“水利”一词的起源可追溯到战国末期的《吕氏春秋》,彼时它意指“捕鱼之利”。然而,这一词汇的内涵在西汉时期得到了显著扩展,史学家司马迁在《史记·河渠书》中赋予了“水利”防洪、灌溉及航运等多重意义。
时至今日,随着经济与技术的飞速发展,“水利”的概念进一步丰富和深化。我国首颗以“水利”命名的遥感监测卫星——“水利一号”已成功发射升空,预计将于明年汛期前投入实际运用。那么,这颗专为水利领域设计的卫星究竟有何独特之处?它又将如何发挥作用呢?
据水利部信息中心卫星遥感应用中心主任陈德清介绍,“水利一号”是我国首颗水利专业卫星,它与其他三颗卫星一同以“一箭四星”的方式被送入太空。这四颗卫星均为太阳同步轨道X波段SAR卫星,即合成孔径雷达卫星,具备全天候、全天时对地观测的能力,能够拍摄高分辨率图像,并进行高精度形变监测。
“水利一号”运行在522公里高的太阳同步轨道上,拥有六种工作模式,分辨率从0.3米至12米不等,成像幅宽则介于5公里至100公里之间。陈德清表示,无论白天黑夜,或是各种恶劣天气条件,这颗卫星都能够持续对地观测,为水利监测提供宝贵数据。
水文信息的收集与分析对于水资源规划、防洪减灾以及水质保护等至关重要。虽然卫星遥感技术在水利监测领域已有应用,但为何还要专门发射一颗水利专业卫星呢?陈德清解释说,遥感卫星的应用不仅能大幅提升水利监测的效能,还是构建数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知体系中“天基”监测的关键一环。
他进一步指出,尽管地面观测站已遍布各地,但受限于地理位置和成本因素,它们无法做到全面覆盖,特别是在偏远地区。在发生大规模洪水等异常事件时,地面观测站往往无法准确反映现状,而卫星观测则能在此类情况下发挥重要作用。
那么,“水利一号”具体具备哪些独特功能呢?陈德清表示,这颗卫星在设计时充分考虑了现代水利监测的需求,采用了先进的机器学习和深度学习算法,并具备在轨智能处理功能。它能够实时获取、处理和应用遥感数据,为洪涝灾害、突发涉水事件、河湖库水体以及水利工程安全监测等提供有力支持。
更重要的是,“水利一号”能够穿透云雨,在恶劣天气条件下依然保持正常工作。它还能发现水利工程的形变或位移,为及时采取措施提供预警。卫星上还配置了智能处理功能,可将处理后的数据直接传输至地面,从而提高数据传输效率。
当前,水利部正积极构建具有“预报、预警、预演、预案”功能的数字孪生水利体系,不断推进技术创新、应用创新和模式创新。本次发射的“水利一号”将与11月发射的四颗卫星组网运行,为各项涉水业务提供全天候、全天时高分辨率雷达影像数据。陈德清表示,水利部将以“水利一号”发射为契机,深化与各方的合作,不断推进水利监测感知技术的创新升级,加快构建水利遥感卫星应用星座。