摘要：衛星遙感技術具有觀測范圍廣、獲取信息大、動態更新快、環境適應強等特點，可廣泛應用于河湖監管。本文介紹了衛星遙感技術最新進展，分析了衛星遙感技術在河湖監管中的應用領域，并對未來發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：衛星遙感；河湖監管；應用與展望

一、前言

江河湖泊具有重要的資源功能和生態功能，是洪水的通道、水資源的載體、生態環境的重要組成部分。當前我國河湖存在著水域面積萎縮、管理范圍侵占、生態用水不足、水體污染嚴重等突出問題，人民群眾對水資源、水生態、水環境的需求與水利行業監管能力不足成為了我國目前治水的主要矛盾。根據新時代水利改革發展的總基調要求，河湖監管工作已是“水利行業強監管”的重中之重[1]。但是，由于江河湖泊眾多，并受限于監管手段有限等因素，河湖水資源管理、河湖資源保護、水污染防治、水環境治理、水生態修復、長效管護、監管執法等方面的工作相對滯后。相比傳統監管手段存在不高效、不全面、不及時、不精確等問題，衛星遙感技術具有宏觀、快速、動態、經濟等優勢，可實現對大范圍的河湖狀態全天候全天時的動態監測。近年來，衛星遙感技術快速發展，為開展河湖管理動態監控、加強河湖管理提供了有效途徑。

二、衛星遙感技術的發展及水利應用現狀

衛星遙感技術是以人造地球衛星作為遙感平臺，對地球和低層大氣進行光學和電子觀測的技術，具有觀測范圍廣、獲取信息量大、動態更新快等特點，很早就引起各國重視。美國早在1961年就發射了第一顆氣象衛星，其后1972年、1978年又先后發射了第一顆陸地衛星和第一顆海洋衛星，當前民用遙感衛星中空間分辨率最高的也是美國的世界觀測衛星（WorldView），其影像空間分辨率達到0.31m。歐盟、俄羅斯、日本、加拿大等國家和組織相繼發射了一系列遙感衛星，如歐洲航天局哨兵（Sentinel）系列衛星、俄羅斯資源（Resurs）系列衛星、日本的先進陸地觀測衛星（ALOS）、加拿大的雷達衛星（Radarsat）等。我國遙感衛星的發展晚于歐美先進國家，1988年發射第一顆氣象衛星風云一號（FY-1），1999年發射第一顆數字傳輸型資源衛星中巴地球資源衛星01星（CBERS-01），其后遙感衛星發展進入快車道，先后成功發射了氣象、資源、海洋、環境減災、測繪等系列遙感衛星[2]。特別是2010年以來，通過高分辨率對地觀測系統重大專項，我國先后發射高分一號到高分七號7顆衛星，同時民用商業遙感衛星如高景一號、北京二號、吉林一號、珠海一號等也紛紛升空，具有高空間分辨率、高時間分辨率和高光譜分辨率的對地觀測體系初步形成，可在2～3天內實現對全國任意地區有效觀測，對地觀測能力大大增強。豐富的國產遙感衛星資源極大地推動了遙感應用的深度和廣度，也為水利遙感業務化應用創造了良好條件。尤其是高分辨率對地觀測系統重大專項的實施，有力支撐了防汛抗旱、水資源管理、水土保持等業務，促進了自主衛星遙感數據在水利領域的大規模應用。在防洪方面，基于多源衛星遙感數據，開展了2013年黑龍江大洪水，2016年長江中下游洪澇災害，2018年金沙江、雅魯藏布江堰塞湖及2020年江西、安徽特大洪澇災害等衛星遙感監測，實現了對災情的快速、及時、動態的監測；在抗旱方面，開發了水利部旱情遙感監測系統，實現了全國旱情的定期遙感監測；在水資源方面，基于衛星遙感開展了示范區重要水源地水體范圍監測、重要水源地蓄水量估算、水功能區水質參數監測以及灌溉面積監測等工作；在水土保持方面，遙感技術也成為土壤侵蝕監測評價、生產建設項目監管、水土保持效益評價三大業務的支撐技術。

一、地礦行業衛星應用需求

近年來，隨著我國經濟的發展，對各類礦產的需求也越來越大。為了滿足急速發展的礦產能源需求，我國地礦行業工作范圍也遍及世界各地。地質探礦工作與以前有很大不同，領域和空間都有了極大拓展。在地礦行業業務拓展中，也對衛星綜合應用技術提出較多的應用需求，主要有以下幾點。

（1）地質勘查找礦

最近幾年隨著衛星遙感技術在地質勘探的應用的不斷深入，二者結合的越來越密切，遙感技術給地質勘探找礦帶來了許多的便捷之處。遙感技術輔助地質找礦的主要方法就是礦化信息提取。遙感礦化信息是指各類遙感數據源中反映地質構造、含礦地質體和巖石蝕變（與金屬礦化有關的）等地質現象的遙感信息。根據多光譜數據的波段特征和探測能力，可提取出與金屬（或共伴生）礦化有關的鐵化蝕變（鐵染異常）、富羥基礦物的泥化蝕變（羥基異常）和碳酸鹽蝕變等遙感信息異常。依據遙感信息異常，結合其它地質信息，可以快速圈定、篩（優）選找礦靶區，進而確定找礦方向和找礦目標。衛星遙感技術的運用能夠為地質勘查找礦節省人力、物力、財力，提高工作效率，節約成本。室內、野外的多源信息融合，形成了優勢互補，能夠從更高層次指導地質找礦，有效提高找礦效率。

（2）偏遠工作區域通信、導航

地質勘查工作點多線長、高度流動，作業地點大多分散，多在人煙稀少、交通不便、氣象條件復雜、地理環境惡劣的艱險地區，通常沒有基礎通信網的建設，無法滿足工作區域內的基本通信保障。由于衛星通信具有覆蓋面大、頻帶寬、容量大、適用于多種業務、性能穩定可靠、不受地理條件限制以及成本與通信距離無關等優點，特別適用于保障偏遠地區地質勘查工作的基礎通信。利用通信衛星構建的衛星通信鏈路能夠滿足地勘工作中的緊急通信，進行語音、圖像以及數據等的傳送，可以滿足管理人員或專家在任何可以上網的地方進行地質工作部署、專家匯診、指導野外工作和生產調度指揮，能夠有效的提高地勘工作的效率和主流程的信息化程度。

衛星電視廣播系統的組成

一個完整的衛星電視廣播系統主要有節目源、上行發射站、電視廣播衛星、衛星地面接收站、衛星測控站等五個部分組成。

節目源:即提供節目的業者,可以是由衛星系統業者自行制作,或由專業的節目制作機構或頻道業者提供,節目以視頻信號或錄像帶、光盤等載體輸送給上行發射站。

上行發射站:通過調頻正調制方式,將接收的節目內容轉換成可傳輸的電視信號及衛星附加信號,通過上行信道發往軌道上的電視衛星或通信衛星。

電視廣播衛星(或通信衛星):具有接收天線和轉發器,通過天線接收地面上行站發射的上行信號,進行必要的頻率變換、功率放大等技術處理,經由轉發器發送給各地面接收站。

衛星地面接收站:可以是設備復雜的集體接收站,或者是個人的小口徑接收天線,接收由衛星發射的電視信號。如果是通信衛星發送的信號,則只能由技術先進的集體接收站接收,個人天線尚達不到接收要求。由于衛星電視接收站一般都只需單向接收,又可簡稱為單收站。

隨著衛星數控、大數據、智能化設備在農業領域廣泛應用，農發行應盡快打破農業科技領域業務發展壁壘，提升農業科技金融支撐力。農業的發展離不開農業科技的進步與創新。隨著航空技術不斷取得重大突破并迅速產業化，農業與大數據、人工智能等高新技術的結合應用越來越廣泛。全面支持農業科技數字化領域是農發行踐行創新發展，服務國家“藏糧于地”戰略，落實鄉村振興戰略的新戰場。筆者結合衛星遙感技術在農業領域的運用，通過分析農發行支持農業科技領域業務中的發展壁壘，對農發行支持數字化農業科技創新發展提出幾點建議。

一、衛星遙感技術與農業科技創新

1970年，中國第一顆人造衛星“東方紅一號”發射成功。隨著一顆又一顆衛星的升空，20世紀80年代，我國就開始了農業農村領域的衛星遙感數據應用。經過近40年的發展，監測領域已經拓展到農作物估產、農業災害、農業重點工程、農業種植結構調整、農村經濟發展等領域，衛星遙感技術已成為農業農村領域重要的信息來源。

（一）高分觀測衛星與農業大數據

衛星遙感技術架起了浩瀚宇宙與田壟莊稼的橋梁。我國航天技術與農業發展有著密不可分的聯系，衛星遙感、氣象大數據從高分衛星中獲取大量應用數據，這些年正在更多地服務我國農業生產，利用衛星去“種地”成為越來越多現代農業企業的選擇。2018年，我國第一顆農業衛星——高分六號衛星成功發射與在軌的高分一號衛星組網運行，大幅提高了農業對地監測能力，為鄉村振興戰略實施提供了精準的數據支撐。通過能有效辨別作物類型的高空間分辨率遙感衛星，可以實現對玉米、大豆、棉花、馬鈴薯等同期生長的大宗作物和大蒜、生姜、枸杞等經濟作物的田塊級精細識別，為高精度、定量化的農業生產過程和農業資源環境要素監測提供可靠的數據及影像支撐。衛星遙感技術滿足了農業監測時效性和準確性高、覆蓋范圍廣的要求，在作物種植面積變化監測、農業資源本底調查中，實現了高分衛星數據全部替代國外同類數據，打破了農業遙感監測中高分辨率數據長期依賴國外衛星的局面。

（二）天地一體化遙感技術服務農業農村

摘要：合肥配網結構越來越復雜，對供電可靠性要求更高，不停電合環操作正逐步向熱倒閘方式轉變，核相工作愈發重要。傳統的點對點核相存在系統相序混亂、二次調相、受距離限制、需重復核相等弊端，為此，提出了一種網絡核相模式。該核相模式利用衛星授時技術、核相技術和網絡通信技術，在區域電網中設置網絡核相基站，配置采集器和服務器，收集相角信息和衛星時間，高低壓定相手持核相儀接入網絡與服務器建立連接，與基準點比對后確定遠程測量點線路相序。該模式實現了互聯網云核相，通過核相信息化云管理，提高了并網合環的可靠性，提升了核相可靠性，縮短了核相時間，規避了二次調相。

關鍵詞：云核相；衛星授時；網絡核相基站；相序統一；合環可靠性

0引言

隨著合肥城市不斷發展，配電網迅速擴張，電網改造、負荷調整等工程建設如火如荼，配網結構越來越復雜，多聯絡線路比比皆是，給電網核相帶來極大的壓力。現階段配電線路對供電可靠性要求較高，不停電合環操作正逐步向熱倒閘方式轉變。配電線路點多面廣，設備質量參差不齊，網絡復雜，接入線路相序混亂，直接或間接影響著配電線路的安全運行，配網線路的核相任務隨之愈發重要。有文獻提出，點對點核相方式只關注核相點兩側的相位是否正確，沒有關注整個系統內相序排列的統一性，長此以往，混亂的排列標識會導致施工錯相，造成核相承載力過負荷。針對復雜工程，涉及相位變動的地方多，核相點多，沒有統一的相色標識容易造成多處核相點相位錯誤。近距離點對點的核相方式是在聯絡點兩側近距離核相，只能在最后核相時糾正施工時的錯相，干預過晚，會造成施工延時和二次停電，影響供電可靠性，故有時會采用遠距離點對點核相法提前干預。這種方法在停電之前對電源點兩端進行核相，做統一的相位標識，避免施工錯相，送電時再次復核，可靠性較高。但這種方法有一定距離限制，無法應用于較長距離的核相，對通信要求較高，若其中一端處于地下室沒有信號，則無法進行遠程核相，送電后必須重新復核，相當于兩次核相，工作量較大。此外，開關柜的帶電指示燈輸出電壓不統一，給二次核相帶來許多障礙，當帶電指示器出現接線錯誤、采集孔損壞等現象，無法提供有效的核相源。傳感器不同，帶電指示燈的工作模式就不同，有些脈沖式的帶電指示燈是無法采用電壓法進行核相等，這些都是配網核相工作面臨的諸多問題。為消除上述點對點核相存在的系統相序混亂、二次調相、距離限制、需重復核相等弊端，本文提出了一種基于衛星授時技術的網絡核相模式，利用網絡核相實現網內相序統一，提升核相可靠性，縮短核相時間，規避二次調相。

1互聯網云核相模式基本原理

互聯網云核模式是通過在區域電網中設置網絡核相基站，作為相位基準點，例如某變電站的10kV出線，按相序標定為A、B、C三相。在基準點配置一臺采集器和服務器，采集器24h不間斷地采集基準點的A、B、C三相相角的信息以及衛星時間，服務器將這些信息存儲到數據庫中，便于用戶查詢。服務器提供網絡連接功能，高低壓定相手持核相儀可以通過網絡與服務器建立連接，并將測量點采集到的相角信息、衛星時間信息發送給服務器，服務器通過將該信息與基準點采集到的在同一衛星時間的A、B、C三相的相角信息進行比對，就可以確定遠程測量點線路相序。服務器再將比對結果發回高低壓定相手持核相儀，測量點的工作人員就可以第一時間獲取與基準點一致的相序排列方式，并進行標示。互聯網云核相模式示意圖如圖1所示，通過這種方式進行互聯網遠程核相，可實現電網內各點相序與基站的基準相序一致。