理源管理2016年年7月月25日日东东湖湖2016年年7月月25日日汤逊汤逊湖湖湖泊水体面湖泊水体面积监测积监测(季(季度度/月份)月份)中分/高分遥感水文观测数据/激影像光雷达测距、湖库底地形数据ICESat水体自适应提取湖库水位湖库底DEM动态湖库水面边界动态湖库水位空间插值栅格湖库动态库容遥感估算水利遥感水利遥感应应用用水水资资源管理源管理湖泊水体面湖泊水体面积监测积监测(季(季度度/月份)月份)水利遥感水利遥感应应用用防汛抗旱防汛抗旱遥感大遥感大数数据据+洪洪水水灾灾害害监测监测2017年夏季,南方洪水汛情较为严重。
通过高分卫星影像的前后对比变化图,可以明显看到长江流域湖北段相关水域水量急剧增大,并在沿岸形成了大范围洪涝淹没区,对受灾区域造成了严重的损失。
利用遥感技术监测,可为防汛指挥和灾后损失评估提供重要依据。
灾前4月22日灾后7月3日水利遥感水利遥感应应用用防汛抗旱防汛抗旱遥感大遥感大数数据据+台台风风灾灾害害监测监测今年13号台风“天鸽”于8月23日12时50分前后再珠海南部沿海登陆,带来狂风骤雨,给珠海地区带来了严重的破坏和损失。
利用遥感技术监测,结合灾前、灾后影像,为灾后损失评估提供重要依据。
灾前(高分一号2月15日)灾后(高分二号0.8米8月26日)水利遥感水利遥感应应用用基基础础影像数据影像数据基于国基于国产产卫卫星星数数据据的的米米级级真真彩彩色色全全国国镶镶嵌嵌影像影像(1-2次次/年更年更新)新)水利遥感水利遥感应应用用基基础础影像数据影像数据水利遥感水利遥感应应用用基基础础影像数据影像数据ZY3DSM5米、米、ZY3DSM15米米、SRTM30产产品比品比较较SRTM30mZY3DSM15mZY3DSM5mZY3DOM水利遥感水利遥感应应用用宣宣传传教育教育三峡水三峡水电电资资源三号影像源三号影像2米分辨率米分辨率水利遥感水利遥感应应用用宣宣传传教育教育水利遥感水利遥感应应用技用技术发术发展展水利高水利高分分专专项项主主要要技技术术成果成果水利遥感水利遥感应应用技用技术发术发展展IPMImageProcessingMachine,自自动动化遥感化遥感数数据据处处理机理机信息提取信息提取有效数据有效数据辐辐射射处处理理几何校正几何校正数据制造数据制造4.0亚亚米正米正射生射生产产线线系列系列按需定制有效合成影像生产线中分正中分正射生射生产产线线系列系列米米级级正正射生射生产产线线系列系列张张祖祖勋勋院院士士团队团队核核心技心技术术历历时时3年潜年潜心心打造打造流程清流程清晰晰过过程程可控可控质质量可量可查查水利遥感水利遥感应应用技用技术发术发展展关关键键技技术术基于深度学习技术的基础地块数据提取效率效率对对比比深度学习提取计算机自动提取:
2小时人工检查修改:
60Km/天预计20人日4人,人,5天即可完成天即可完成人工目视提取人工目视解译:
3Km/天预计408人日4人,四个月完成人,四个月完成影像影像边缘图计算矢量地块计算勾画样本模型训练深度学习框架基于深基于深度度学学习习技技术术的的基基础础地地块块智智能能提取提取水利遥感水利遥感应应用市用市场场分析分析基于“全国水利信息化发展十三五规划”确定的“8121”四类12项水利信息化重点工程和当前“河长制”热点话题,分析遥感技术可应用的领域:
防汛抗旱旱情预警与工程监视:
开展基于遥感数据的旱情监视水资源管理三大监控体系完善:
开展基于遥感数据的水功能区水质监测应急监测能力建设:
开展基于遥感数据的水质应急监测重要流域水资源监控体系建设:
开展基于遥感数据的重要流域饮用水源地、河流交汇点水质监测水利遥感水利遥感应应用市用市场场分析分析水土保持水土保持预防监督管理系统完善:
开展基于遥感数据的“天地一体化”监控国家重点治理工程项目管理系统完善:
开展基于遥感数据的治理“图斑精细化”管理水土保持监测评价系统完善:
开展基于遥感数据的水土保持监测灌区管理信息采集传输:
采用遥感、遥测实现灌区墒情、灌溉面积、种植结构等信息的动态监测水利工程管理河湖水域岸线登记管理:
基于遥感数据实现疑似涉河工程或违章建筑的动态监测水利大数据分析与应用示范工程水利设施和水资源天地网一体化监测:
开展遥感水信息数据提取,建成水信息遥感数据产品数据集,主要指地表水体数据水利遥感水利遥感应应用市用市场场分析分析支撑保障体系信息安全体系技术标准管理规范统一安全管理统一安全防护统一安全策略统一数据目录统一基础数据统一应用共享河长制办公室运营指挥中心河湖综合信息门户河湖移动应用门户河湖社会参与微信门户河湖管理业务应用门户河长管理机制信息河长日常办公管理河长监督考核管理核心河长联席会议管理专项治理任务管理河长大数据分析业务应用专业模型与方法河湖管理专题数据中心统一登录平台共享交换平台空间支撑平台数据库管理平台应用公共中间件与统一资源服务支撑河长基础信息库数据目录库基础数据库应用共享库河长日常工作库数据资源河长治理任务库统一数据模型河湖管理一张图应用专题数据库基础硬件设施服务器存储虚拟化网络环境安全设备移动终端设备河湖管理监测体系水质监测水情监测取用水监测视频监测遥测监测GPS定位河湖巡查群众举报河河长长制核心制核心业务业务分析分析协调协调监监督督监监督督对对象象监监督手段督手段下下级级业业务务具具体体行政行政河河长长部部门门河流河流监监督督技技术术监监督督遥感技遥感技术术支持支持水利遥感水利遥感应应用市用市场场分析分析侵占河道围垦湖泊非法采砂破坏航道水域动态监测遥感图像解析对比PART3中科山水遥感新服中科山水遥感新服务务水利信息化技水利信息化技术术快速快速发发展展时时期期逐步壮大逐步壮大2009-2011水利信息化技水利信息化技术术研究与研究与探探索期索期2004-2008起步起步阶阶段段2012-2013业务扩张业务扩张面向水利面向水利应应用用单单位位业务业务应应用及用及推推广期广期团队成长为深谙水利信息化业务、空间信息技术、IT实施、和项目管理的高水平团队形成体系形成体系2014-2016水利信息化技水利信息化技术术整合与整合与深深化,化,流流域智域智能能化管化管理理等等宁夏水利数据中宁夏水利数据中心心、山洪灾害、防、山洪灾害、防汛汛抗抗旱旱、水水普成果普成果应应用等。
用等。
全国、流域、省全国、流域、省级级三三维维电电子沙子沙盘盘。
北京市防汛抗旱、河流生北京市防汛抗旱、河流生态态、南水北、南水北调调、广广东东三防二期、第一次全三防二期、第一次全国国水利水利普普查查等。
等。
全国山洪灾害全国山洪灾害、水水资资源管理源管理为为主。
主。
大大沽沽河河、河河流生流生态态、海南水普、中、海南水普、中小小河流河流等等。
发发展展历历程程若干支撑平台技术:
三维可视化技术、共享平台技术等模型技术体系数据技术体系物理世界中水系统的各个要素之间的相互关系在底层的数据组织层面得以全面、准确地描述,从而极大地支撑了应用层面对问题分析与决策支持的需求,并且显著提升了应对应用需求变化的效率强强大的核心技大的核心技术术完整的行完整的行业业务业业务解决方案解决方案水利数据水利数据调查调查与与分分析挖析挖掘掘水利数据水利数据中心建中心建设设城市防汛城市防汛应应急急河河长长制管制管理理软软件件水利水利工工程程监监测测与与智智能能管管理理防汛抗旱防汛抗旱决策支决策支持持平平台台智能水智能水电电站(虚站(虚拟拟现实现实)山洪灾害山洪灾害监测预监测预警警河湖生河湖生态态管理管理水水资资源源监监控控与管与管理理三三维电维电子子沙沙盘盘水情水情监测监测与与预报预报水情水情洪水洪水风险风险图绘图绘制制与与管管理理数字流域数字流域智慧流域智慧流域防汛抗旱防汛抗旱数据模型、数据管理数据模型、数据管理、数据中心、数据中心城市防汛城市防汛应应急急全国山洪灾害防治县级非工程措施建设项目管理系统全国山洪灾害防治网站建设山洪灾害预警系统数据库国家标准设计广东省三防指挥系统二期工程决策支持业务应用系统北京市城市防洪预案系统大连市防汛抗旱指挥系统雨、水、工情系统大连市防汛应急值守系统丹东市鸭绿江防汛调度系统黑龙江防汛决策支持系统中城市防洪系统长江、贛江流域实时洪水预报调度系统松花江流域洪水管理系统郁江防洪调度决策支持系统松花江流域防汛会商信息服务系统安庆城市防洪及堤防管理信息系统黄河凌汛监测系统台风信息管理和评估系统丰富的行丰富的行业经验业经验水水资资源源山洪灾害山洪灾害七大流域及山东、宁夏、河北三维电子江河系统广东省三维电子沙盘宁夏自治区三维电子江河系统广西自治区三维电子沙盘北京市防汛预警三维地理信息系统省级山洪三维系统开发(河北)大柳树水利枢纽三维电子沙盘展示系统飞来峡水库动库容调洪三维决策支持系统南瑞集团防汛决策支持系统GIS组件及三维仿真系统软件南水北调中线工程电子渠道管理软件黑河流域三维虚拟仿真系统黄河流域下游三维虚拟实景系统防汛三防汛三维电维电子沙子沙盘盘洪水洪水风险图风险图水水污污染、水生染、水生态态丰富的行丰富的行业经验业经验国家卫星数据资源专专线线接入接入国内外商业卫星资源战战略合作略合作公开卫星数据资源主主动获动获取取稳定数据源整合国内外整合国内外卫卫星数据星数据资资源源,组组建建合成合成卫卫星星陆陆地地观测卫观测卫星数据推送星数据推送专专线线建建设设进进展展数据来数据来源:
中国源:
中国资资源源卫卫星星应应用中心用中心高分一号卫星约800GB/天高分二号卫星约1.5TB/天一期建设(2016年01月完工):
以上述三星为主要推送内容,定向推送,500MB专线带宽,实现2.5TB/天的接收量,并完成相应处理能力。
资源三号卫星约126GB/天01星02星核心技术自自动动化化影像影像处处理系理系统统IPM数据制造与数据工厂数据制造与数据工厂智能化智能化专题专题提提取系取系统统PLAC高可信高可信大数据大数据服服务务系系统统gDOS全国全国0.82m分分辩辩率率全国全国有效合成数据有效合成数据更新更新区域性信息区域性信息产产品更新品更新全国全国16m分分辩辩率率每个省或区域按月度或季度更新;全国每年更新一到2次16m每年更新12期全国每年12期大范围区域按月份和季度更新重点地区定制型更新实时更新时相的资源三号、高分一号、高分二号等国产高分辨率卫星影像724h不间断运行服务机制遥感影像数据主遥感影像数据主动动生生产产苏苏州遥感大数据中心机房州遥感大数据中心机房2017年年4月,月,苏苏州数据中心机房建成投入使用,一期占州数据中心机房建成投入使用,一期占地地300平米,平米,设计设计可容可容纳纳数据数据总总量超量超过过100PB,满满足足8-10年内全球地理年内全球地理时时空数据在空数据在线线存存储储、计计算挖掘与算挖掘与运运转转。
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- 遥感技术 水利 行业 中的 应用