科技日报记者 乔地
“九曲黄河万里沙,浪淘风簸自天涯。”自古以来,黄河水患就像一把利剑悬在头顶。“黄河宁,天下平”道尽了黄河安澜与国家民族命运的深刻关系。
自7月1日起,黄河正式进入汛期。据气象部门预测,今年黄河上中游地区出现暴雨洪水的可能性大,黄河防汛成为重中之重。黄委会利用无人机、5G通信、卫星遥感技术及搭建的“黄河一张图”大数据平台,助力防洪避险保平安。
遥感技术为黄河装上“天眼”
“汛期到来,河势监测对于黄河防汛抢险工作极其重要。过去,我们开展河势监测,要派专人乘船在水流湍急的黄河上实地测量,人工绘制河势图,不仅耗时费力,而且十分危险。自从有了遥感技术,我们可以通过卫星、无人机来监测黄河的‘一举一动’,既快捷又准确,遥感技术使河势监测获得了质的突破!”黄委会信息中心副总工李胜阳骄傲地说。
近年来,在防汛工作中,黄委会充分发挥遥感技术大尺度、直观、高效的优势,通过高空卫星、低空无人机密切跟踪监测河势变化情况,为黄河防汛提供有力的信息支撑。
据了解,遥感监测包括下游河势监测、突发较大水面展宽监测、河口生态补水监测、小浪底库区低水位水面监测等任务。遥感监测还可以“个性化定制”,例如根据小浪底泄流方案,针对不同泄流流量及其演进情况,全程采集卡口河段影像,抓住关键时段,准确采集小浪底库区低水位期卫星影像,以及河口补水的前、中、后期卫星影像,及时进行解译分析,编制有关遥感监测专题图和分析报告,为防汛决策提供参考依据。
据介绍,如果发生卡口河段突发较大水面展宽,黄委会信息中心可以应急采集卫星遥感影像,解译水面展宽位置、面积与范围,分析嫩滩等水面覆盖情况,及时采取应对措施。
1981年,黄委会成立了遥感中心筹备组,将遥感技术应用到治黄业务,开展了黄河口演变遥感监测与研究、流域遥感地物光谱测量等工作。随着遥感技术的发展和卫星数据资源不断丰富,遥感技术在防汛防凌、水资源管理、水土保持、河湖岸线管理、水行政执法、水利工程管理、水环境监测等工作中逐步展开,其中防凌监测、河势监测、水行政管理监测等已发展为常规化监测,成为不可替代的信息化支撑手段。
“通过遥感‘天眼’,汛前黄河河道内浮桥的拆除情况、阻水片林的清除情况等可以足不出户就看得清清楚楚,大大提高了工作效率,节约了大量人力物力。”黄委会一位工作人员说。
一个平台览尽万里长河
自2001年提出“三条黄河”建设以来,黄委会大力开展以“数字黄河”工程为主体的黄河水利信息化建设。当前,黄委会主要治黄业务系统建设和应用已成体系,用科技之手绘就了一幅“黄河一张图”,在调水调沙和黄河防洪防凌工作中发挥了重要作用。
“黄河一张图”整合了黄委地理信息数据,把黄委会信息中心、黄科院、设计公司等部门和单位通过卫星、航拍、无人机应用、专业测绘等手段掌握的黄河影像、矢量、地形和三维等类型的数据与水利部等其它资源数据进行了深度融合,并形成了基础地理信息资源,使这些信息得以在一张图上直观呈现。
在“黄河一张图”的基础上,黄委会又对黄河流域基础数据进行了切分、整理和索引,形成了统一的地理信息平台,真正实现了“空、天、地”立体监测。在黄委会综合信息门户网站,记者看到,该信息平台整合了包含黄河基础信息服务、黄河动态监测信息服务、黄河业务信息服务、黄河综合主题信息服务、以及面向基层单位和流域省区的信息服务,为防汛提供了全面的信息支撑。
“有了地理信息平台,我们的工作人员不用经常千里迢迢到现场开展督查了。在办公室轻点鼠标,通过沿河1000多路视频资源,就可以实时掌握千里之外的现场情况,高效便捷。”黄委会信息中心一位工作人员说。
“清四乱”是服务黄河河道管理和防汛工作的重要内容。“省大事了,”黄委会河湖局负责人这样描述信息平台及现场移动软件在黄委“清河行动”工作中所发挥的重要作用。参与现场清查的工作人员表示,“没有这个平台,根本不可能完成任务。”
“在‘清河行动’中,因为工作人员安装了手机端的‘黄河地图’,这场硬仗才能够有备而战。”黄委会信息中心副主任寇怀忠说,该平台规范、详细地标出了每一处“四乱”问题、取水口、排污口核查信息等。有了遥感解译成果、疑似“四乱”清单等详细信息,行进在全河上下7个现场的“清河行动”工作组才能够目标明确地开展工作,不至于盲目奔走,“清河行动”也才能够在短短两三个月内取得显著成效,圆满完成任务。
高科技助力黄河岁岁安澜
黄河是中华民族的母亲河,她诞育了五千年的华夏文明,是中华民族得以延续和传承的血脉源泉。然而,历史上黄河也同样以水灾严重而著称。从古至今,由暴雨洪水和冰凌洪水造成的水灾遍及全河。尤其在黄河下游地区,频繁的洪水决口泛滥和河流改道曾给两岸人民带来了深重的灾难。
据统计,自公元前602年至1938年的2540年间,黄河下游决口泛滥的年份有543年,达1590余次,平均三年两决口,百年一改道。洪水波及范围西起孟津,北至天津、南抵江淮,泛区涉及黄淮海平原的冀、鲁、豫、皖、苏五省25万平方公里,1亿多人口。
直至近代,黄河水患依旧严重。1933年8月,黄河中游干支流发生洪水,造成黄河下游南北两岸决口50余处,淹没河南、山东、河北和江苏四省30个县,死亡1.27万人。1958年、1982年夏天,黄河中下游均发生洪水,受灾人口近百万。
而今,高科技手段正在使黄河水患变成一头可驯之兽,为黄河防汛保驾护航。近年来,每年汛前、汛期和汛后,我国均利用中、高分等卫星遥感影像,获取黄河河道水边线、主溜线、心滩等信息,结合河道工程数据、人工查河工程靠溜数据和水文观测深泓点数据,分析河势变化情况,实现对黄河河势变化信息快速、准确、宏观获取,最大程度减轻黄河汛期带来的影响。
从“黄河怒涛连天来”到“无尽江山入画图”,是科技用数字绘就了当今黄河的“万里长卷”。面对今年的防汛大考,大数据将让黄河防汛变得更有信心。