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基于遥感大数据技术的水土保持业务服务方案

一、业务目标

为全面推进我国新时期水土保持工作,落实国家生态文明建设, 水行政主管部门多次发文强调要积极利用包括卫星遥感、无人机和大数据等现代新技术和仪器设备,提高水土保持监测能力和服务水平。 中科山水公司结合相关业务需求,充分发挥团队在水利业务和遥感技术方面的优势,基于基地的“天启华为云”资源, 研发的相关产品覆盖水土保持工作所包括的生产建设项目监督管理、重点治理项目综合管理、水土流失监测评价和数据共享服务等业务内容。

二、主要服务

¤  生产建设项目“天地一体化”监管服务

采用面向对象+深度学习算法为主,人工交互审核为辅的技术方法,从区域监管和项目监管两个角度,按是否存在扰动、扰动是否合理、 治理措施是否合规三个层次,围绕绕扰动范围、扰动类型、扰动变化类型和扰动合规性四类指标,依托每年多期高分辨率卫星遥感影响, 按照影像收集与处理、工作地图制作、防治责任范围上图、动土监测、疑似违建判读和人工核查的“6步骤”,开展生产建设项目定位监管服务。 可实现0.1公顷扰动图斑的解译,并进行业务分类,精度可达90%以上。

  • 疑似超出责任范围项目案例
  • 疑似建设地点变更项目案例
  • 疑似未批先建项目案例
  • ¤  国家水土保持重点工程“图斑精细化”管理服务

    选取示范县,在示范县内选取1~2个小流域,基于“水利一张图”或国产高分遥感数据, 将不同阶段治理措施图斑上图,开展小流域为单元的水土保持综合治理图斑化、精细化管理示范。

    ¤  水土保持动态监管服务

    收集监测区降水、风速、土壤、地形、遥感影像等资料,计算或解译方法获得 土壤侵蚀自然影响因子和土地利用状况; 结合调查和收集的水土保持重点治理工程和生 产建设项目监测资料等,获得水土流失人为影响因子; 最终采用土壤侵蚀模型计算监测 区土壤侵蚀模数,依据土壤侵蚀分类分级标准判断土壤侵蚀强度,汇总水土流失面积和分布, 形成成果图与统计表。

    水土保持动态监管技术路线图:

    平台主要功能包括:

    三、 保障能力

    中科山水(北京)科技信息有限公司以中国科学院地理信息与文化产业基地作为依托, 拥有遥感大数据技术应用所需要的硬件资源、数据资源和技术资源:

    (1)充足的硬件资源:苏州数据中心机房已经投入适用,一期建成可容纳数据总量超过100PB, 满足8-10年内全球地理时空数据在线存储、计算挖掘与运转,为业务服务提供丰富的数据存储计算资源。

    (2)丰富的数据资源:基地在遥感影像数据资源方面在建成陆地观测卫星数据推送专线、 实现实时接收中国资源卫星应用中心数据的同时,整合了国内外卫星数据资源,组建合成卫星,形成了以国产卫星数据资源为主、 其他卫星资源数据为辅的稳定的遥感数据资源,为业务服务提供了满足时空序列要求的遥感影像资源。

    (3)成熟的技术资源:公司拥有一系列先进的遥感影像数据解译与分析算法和技术,具备先进的数据处理能力。 在数据分析算法方面具有深度学习的核心算法;在遥感数据生产上,采用全覆盖有效的成图技术、全星协同的区域网平差技术、 先进的数字影像匹配技术、改进的HPF融合技术、高一致性的影像匀色镶嵌技术、高性能数据处理框架等关键技术;在遥感影像解译上, 采用生产流程控制、大规模地块生产、高效交互式矢量编辑、多分类器融合监督分类、智能化交互修正等关键技术。 在此基础上已形成由数据制造--海量时空数据集成--增值加工--应用服务的自动化生产线,为业务服务提供了丰富的数据处理技术和数据分析算法基础。

    此外,我公司相关技术人员结合在水利、农业、国土等领域的项目实践,拥有丰富的遥感数据处理和 分析的经验,并通过“国家水土保持综合监管与服务平台顶层设计”项目的实施,以及相关工作的积极参与,对水土保持相关业务工作 有了更为深刻的理解,为水土保持相关业务服务的实施提供了技术和业务保障。