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1、P1基于空天视测一体化技术的流域水环基于空天视测一体化技术的流域水环境监管体系建设境监管体系建设王宝刚中科宇图科技股份有限公司 助理总裁2022年7月4日P2蓝天碧水净土青山政策背景P3P3空天视测一体化技术空天视测一体化技术1P4在多时相影像数据和地理信息数据的基础上,融合视频监控数据和水环境监测等业务数据,为流域环境动态监测提供技术支撑。自动提取人工提取阈值法波谱分析法监督分类法面向对象法决策树分类法影像叠加分析主成分分析法波段替换法影像插值法栅矢转换/矢量平滑水环境动态监测变化图斑信息提取与分析水环境专题信息提取多时相变化信息检测数据前期处理水质监测断面数据数据融合模型库流域重点污染区域
2、数据融合数据准备数据应用模型库匹配融合数据模块数据水文、降水数据排污口数据水质模拟数据无人机航飞影像数据污染物浓度反演污染物浓度日常监管重污染应急监管基于深度学习的多源数据融合模块卫星航空影像数据视频监控数据空天视测一体化-技术路线P5序号监测对象产品种类监测指标1重点湖库水质参数叶绿素a悬浮物透明度水 温水质异常热异常水 华富营养化2饮用水源地取水口水质COD叶绿素a总磷总氮水域提取消落带水质安全评价5大监测对象11种监测种类25个监测指标序号监测对象产品种类监测指标3流域水体水体变化水体面积河网密度河道冰封土壤含水量河流干涸断流干涸河道分布干涸河道长度河道干涸比4城市水体城市水体提取建成区
3、范围水域分布疑似黑臭水体监测黑臭河段分布5水环境动态变化水环境动态监测产品水环境信息、变化信息空天视测一体化-卫星遥感监测P6空天视测一体化-卫星遥感监测叶绿素悬浮物透明度水表温度水华富营养化l 流域环境质量空间分布l 水环境质量指标监测MODISAHI2kmbands:161km36葵花-8号Terra/AquaGF系列卫星P7时空融合监测技术模型图像识别模型图像拼接自动化处理无人机航线生成与调度管理重点污染源机动车污染源水环境污染源固废污染源自然保护区排查小散乱差污染源数据处理智能识别无人机空天视测一体化-无人机动态监测P8空天视测一体化-视频监控水位越界视频重点监控涉水排污企业、水体、岸
4、带、设施设备等获取在线实时数据P9空天视测一体化-视频监控视频智能识别火点企业偷排入河排污口排查违规施工违规捕捞排污污染垃圾污染P10v河道监测及排口巡查对特定河流进行无人机航飞,获取河道及周边高清影像,来进行河道监测及排口偷排漏排等违法行为进行的巡查执法。空天视测一体化-水环境保护巡查监测v河道周边污染源巡查河道及周边高清影像排口普查P11v水质监测与水样采集无人机进行水环境监测及水样采集环境执法环境应急监测空天视测一体化-水质监测P12空天视测一体化-水质监测基于GIS,规划设计站点布点方案,通过密集的站点布设,快速溯源;精准监测各类水质、水文指标P13P13水环境水环境AIAI智能水质预
5、警分析智能水质预警分析2P14水环境空间数据水质监测一张图涉水污染源一张图水污染防治管理工作一张图水风险源一张图水遥感监测一张图20类、152项环保图层优选不同区域的图层进行专题展示01 水质现状与变化趋势02 水污染现状与溯源分析03 水污染源现状和排放热 力图04 水管理工作目标-差距05 入河海排污口巡查管理06 其他大数据分析P15流域水环境大数据分析方法时空分析:时间序列空间自相关空间聚类网络分析:网络构建学习与发现传感网数据分析时空挖掘:文本挖掘特征简历学习与知识模式图像识别:机械学习深度学习文本挖掘(Text mining)用户画像(User Profile)深度学习(Deep
6、Learning)图像识别(Image recognition)P16水环境分析统计模型提供多元水环境专业模型提供多元大数据统计模型水文模型水质综合评价EFDC水预测模型稳态水动力模型污染物通量分析水污染溯源模型一元线性回归分析非线性回归分析PCA分析统计分析相关性图谱分析语义/文本分析.精准掌握水环境趋势与排污规律精准掌握水污染源对环境影响精准预测、精准溯源P17水环境质量应用模拟预测模拟预测结果查询蓝藻等指标预报预警利用流域水文模型,结合污染源数据输入,模拟预测该流域的水量和水质水质模拟计算l 子流域汇总计算功能:将面源污染数据从行政区离散到子流域;l 调节系数功能:根据点源污染的不同来源
7、,通过系数调节,达到最佳的模拟计算结果;l 水质模拟计算功能:利用一维河网模型进行水质模拟计算。水质预测计算l 根据情景设置以及水污染排放预测数据,利用一维河网模型进行水质预测计算。P18涉水污染源应用污染物通量分析基于GIS,建立水动力、水环境模型对不同水体底形特征的响应关系,实现计算单元内的污染物量、态时空分异规律模拟,演算不同水体多时间尺度下各种污染物的输移通量P19P19变被动为主动第一时间发现第一时间整治减少人工资源提升治理能力水环境业务应用P20P20全息流域监管可视化全息流域监管可视化3P21水环境业务应用流量监控预警分析五 大 系 统视频监控预警分析水质指纹溯源预警分析水质监测
8、预警分析流域水环境监管平台P22流域生态全息图实景三维、720全景实时视频环境要素、环境监测流域生态全息图实时掌握水环境状况,宏观呈现流域生态保护“全息图”P23流域环境全景图协同调度环境感知污染源监控风险源监控影响评估溯源分析扩散分析网格巡查超标预警预警处置,协同联动环境监测,实时感知智能分析,辅助决策流域环境全景图P24P24案例分享案例分享4P25P25开封市全流域水环境质量监测监控系统项目 2019年,全市河流水质居全国倒数第29位;2020年,全市4个国控地表水断面水质未能全部达标,全年达标率为69.25%;2021年,全市4个国控地表水断面水质全部达到IV类标准以上,水质改善率16
9、.18%,居全国第14位,名列前茅。P26P26卫星及无人机巡查解译 获取惠济河、贾鲁河两边扩展0.2公里范围河道及所有陆域影像(无人机+卫星),航摄范围76平方公里,对周边污染源类型、敏感点及排污口进行宏观解译。P27P27流量监测P28P28水质监测站点水质监测站分布图P29P29沿河视频监控108路视频监控点位P30P30工业企业视频监控企业总数:1697家监测点数量:8154个在线率全省第一工业企业视频监控 978家 5154路在线监控企业:227家P31P31水质溯源禹王台区15家鼓楼区4家示范区6家河道排放源1入河路径入河排口入河路径排放源2排放源3排放源4排放源6排放源5P32P32水质溯源二维水指纹 三维水指纹水指纹溯源预警P33P33移动端GIS地图展示P34P34智能管控中心P35谢谢大家!谢谢大家!