水利遥感数据规模化加工处理平台框架研究

以卫星遥感为代表的地表信息空天获取手段是支撑新时期智慧水利建设的重要途径。当前,遥感数据获取能力与处理服务能力之间出现了失衡,大量的对地观测卫星遥感数据被获取,而能够支撑水利业务的遥感数据产品即时服务能力和动态更新频次仍然存在瓶颈,“卫星数据量大、处理流程复杂、产品服务不足”的现状长期存在,制约着水利行业遥感应用的质量和效率。本文通过调研当前国内外遥感大数据加工处理进展,分析了面向智慧水利建设的水利遥感数据处理平台需求,设计了一种水利遥感数据规模化加工处理平台的框架,用于海量卫星遥感数据产品全链路自动化处理,以提升水利遥感数据产品处理质量和服务效率。该平台可以实现超过30种多源高分遥感数据全流程处理,通过动态分配GPU和CPU计算缓存,实现卫星遥感数据正射校正、融合、镶嵌、质检以及水利遥感专题信息提取等流程规模化、并行化和自动化处理,生产满足数字孪生流域建设的卫星遥感专题产品,支撑新时期智慧水利建设的遥感深度应用。

应用遥感技术解决四水问题及水利遥感发展趋势研究

遥感技术在水利工程应用中发挥了越来越重要的作用,介绍了遥感技术及其特点,通过阐述遥感技术在解决水资源、水环境、水生态、水灾害问题中的应用,论述了遥感在水利中的应用现状,从数据方面、遥感技术方面、数字孪生流域三方面论述了水利遥感的发展趋势。

深度学习在水利遥感领域的应用

深度学习在遥感影像处理方面成果显著,图像处理能力进步飞快。本文从深度学习的发展及应用出发,对当前深度学习中卷积神经网络、循环神经网络、受限玻尔兹曼机、自动编码器四种算法进行总结,对当前深度学习在水利遥感领域的应用进行了梳理,综述了深度学习在水资源与生态环境管理、洪涝灾害的预防与监测、水资源环境监测与分析、水面关键物监测识别等方面的遥感研究。最后,本文分析了深度学习在水利遥感领域的应用不足与发展趋势,并对未来的水利遥感应用进行展望。

基于P2P的海量水利遥感影像优化传输策略

海量水利遥感影像的网络传输与处理是用户及时获取遥感水利产品的关键。针对传统的基于客户端/服务器结构网络传输模式难以满足大量用户并发请求及时响应的问题,提出一种基于P2P思想的海量水利遥感影像传输优化策略,充分利用客户端资源进行数据处理与调度,减少服务器负载,并设计了抢占式传输机制,提高影像传输速度。通过原型系统Hydro-PNet(hydro-processing peer-to-peer network)测试表明,该策略有效地提高了数据传输速度,减少了用户请求的响应时间。

水利遥感技术及应用学科研究进展与展望

遥感技术如同水利行业的“千里眼”,近20年来遥感技术及应用学科取得诸多研究成果,但面向水利事业高质量发展新阶段与飞速发展的空间数据分析及挖掘新技术,迫切需要进一步弥补短板。回顾了我国水利遥感发展的主要历程,梳理了近20年来在水利遥感应用理论、水旱灾害监测评估、水土保持监测监管、跨境流域监测调查、水循环过程监测与参数反演、无人机低空遥感与野外监测实验等方面取得的主要研究成果,结合国家需求与技术发展趋势分析了水利遥感学科的发展趋势与近期重点研究任务。

多源水利遥感数据的一体化管理机制研究

随着水利遥感数据及产品在水利业务中的普遍应用,存储和管理问题日益成为限制数据应用的瓶颈。针对水利遥感数据及产品的存储管理问题进行研究,以空间数据库引擎技术为基础,提出面向数据库的多源水利遥感数据一体化管理机制。开发并实现基于C/S模式的多源水利遥感数据管理系统,利用空间数据库引擎屏蔽数据的复杂性和异构性,通过统一的接口实现水利遥感数据的数据库存取。经过系统测试,证明该系统具有良好的数据存取性能,能够为上层的水利应用提供可靠的数据保障。

水利遥感的应用现状与未来

自80年代以来,我国水利遥感部门利用资源卫星及其它航天、航空遥感方法,在洪涝、干旱灾害的监测与评估、水土流失调查与动态监测、水利工程前期规划、大型水库工程的地质调查、生态环境及水资源、水污染监测与调查。

水利遥感在内蒙古大有作为

(一) 内蒙古幅员辽阔,位于东经97。10′~126。02′;北纬37。30′~53。20′。版图118.3万km^2,占全国1/8。气候特殊,年际变率较大。日照足,相对云量稀少且集散较快,终年晴朗天空多年平均最少占62％.最多可达81％以上,是地球卫星摄影优势所在。以冻、旱、风、洪为丰的各种自然灾害.

与时俱进的水利遥感

本文回顾了随着水利事业发展与时俱进的水利遥感技术应用研究及其实际应用发展的历程。阐述了水利遥感在涉及防灾减灾的洪涝灾害、旱情和涉水地质灾害监测评估、洪水预报预警;涉及水资源监测保护的卫星遥感降水量预报、土壤含水量与蒸散发量遥感估算、地表水体监测、地下水监测、水环境监测和地表水体保护;涉及生态保护的生态环境监测、水土保持和灌溉面积调查、河道与河口变化监测和治理等方面发挥的重大作用。分析了水利遥感应用研究的发展方向,认为水利遥感的发展必须以应用需求为驱动,以实现为业务工作提供服务为发展目标,加强遥感技术在水利业务工作中的推广应用是水利遥感发展的必由之路。

跨时空遥感应用理论及其在水利行业的应用

文章介绍了跨时空遥感应用理论的内涵及其所涉及的跨时空遥感监测技术,通过对水利遥感在定量遥感产品获取与处理、水资源、水生态环境、河道治理、涉水灾害以及遥感与水文模型耦合等方面发挥的重大作用进行阐述,深入剖析了跨时空遥感应用理论的实践应用。跨时空遥感应用理论的提出,为今后的综合定量遥感应用指出了新的发展方向。

遥感技术在数字孪生流域建设中的应用

作为高时空特征“算据”的主要来源,遥感技术在数字孪生流域建设中发挥着重要作用,水利遥感面临着重大发展机遇。分析了遥感技术在水利行业的应用现状与存在的问题,提出了遥感技术在数字孪生流域建设中的应用总体思路和技术架构,从建设水利遥感一体化服务平台、提升遥感目标识别与变化检测智能化水平、突破天空地一体化水情监测与数字映射关键技术、提升流域遥感智能服务能力等方面阐述了主要内容和关键技术路线,以期为数字孪生流域建设提供精度更高、时效更强、覆盖更广、信息更准的一体化遥感智能服务。

水利小卫星星座总体构想

卫星遥感技术可实现大范围全天候全天时的动态监测,在水利遥感中发挥着重要的作用。但是目前尚无专门针对水利行业的卫星星座,因此卫星影像的时空分辨率不足以满足水利行业应用,无法有效支撑智慧水利和数字孪生的建设。针对水利行业的需求,提出了空间分辨率优于1 m,时间分辨率优于1 h的SAR(Synthetic Aperture Radar)/光学混合小卫星星座,阐述了其总体设计和关键技术,为水利及其相关的农业、环保等行业提供定制化服务,以支撑国家水利重大战略。

浅议遥感技术在数字孪生流域建设中的应用

随着数字化信息时代到来,时代技术的发展,促使各领域都朝着现代化、数字化、智能化的方向发展。目前,我国遥感技术发展日益成熟,并在数字孪生流域建设中发挥着重要作用,实现了水利遥感系统的建设与完善。本文基于此,着重分析遥感技术在数字孪生流域建设中的运用,并阐述其关键技术路线,由此实现数字孪生流域建设的一体化发展。

高光谱遥感技术及其水利应用进展

面向新时期水利行业“补短板”和“强监管”的应用需求,遥感的前沿技术高光谱遥感凭借较高的光谱分辨率和图谱合一等优势,在水生态、水环境等水利行业的应用中发挥了重要作用,同时在水灾害、水资源等层面中也存在着一定的应用潜力。本文介绍了高光谱遥感的成像原理,回顾了成像光谱仪的发展,列举了目前国内外典型的高光谱载荷。重点介绍了高光谱遥感在水利行业的应用进展,包括水华及水生植物监测、水华和水草精确区分、叶绿素浓度反演、悬浮物浓度和泥沙含量定量估算等具体工作。指出高光谱遥感在实时大范围洪涝灾害应急监测、陆表水文参数定量反演等工作存在一定的发展潜力。最后对高光谱遥感在水利行业的应用存在的瓶颈问题进行总结分析并提出展望:多平台高光谱水利要素立体监测与集成技术研发;水利典型地物要素标准波谱数据库构建;水利高光谱遥感信息智能挖掘的理论方法研究。为拓宽高光谱遥感在水利应用中的研究提供参考。

卫星遥感服务在水利行业与南水北调工程的应用与展望

由于卫星遥感技术逐渐的发展,各类卫星遥感影像的数据被不断应用到生产生活的各个方面,通过影像数据的推送和分析服务为交通出行、勘探测绘、国土资源管理、道路线路规划、工程设计、农业统计、森林防火、边界巡防等多个方面提供了丰富的应用,产生了不可估量的价值。文章通过对卫星遥感服务体系的介绍和在水利与南水北调领域的应用总结和分析,为在水利与南水北调业务中应用卫星遥感服务提升整体工作效率和能力提供参考和借鉴。