国家水资源立体监测体系与遥感技术应用

2017-12-15

  【项目类别】国家重点研发计划“水资源高效开发利用”专项

  【项目编号】2017YFC0405800

  【起止年限】2017.07~2020.12

  【项目负责人】赵红莉

  【牵头单位】中国水利水电科学研究院

  【参与单位】清华大学、中国科学院遥感与数字地球研究所、南京水利科学研究院、水利部信息中心、河海大学、长江水利委员会长江科学院、中国灌溉排水发展中心、武汉大学、首都师范大学等10家单位

  ● 背景

  水资源监测是水资源管理的基础性支撑。我国是世界上水资源问题最突出的国家之一,2012年起国家明确提出最严格水资源管理制度和水资源管理的“三条红线”,要求从水量、水质、用水效率三方面开展精细化、动态化和刚性管理,从而对水资源监测提出了更高要求。国家重点研发计划项目“水资源立体监测体系与遥感技术应用”正是面向这一需求开展研究,力争突破相应的关键技术,提高水资源信息获取的全面性、准确性、时效性、完整性和可靠性,支撑水资源精细化管理与科学化调度。

  ● 拟解决的关键问题

  科学问题:

  (1)水资源监测要素组织机制问题;

  (2)水资源要素“天-空-陆-水”立体监测协同机理问题;

  技术问题:

  (1)水资源立体监测布局优化与智能组网技术;

  (2)面向水资源管理的天然水循环要素遥感监测技术;

  (3)社会水循环要素立体监测技术;

  (4)水资源多要素多尺度联合同化与融合技术;

  (5)水资源遥感监测平台集成与服务技术。

  ● 研究内容

  (1)水资源立体监测协同机理研究;

  (2)国家水资源立体监测体系总体方案研究;

  (3)水资源遥感监测基础技术研究;

  (4)水资源立体监测应用技术研究;

  (5)国家水资源遥感监测平台建设研究;

  (6)水资源立体监测示范应用。

  ● 研究进展

  (一) 水资源立体监测协同机理与国家水资源立体监测体系研究

  探讨水资源监测要素之间的影响转换关系,明晰典型应用场景下水资源要素对于遥感时空分辨率、反演精度等的要求,开展水资源监测要素的组织机制研究;启动水资源“天-空-陆-水”立体监测多时空尺度信息融合技术研究,建立像素级、产品级与模型级三级数据融合技术体系。

  (二) 面向水资源管理的天然水循环要素遥感监测技术研究

  开展基于国产卫星数据的水循环参量遥感监测方法比较优化和升级,以及国内外水循环要素遥感产品多源多尺度协同方法模式的研究,建立降水、地表水、地下水、土壤水、蒸散发等天然水循环要素一体化监测技术体系。

  (三) 社会水循环立体监测技术与应用

  根据“天-空-陆-水”立体监测手段特点,面向社会水循环立体监测需求,开展天然-社会水循环耦合过程中多要素多目标同化技术研究,重点针对农业用水、城市用水和水源地水量等社会水循环关注的关键环节,启动立体监测技术研究。

  (四) 水功能区水质立体监测技术与应用

  面向水功能区水质保护监测需求,开展多尺度水质时空变化遥感监测技术、基于多源监测的水质数据同化技术、地表水源地流域立体监测的多尺度数据转换技术等研究,启动基于立体监测的地表水源地水质风险评估应用、水体污染溯源分析应用需求分析。

  (五) 基于立体监测的用水效率分析技术与应用

  应用遥感监测数据与常规监测数据相结合的方法,开展立体监测框架下用水效率评估分析方法研究;研究基于遥感信息和田间用水模拟的田间净灌溉用水量计算模型等,逐步建立农业灌溉用水效率变化动态分析基础。

  (六) 国家水资源遥感监测平台研发与示范应用

  开展国家水资源遥感监测平台总体设计与集成标准、遥感大数据组织管理、平台高性能数据处理、智能化服务、平台集成开发技术等研究,进行水资源立体监测数据的组织管理策略和数据模型、水资源遥感监测产品服务体系设计,为研发可与国家水资源系统对接的水资源遥感监测示范平台做准备。