原標題:“華水一號”衛星:為智慧水利建設安上“天眼”(走近河南科技“尖兵”)
南水北調中線一期工程通水9年多來,沿線26座大中城市200多個縣(市、區)超1.08億人口直接受益,渠道品質的高精度快速檢測關乎供水安全和百姓生活;我國是世界上水庫大壩最多的國家,而且老壩多、土石壩多,安全管理任務十分艱巨;傳統的衛星影像無法實現對熱點區域的連續觀測,數字孿生流域等新一輪數字化迫切需要動態更新的數字底圖……
對水利行業面臨的諸多問題,河南給出了解決方案:研製出“華水一號”衛星、研發了毫米級裂縫高精度快速檢測技術……2023年度河南省科學技術進步獎一等獎“面向水利監管的天地空協同智慧感知及管理關鍵裝備與技術”項目,專為解決這些問題而來。河南科技工作者,為我國智慧水利建設安上了“天眼”。
項目主要完成人、華北水利水電大學劉文鍇教授團隊研製的“華水一號”衛星,是我國首顆內陸水遙感衛星,也是品質最輕亞米級高解析度遙感衛星,發射成功時産生了比較大的影響。這個突破,是項目的一個亮點。
“興水利,除水害,自古以來都是治國安邦的大事。以更透徹的感知、更全面的互聯互通、更深入的智慧化為核心的智慧水利,通過數字賦能驅動著新階段水利高品質發展,我們將繼續在這個領域探索創新。”劉文鍇説。
針對我國水利監管中感知體系薄弱、技術手段落後、數據互聯性差、智慧應用不足等問題,聚焦解決水利監管裝備研製與技術研發關鍵難題,劉文鍇團隊潛心攻關10多年,在理論、技術、方法、裝備等方面取得了系列創新成果,為水利管理部門指導水利信息智慧監管和災害防禦提供了技術支撐。
“我們聯合中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學、長光衛星技術股份有限公司、河南省水利勘測設計研究有限公司、中國水利水電第十一工程局有限公司進行技術攻關,構建了天空地協同、立體交叉的智慧感知體系,研發了系列水利監管智慧演算法,研製了流域環境要素監管平臺、水利工程安全監測平臺、河道採砂監管平臺、水利防洪‘五預’平臺等多個智慧監管平臺,取得了多項創新性成果。”劉文鍇很自豪。
“華水一號”就是這個項目的一個“創新點”。和其他衛星相比,它除了品質輕、成本低、性能優異,還特別“聰明”:團隊通過在軌多重微震動抑制方法以及推掃成像、視頻成像與夜間成像的集成,使它在震動情況下或者夜間,依然能夠“看得清”,從而保證了成像品質。
“創新點”可不止這一個。突破弱監督的流域環境要素智慧提取技術,在樣本減少的情況下,流域環境要素提取準確率反而提升了10%以上,已被應用於全國120余條河湖“四亂”智慧監管以及數字孿生賈魯河項目;率先實現毫米級裂縫高精度快速檢測,傳輸速度超快,檢測準確率可達95%,已在南水北調工程中得到應用;研發了全國首例覆蓋預報、預判、預警、預演、預案的水利防洪“五預”系統,已被應用於2022年以來鄭州市全域、賈魯河流域的防洪工作;研發的河道採砂智慧監管系統已被應用到全國102個縣級河道採砂監管工作中。
瞄準國家所需,劉文鍇團隊把創新性成果落在了應用上,在加快國家智慧水利建設步伐、保障國家水安全、推進黃河流域生態保護和高品質發展等方面交出了一份出色的答卷。中國工程院院士王浩、許唯臨、李建成等專家評價,這個項目的成果整體達到了國際領先水準。
“科研無止境。在此基礎上,我們還將繼續挖掘最新人工智能技術與時空大數據的潛力,構建全要素、多粒度、全智慧的水利全監管體系,更好地守護祖國河山。”劉文鍇和團隊又踏上了新的征程。(記者 史曉琪)
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