生态环境智慧遥感平台课件

像素释放价值 遥感守护自然基于PIE生态环境智慧遥感平台2024年7月20日像素释放价值 遥感守护自然2023年8月15日北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N背 景 介 绍1 12017年我们身边发生了什么？背景介绍12017年我们身边发生了什么？北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N大气污染：近年来，全国多地遭遇雾霾天气，空气重度污染警报频发，PM2.5指数多次爆表！2 2中央电视台“大裤衩”和灰色霾天“融为一体”路上到处可见戴着口罩的人群，有的甚至戴着防毒面具2017年全国雾霾污染城市排名大气污染：近年来，全国多地遭遇雾霾天气，空气重度污染警报频发北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N黑臭水体：目前我国大部分城市河道已演变为黑臭水体，水体出现季节性或终年黑臭，成为我国目前城市河道污染问题中亟待解决的水环境问题3 3根据城市黑臭水体整治工作指南，城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色(黑色或泛黑色)，和(或)散发出令人不适气味(臭或恶臭)的水体的统称。所谓黑臭是有机污染的一种极端现象，是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。会导致水体有异味，不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。黑臭水体：目前我国大部分城市河道已演变为黑臭水体，水体出现季北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N生态红线：目前我国生态保护和开发矛盾突出。如何平衡生态与发展的界线成为亟待解决的问题4 4【生态保护红线】是指在生态空间范围内具有特殊重要生态功能、必须强制性严格保护的区域，是保障和维护国家生态安全的底线和生命线，国家生态保护红线区通常包括具有重要水源涵养、生物多样性维护、水土保持、防风固沙、海岸生态稳定等功能的生态功能重要区域，以及水土流失、土地沙化、石漠化、盐渍化等生态环境敏感脆弱区域。国家生态保护红线区示意图目前我国生态保护和开发矛盾突出。96%的重点生态功能区中存在矿产资源开发；77%的国家级自然保护区核心区存在人类活动。生态红线：目前我国生态保护和开发矛盾突出。如何平衡生态与发展北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N十九大报告提出：建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计5 5习近平总书记更是在十九大中强调：必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。十九大报告提出：建设生态文明是中华民族 永续发展的千年大北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N2018年两会：生态文明建设写入宪法啦！6 62018年两会：生态文明建设写入宪法啦！6北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N7 7面对如此现状，面对如此现状，我们可以利用对地观测技术做些什么？我们可以利用对地观测技术做些什么？7面对如此现状，北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N卫星遥感技术助推生态文明建设：实现对自然灾害的监测以及对生态环境变化的动态监测8 8随着卫星遥感技术和应用的快速发展，卫星遥感已在气象预报预测、防灾减灾、应对气候变化和生态文明建设中发挥不可或缺的作用。中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见中明确指出：利用卫星遥感等技术手段，对自然资源和生态环境保护状况开展全天候监测。高分卫星风云卫星海洋卫星资源卫星卫星遥感技术助推生态文明建设：实现对自然灾害的监测以及对生态北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N高分卫星：持续监视全世界的海洋以及陆地的所有资源，促进中国生态文明建设的新步伐9 9高分卫星：持续监视全世界的海洋以及陆地的所有资源，促进中国生北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N高分卫星：持续监视全世界的海洋以及陆地的所有资源，促进中国生态文明建设的新步伐1010高分卫星：持续监视全世界的海洋以及陆地的所有资源，促进中国生北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N风云四号A星：可为强对流、台风、雾、大气环境、火情等多种天气和环境事件监测提供服务11112017年11月9日前后，巴基斯坦北部、印度西北部有大面积雾霾覆盖，图为风云四号A星于9日12:30至14:45观测到该地区雾霾的消涨变化。图为风云四号A星于2017年8月22日14时至15时的台风监测动图。2017年8月8日21时19分，四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，图为“风云四号”A星8月9日9时九寨沟县震区监测图。2017年7月21日，华北南部、陕西东部等地出现强对流天气过程。图为7月21日下午15:30“风云四号”A星监测图像显示.风云四号A星：可为强对流、台风、雾、大气环境、火情等多种天气北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N海洋卫星：具有全天候、全天时、高空间分辨率地获取海上目标、海浪、溢油、海冰、海面风场、内波等我国EEZ和近海的监视监测数据的能力1212HY-2A(2011 till now)HY-3B(2019,C-SAR)HY-3C(2023,Geostationary satellite ocean color)HY-3A(2018,C-SAR)CFOSAT(2018,Joint mission)HY-1C(2018)In-orbitApprovedExperimentalConsideredHY 1A(2002-2004)HY-3D(2024,GEO SAR)HY 1B(2007-2016)HY-1D(2019)HY-1E(2023)HY-1F(2024)HY-2B(2018,polar,follow up HY-2A)HY-2C(2018,low inclination of orbit,Faster regression cycles)HY-2D(2020,low inclination of orbit)HY-2E(2020,polar)HY-2F(2023,low inclination of orbit)HY-2G(2024,low inclination of orbit)HY-2H(2022,new gen,Full polarization)Chinese Ocean salinity satellite(2021,Salinity)ocean color seriesOcean Monitor seriesocean dynamic seriesHY-2L(2020,wind&wave)海洋卫星：具有全天候、全天时、高空间分辨率地获取海上目标、海北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N汇 报 内 容背景介绍01基于PIE的智慧遥感平台02典型应用031313汇报内容背景介绍01基于PIE的智慧遥感平台02典型应用03北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：提供多源异构卫星遥感数据处理支撑1414 面对高分卫星、风云卫星、海洋卫星等多源异构卫星遥感数据，遥感图像处理软件是实现影像数据价值深度挖掘，最大化应用的必备工具。数据随遇接入？高效精准处理？信息智能提取？行业嵌入融合？痛点所见即所得PIE遥感图像处理软件：提供多源异构卫星遥感数据处理支撑14北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：中央国家机关软件协议供货清单唯一遥感类产品1515 在 遥 感 应 用 领 域，ENVI、ERDAS等国外软件一直占有统治地位，经过多年发展，目前PIE总体水平与国外软件相当，已经成为中央国家机关软件协议供货清单唯一遥感类产品。遥感基础软件采购的市场规模在2-3亿/年（赛迪网&中国市场情报中心，2015）PIE遥感图像处理软件：中央国家机关软件协议供货清单唯一遥感 遥感图像处理平台（遥感图像处理平台（PIEPIE）体系架构）体系架构PIE（PixelInformationExpert）是一套高度自动化、简单易用的遥感工程化应用平台，2017年成为中央国家机关软件协议供货清单中唯一遥感类产品。n光学、雷达、高光谱等多平台、多载荷卫星数据处理和分析能力n全流程测绘影像图生产能力n有人机/无人机数据处理和三维建模能力n基于尺度集/深度学习遥感影像智能分析和解译能力n支持国内主流云基础设施n适配国产自主操作系统n提供C+/C#/Java等多语言二次开发接口 遥感图像处理平台（PIE）体系架构 PIE（P16北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：特点1：全频谱接入1717PIE支持几百颗国内&国外主流卫星数据源兼顾无人机、有人机航空数据源支持光学、微波、高光谱、Lindar、电磁等载荷海洋系列卫星风云系列卫星支持所有主流卫星、传感器和数据格式PIEu风云一号卫星u风云二号卫星u风云三号卫星u环境系列卫星天绘系列卫星高分系列卫星uGF-1uGF-2uGF-3uGF-4u资源系列卫星uZY1-02BuZY1-02CuZY3uuHJ-1AuHJ-1Bu国外卫星其他卫星数据u实践卫星u吉林一号uuHY-1A/1BuHY-2uu天绘一号uPIE遥感图像处理软件：特点1：全频谱接入17PIE支持几百北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：特点2：高精度处理1818实现卫星影像、有人机/无人机影像高效快速处理，采用异源影像（可见光、SAR、LiDAR等）全自动联合区域网平差技术，可使异源、异时相、异分辨率图像的联合定位精度得到大幅度提升。产品成功应用于全国2.5米正射影像图集生产，效率提升40%，精度符合1:5万国家制图标准。PIE遥感图像处理软件：特点2：高精度处理18实现卫星影像、北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：特点3：智能化提取1919基于深度学习的遥感信息智能服务突破大规模、大范围、高频次、多种类目标自动提取的技术瓶颈PIE遥感图像处理软件：特点3：智能化提取19基于深度学习的北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C NPIE遥感图像处理软件：特点4：跨领域融合2020空天地海遥感大数据全要素可视化融合实现遥感底图+气象海洋形势展示柔性重组，支持多语言二次开发气象气象PIE遥感图像处理软件：特点4：跨领域融合20空天地海遥感大北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N智慧遥感平台：形成天气、气候、生态环境等多应用方向遥感算法众创集成生态圈2121综合运用云计算、大数据等先进IT技术，采用分布式计算架构、保持开放式插件化设计理念，基于统一的“云+端”技术体制，建立集遥感云计算、微内核支持的插件工具箱以及多终端共享服务于一体的智慧遥感平台。在云端实现大气环境分析、台风与海洋分析、极端天气分析、气候变化分析、生态环境分析等气象业务插件和在线服务。智慧遥感平台：形成天气、气候、生态环境等多应用方向遥感算法众北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N智慧遥感平台：采用“云+端”架构，实现多终端查询显示应用服务2222智慧遥感平台基于风云三号、风云四号、葵花八号等气象卫星，以及高分卫星开展天气分析、气候变化监测与资源评估、生态与环境等应用方向的监测分析服务。生成的专题产品和图表可以基于手机、平板、电脑、浏览器、微信、穿戴设备等多终端统一调用查询显示。智慧遥感平台：采用“云+端”架构，实现多终端查询显示应用服务北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N智慧遥感平台：目前已建立包含20多种产品的遥感应用算法库2323研制了20多种卫星遥感定量应用产品算法模型。台风定位台风螺旋线提取台风降水反演大雾监测沙尘监测气溶胶监测积雪监测地表温度监测智慧遥感平台：目前已建立包含20多种产品的遥感应用算法库23北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N汇 报 内 容背景介绍01基于PIE的智慧遥感平台02典型应用032424汇报内容背景介绍01基于PIE的智慧遥感平台02典型应用03北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N典型应用：以智慧遥感平台为支撑，实现生态红线、气候、生态环境监测，开展典型应用，服务生态文明建设2525生态文明典型应用赤潮、溢油监测台风监测预报风暴潮预报生态红线监管和环境监测干旱与植被动态监测荒漠化监测强对流天气预警预报暴雨导致的洪涝、滑坡等次生灾害监测冰雹、龙卷风等极端天气预报预警气候变化监测与评估气候变化预测气候对农业、生态环境等影响评估海洋防灾减灾生态红线监管环境遥感监测极端天气预警预报气候变化预测评估黑臭水体监测大气染污动态监测沙尘、火情、蓝藻等监测等典型应用：以智慧遥感平台为支撑，实现生态红线、气候、生态环境北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N海洋防灾减灾：航天宏图积极参与了东海溢油应急监测，为国家控制污染、减小危害提供了辅助参考2626工作人员基于航天宏图自主研发的PIE系列产品，对RADARSAT2数据进行了处理，并研究相应的提取算法，对东海区域的溢油情况进行了提取。同时时刻关注溢油情况，并结合洋流数据、风场数据进行分析，形成溢油漂移路径、扩散方向，扩散面积等要素的模拟预报，为国家控制污染、减小危害提供辅助参考。并给国家海洋局东海分局及浙江省海洋与渔业厅提供了成果和技术支持。SAR数据处理2018年1月东海撞船事故导致“桑吉”轮溢油事件发生后，引起了航天宏图海洋专家的高度关注，作为专业的遥感信息化工程团队，自发的进行了针对此次事故的溢油情况进行了研究，发挥了微波遥感技术在海洋应急灾害监测的优势。海洋防灾减灾：航天宏图积极参与了东海溢油应急监测，为国家控北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N2727海洋防灾减灾：实现海岸线动态监测和近海海洋环境监测，为近海海洋生态环境保护提供数据支撑以PIE底层技术为支撑，利用多源、多时相卫星数据，实现长时间序列的海岸线变迁分析，为近海海洋生态环境保护提供数据支撑。基于中心2015年-2017年积累的高分数据，对阳江吉树港用海项目进行了监测，分别提取了基期海陆分界线、期末海陆分界线，用海项目变化图斑。27海洋防灾减灾：实现海岸线动态监测和近海海洋环境监测，为北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N2828利用国内外现有多源、多时相卫星数据，实现对海面温度、海洋水色、海水透明度、初级生产力等的监测，为近海海洋生态环境变化及应急监测提供技术支持。海水透明度监测叶绿素浓度监测海洋防灾减灾：实现海岸线动态监测和近海海洋环境监测，为近海海洋生态环境保护提供数据支撑28利用国内外现有多源、多时相卫星数据，实现对海面温度、海洋北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N2929生态红线监管：安吉县生态公益林监测，践行绿水青山就是金山银山生物多样性监测生物量监测碳储量监测植被覆盖度监测与非法占用分析协助安吉县林业部门开展生态公益林监测，对公益林覆盖度、生物多样性、生物量、碳储量等现状信息进行分析，对红线内扰动图斑进行划定。践行习总书记关于绿水青山就是金山银山的重大嘱托。29生态红线监管：安吉县生态公益林监测，践行绿水青山就是金北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3030生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提供技术支撑新增工矿用地2016年2017年新增居民地2016年2017年2017年青海省三江源国家级自然保护区人类活动监测人类活动动态监测-典型图斑动30生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3131生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提供技术支撑2014年3月生命禁区的“绿色公路”花久公路地处青藏高原“三江源头”，穿越了三江源自然保护区的核心区和缓冲区。2015年10月2016年10月2017年5月31生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3232生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提供技术支撑2015年3月2016年10月2013年6月2015年3月20132017年青海省木里煤矿监测32生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3333生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提供技术支撑东洞庭湖区湿地植被信息提取结果纹理特征湿地植被特征指数源数据多特征指数及特征数据面向对象分割斑块界线自适应分类策略属性库确认植被类别33生态红线监管：实现自然保护区遥感监测，为生态红线监管提北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3434生态红线监管：全国生产建设项目水土保持天地一体化监督管理河长制水土保持遥感监测与地面调查相结合划定违规违建图斑34生态红线监管：全国生产建设项目水土保持天地一体化监督管北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3535生态红线监管：国有林区森林资源变化监测，为森林资源管理检查提供重要参考前期（2013年ZY3）后期（2014年GF-1）现地照片前期（2013年RE）后期（2014年GF-1）现地照片监测区2014年7月-9月间，利用ZY3和GF-1数据对黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区部分国有林区森林资源变化进行了监测，为森林资源管理检查提供重要参考；l确定因占地、开垦、森林采伐、森林灾害等造成影像特征变化的地块；l正判率达到95.7%。35生态红线监管：国有林区森林资源变化监测，为森林资源管理北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3636生态红线监管：国家重大生态工程项目监管，获取建设进度、评估建设成效利 用 2007年Landsat 5 TM影像和2013年GF-116m数据，对民勤生态工程实施效果进行了监测；发现两个区域的梭梭林面积和湿地面积都大幅度增加，工程的生态效果明显。2007年2013年2007年2013年老虎口青土湖图中蓝色为芦苇湿地图中灰绿色为梭梭林生态工程实施监测结果36生态红线监管：国家重大生态工程项目监管，获取建设进度、北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3737环境遥感监测：实现城市黑臭水体监测，服务北京黑臭水体整治工程以GF-2影像数据（0.8m）为主，辅以ZY3、GF1、Worldview等数据，采用黑臭水体参数遥感定量反演模型，结合人机交互解译方试，提取黑臭水体位置及等级信息，同时结合野外实地验证，实现了北京市黑臭水体整治工程的周期性、常态化监测和管理。技术指标：准确率（90%）与漏判率（10%）。北京市朝阳区黑臭水体监测37环境遥感监测：实现城市黑臭水体监测，服务北京黑臭水体整北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3838环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监测，助力京津冀一体化大气污染防控l综合利用多源卫星遥感、无人机监测、地面激光雷达、WRF-CMAQ模式预报等手段开展大气污染的监测反演l提供环首都圈城市1km1km大气污染热点网格监测服务l结合高分影像与污染源数据（如电厂位置），确定重点核查区，并推送给环保监察执法人员l执法人员基于成果信息，利用地图导航到现场执法检查产品制作服务推送多源数据获取核查执法卫星卫星卫星卫星无人机无人机无人机无人机大气监测站大气监测站大气监测站大气监测站移动监测车移动监测车移动监测车移动监测车激光雷达激光雷达激光雷达激光雷达微型监测站微型监测站微型监测站微型监测站大数据融合分析科技助力打赢蓝天保卫战！5 5大类大类1212个产品个产品38环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N3939环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监测，助力京津冀一体化大气污染防控提供风云系列、葵花系列卫星每半小时1次的气象云图，用于识别不同的天气系统，确定它们的位置、强度和发展趋势，定性识别雾霾分布状况，提供气溶胶光学厚度遥感监测服务，PM颗粒物遥感监测服务，大气污染“热点”遥感监测服务，限停企业偷排监测服务等。基于电子地图的偷排企业分布基于高分卫星影像的企业偷排监测基于无人机热红外的企业偷排监测高空监控企业偷排基于激光雷达进行偷排监测39环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N4040环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监测，助力京津冀一体化大气污染防控基于高分卫星影像的企业偷排基于无人机热红外的企业偷排基于激光雷达的污染企业夜间排放监测基于涉气限停产企业信息，利用无人机挂载可见光、热红外等监测仪进行巡查，辅以高分卫星影像、静止卫星热红外遥感亮温数据、激光雷达数据等，及时发现锁定停产期间企业偷排行为。偷排行为在多源遥感监测下“无所遁形”40环境遥感监测：基于多源数据及多种技术手段开展大气污染监北京航天宏图信息技术股份有限公司W W W.P I E S AT.C N4141环境遥感监测：基于卫星遥感、社会经济、企业信息等融合大数据及深度学习技术的排污口智能识别基于卫星遥感、社会经济、企业信息、互联网采集数据等多源融合数据，采用深度学习方法，对典型流域排污口进行智能识别。41环境遥感监测：基于卫星遥感、社会经济、企业信息等融合大