預(yù)計(jì)明年汛前“上崗” 我國首顆水利專業(yè)衛(wèi)星有何獨(dú)特之處？
“水利”一詞最早出現(xiàn)在戰(zhàn)國末期的《呂氏春秋》中，但這里的意思是“捕魚之利”。到了西漢，史學(xué)家司馬遷所著的《史記·河渠書》中，“水利”一詞開始有防洪、灌溉、航運(yùn)等除害興利的意義。
在現(xiàn)代社會，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，“水利”的內(nèi)涵也在不斷充實(shí)擴(kuò)大。我國第一顆以“水利”命名的遙感監(jiān)測衛(wèi)星“水利一號”近日成功發(fā)射，預(yù)計(jì)在明年汛前投入使用。相比其他衛(wèi)星，水利專業(yè)衛(wèi)星有哪些獨(dú)特之處？這顆衛(wèi)星又將發(fā)揮怎樣的作用？
△“水利一號”遙感衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射 圖丨水利部信息中心水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心主任陳德清介紹，此次發(fā)射采取一箭四星方式將我國首顆水利專業(yè)衛(wèi)星送上太空，“水利一號”和其他3顆衛(wèi)星都是太陽同步軌道X波段SAR衛(wèi)星，也就是合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，具備全天時全天候?qū)Φ赜^測、高分辨率成像、高精度形變監(jiān)測等功能。
水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心主任 陳德清：“水利一號”是我們第一顆用水利命名的遙感衛(wèi)星，它是一個太陽同步軌道的X波段雷達(dá)衛(wèi)星，軌道的高度是522公里，一共有6種工作模式。它的分辨率相對來說是比較高的，可以從0.3米到12米，幅寬可以從5公里到100公里，可以白天晚上和不同天氣條件下，全天時全天候?qū)Φ剡M(jìn)行觀測。
通過收集分析水文信息，水利監(jiān)測能夠?yàn)樗Y源規(guī)劃、防洪減災(zāi)、水質(zhì)保護(hù)等提供科學(xué)依據(jù)。衛(wèi)星遙感在水利監(jiān)測方面早有應(yīng)用，此次為何專門發(fā)射一顆水利專業(yè)衛(wèi)星呢？陳德清表示，遙感衛(wèi)星的應(yīng)用不僅能夠進(jìn)一步提升水利專業(yè)監(jiān)測手段和效能，也是數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測感知體系“天基”監(jiān)測建設(shè)中的重要一環(huán)。
水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心主任 陳德清：水利這個行業(yè)是需要衛(wèi)星的，為什么需要衛(wèi)星？我們的職責(zé)是要對水進(jìn)行觀測，實(shí)時獲取水的信息，還要對它進(jìn)行預(yù)測。從觀測這個角度來說，我們有不同的方法，現(xiàn)在地面上布置了很多的觀測點(diǎn)和觀測站，但觀測點(diǎn)并不能在什么地方都布置，比如說非常偏遠(yuǎn)的地方。另外也不可能布置得非常密，還是成本非常高。所以有了地面觀測點(diǎn)后，還需要通過衛(wèi)星進(jìn)行補(bǔ)充。同時，有時候地面觀測點(diǎn)沒有衛(wèi)星更有利，比如范圍特別大，特別是發(fā)生異常的時候，發(fā)生洪水以后，洪水淹沒的范圍特別大，那么常規(guī)的站點(diǎn)已經(jīng)無法反映出現(xiàn)狀了，這樣我們通過衛(wèi)星去觀測，是一個非常必要的手段。
那么，“水利一號”都有哪些特別的功能設(shè)計(jì)呢？陳德清介紹，“水利一號”遙感衛(wèi)星的設(shè)計(jì)充分考慮了現(xiàn)代水利監(jiān)測的需要，核心技術(shù)包括先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，具備在軌智能處理功能，能夠?qū)崟r獲取、處理和應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)，為洪澇災(zāi)害、突發(fā)涉水事件、河湖庫水體、水利工程安全監(jiān)測等水利重要業(yè)務(wù)提供有力支撐。
水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心主任 陳德清：它主要是對洪澇災(zāi)害、突發(fā)涉水事件、全國的河流湖泊水庫等這些水體以及水利工程安全監(jiān)測提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。最主要的，衛(wèi)星監(jiān)測可以穿透云雨，刮風(fēng)下雨等惡劣天氣都可以用。一些水利工程如果有一些變形或者是位移，也可以用這種技術(shù)去發(fā)現(xiàn)它的形變。另外在衛(wèi)星上配置了一些智能處理的功能，可以把衛(wèi)星上處理完的結(jié)果傳下來，這樣傳輸?shù)男蕰咭恍?/p>
當(dāng)前，水利部圍繞加快構(gòu)建具有“預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”功能的數(shù)字孿生水利體系，持續(xù)推動技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、模式創(chuàng)新，積極推動水利專業(yè)衛(wèi)星發(fā)展。據(jù)了解，本次發(fā)射的4顆衛(wèi)星將與11月發(fā)射的4顆衛(wèi)星組網(wǎng)，為各項(xiàng)涉水業(yè)務(wù)提供全天候全天時高分辨率雷達(dá)影像數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)明年汛前可以正式投入使用。陳德清表示，將以此次“水利一號”遙感衛(wèi)星發(fā)射為契機(jī)，繼續(xù)深化與各方的合作，不斷推進(jìn)水利監(jiān)測感知技術(shù)創(chuàng)新升級，加快構(gòu)建水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座。
水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心主任 陳德清：我們考慮建這個星座是從水利業(yè)務(wù)的需求和應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，可能會應(yīng)用多個來源的衛(wèi)星，很多指標(biāo)是需要組合的，并不可能是一顆衛(wèi)星或一類衛(wèi)星就“獨(dú)打天下”。我們要把這些衛(wèi)星能夠利用的有機(jī)組合起來，如果有可能的話做一些調(diào)度。為什么我們叫應(yīng)用星座？我們最終目的是，比如衛(wèi)星直接傳下來的數(shù)據(jù)可能不是我們真正想要的，我們要對它進(jìn)行處理，形成一系列專門的產(chǎn)品，為水利行業(yè)去提供服務(wù)，這一整套流程下來，我們定義成“星座”，把衛(wèi)星能夠整體應(yīng)用，發(fā)揮它的作用。