面臨消失的鄱陽湖，衛星遙感如何逆轉？

鄱陽湖，作為全國吞吐量最大的湖泊，在調節長江水位、涵養水源、改善當地氣候等方面有著舉足輕重的作用。

但是，受各種因素的影響，歷經滄桑變化的鄱陽湖如今正面臨巨大危機：乾涸、枯水期提前、持續時間延長已成為常態；水土流失，水資源枯竭、自然災害頻發；高灘圩田，圍湖造田、面積萎縮，生態破壞令人堪憂；

鄱陽湖正面臨消失？然而，衛星遙感監測技術給久病未愈的鄱陽湖帶來了一線生機.....

20世紀60年代以來，遙感技術興起。經過幾十年的發展，遙感技術逐漸商業化和趨於成熟，並發展成為了一門實用的，先進的空間探測技術。其憑藉多層次、多視角、多領域的觀測體系，更是廣泛應用於農業、林業、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環保等領域。

此前，利用衛星遙感監測技術，雲南大理市成功監測雲南洱海富營養化情況；衛星環境應用中心成功鎖定了北京61段黑臭水體，解決了黑臭水體的治理難題；陝西省氣象局農業遙感信息中心成功監測到神木縣紅鹼淖水體面積10年來首次實現了正增長，面積萎縮出現逆轉......

衛星遙感監測雲南洱海富營養化情況，三幅影像分別代表可見光、紅邊和近紅外的水華指數，逐漸凸顯了水華指數|網絡

在今年主汛期，衛星遙感技術也為科學的防汛救災部署提供了有力的支撐。針對我國南方嚴重汛情，氣象部門持續利用氣象衛星、高分衛星等，實時監測淮河流域蒙窪蓄洪區、鄱陽湖、巢湖及周邊水域水位變化，及時提供衛星遙感監測的動態信息。

7月7日13時15分風雲衛星淮河蒙窪蓄水區水體監測圖|網絡

7月20日13時15分風雲衛星淮河蒙窪蓄水區水體監測圖|網絡

衛星遙感監測技術在水環境監測，水體富營養化，植被覆蓋率，應急救災等方面發揮著越來越重要的作用。

那麼，如何運用衛星遙感數據對江河湖泊進行實時監測和常規防控呢？下面就以鄱陽湖為例，來探尋一番。

鄱陽湖的特點

鄱陽湖位於長江之南，江西省北部，是中國第一大淡水湖，也是中國第二大湖，僅次於青海湖。鄱陽湖及其水系、溼地，對調節江西的區域氣候立下了汗馬功勞；並且也帶動了江西經濟的發展，毫不誇張的說，鄱陽湖及其流域憑藉一己之力養活了江西一方兒女。

鄱陽湖衛星全景圖

然而，近幾十年來，鄱陽湖發生洪澇乾旱災害的頻率在明顯增加。結合曆年衛星遙感影像發現，在過去的50年裡就發生了8次「極端」洪水事件。出現過5個特旱年、6個大早年和14個中等乾旱年。中等乾旱出現頻率高達50%。易旱易澇成為了鄱陽湖典型的災害特徵。

造成鄱陽湖易旱易澇的因素有很多，本身的自然地理特徵與獨特的地形地勢也是主要原因。

江西鄱陽湖地形渲染圖|by 超擎影像雲

首先，從江西省地形圖中來看，江西省的地形具有很強的封閉性。除了北部平原地區聯通長江中下遊平原外，江西與周圍各省相接的地區皆為山地地形。山脈成為了江西與鄰省天然的分割線，阻隔了江西省向外交流。其次，江西山地丘陵眾多，河流四散其中，歸於長江。位於江西省北部的鄱陽湖盆地北面與長江相連，其餘三面環山，地勢低洼。

地勢低洼的鄱陽湖衛星遙感圖 形似一個集水盆

並且鄱陽湖還具有"高水是湖，低水似河，洪水一片，枯水一線"的自然地理特徵。其大小「飄忽不定」，擁有汛期和枯水期兩種河流狀態。具體來說，就是在汛期時呈現湖泊形態，當水位超過20米時，面積可達4125平方千米以上；在枯水期呈現河流形態，當水位在12米時，面積僅為500平方千米。

處於枯水期的鄱陽湖南湖部分支流GF6號衛星影像圖|by 超擎影像雲

當鄱陽湖處於枯水期時，鄱陽湖呈現河流形態，水域面積變小。如若遇上江西久未降雨，鄱陽湖更是從一片湖變成了一線湖。2019年7月江西鄱陽湖就是全國大旱的一個縮影，此時的鄱陽湖就處於枯水期。而且，冬季缺水，再加上三峽大壩的建成，長江水變得不容易進入鄱陽湖，更是加劇了鄱陽湖的缺水乾旱。

鄱陽湖北湖部分支流，汛期前後多識相對比|四維地球 by超擎影像雲

當鄱陽湖處於汛期時，鄱陽湖是呈現湖泊形態，水域面積較大。除去持續的降雨與汛期時間長等原因，地勢低洼的鄱陽湖又成了長江奔騰到下遊的「集水盆」，飽飲洪水的長江奔流而下，到達鄱陽湖時就迫不及待的將洪水傾瀉其中。

不僅要承擔長江洩入其中的絕大部分洪水，還要承接贛江、撫河、信江、饒河、修水五大河的河流匯入，就連廬山也要將所有瀑布、溪流送入懷中，四面八方的水流匯入其中，鄱陽湖不堪負重，洪災泛濫。

水流太少，導致枯水一線，水流太多，導致洪水一片，易旱易澇的鄱陽湖可謂是腹背受敵。

鄱陽湖流域汛期監測

今年，罕見的雨情汛情，使得江西鄱陽湖發生了有史以來最為嚴重的洪澇災害。江西多地發生洪水，鄱陽湖先後有四個水文站全面超警，水位接連告急。

2020年4月29日江西鄱陽湖高分1號衛星拍攝

2020年7月14日江西鄱陽湖高分1號衛星拍攝

由於衛星遙感具有監測範圍大、周期短、獲取資料及時、不受災害和惡劣天氣限制的特點，因此也是廣泛應用於洪澇災害監測評估，洪水預報預警，防洪規劃，洪水風險分析等方面。在此次鄱陽湖洪澇災害中就發揮了極大的作用。

衛星數據部門通過衛星遙感實時獲取汛情中鄱陽湖流域以及周邊區域的影像數據。對其進行淹沒分析預測，多時相對比以及水體提取等處理操作，為後續防汛救災提供支持。

針對收集到的鄱陽湖流域地形數據，衛星數據部門首先是進行了水系淹沒分析處理，預警鄱陽湖水流溢出、漫出的趨勢。

三維模式下鄱陽湖流域淹沒分析|by 超擎影像雲

其次，衛星數據部門利用多時相還動態監測到，受鄱陽湖水位激增影響，2020年7月9日江西鄱陽縣昌江流域多處決口漫堤。

利用高分1號衛星影像 多時相動態監測2020年4月30日與2020年7月13日江西鄱陽縣昌江區域|by 超擎影像雲

鄱陽縣地勢平坦，河道兩側密布居民點，一旦發生決口漫堤，對周邊人民群眾生命財產安全必會造成巨大損害。

江西鄱陽縣地形

衛星數據部門就對江西鄱陽縣昌江流域進行了水體提取操作，分析確定決口漫堤的嚴重程度。並且將災情情況傳送給其他單位，協調水利、應急災害等部門迅速對江西鄱陽縣做出災害救援。

水體提取結果與高分衛星影像是非常吻合的 綠色區域代表水體|by 超擎影像雲

江西鄱陽昌江區域淹沒分析圖

通過水體提取分析可知，鄱陽湖水系昌江明顯變粗，兩條河中陸地區域已幾乎全部被淹沒，潰堤漫堤情況非常嚴重，水位線直逼昌洲中學。應急救援部門利用衛星遙感監測處理成果，緊急轉移鄱陽縣村民8000餘人，避免了人員傷亡。

汛期監測超擎影像雲可以做什麼

一般情況下，監測洪澇災害、水體等江河湖泊，主要運用的衛星是MODIS、Landsat8、Radarsat SAR、SPOT、Sentinel-1哨兵衛星以及我國自主研發的高分二號，FY-1,FY-2等。

超擎影像雲平臺就能夠實時處理這些國內外常見衛星遙感數據。並且平臺全自動化的海量數據管理、發布和在線實時分析能力，實現了15分鐘一次的高頻數據全自動化的生產、發布、在線分析（包括顏色表渲染、水體信息提取、植被指數計算等），達到「所見即所得」的數據應用效率，大幅降低時間、人力、資源投入。

江西鄱陽縣昌江水體提取操作，從影像發布到水體提取只需80秒即可完成，獲取即發布|by超擎影像雲

超擎影像雲平臺優勢：

• 獲取即發布，實時在線處理

• 內含NDWI指數波段運算，操作簡單高效

• 可對接envi，edras主流遙感分析軟體

同時，超擎影像雲平臺還支持地形數據、氣象數據以及Web 端二三維一體化瀏覽，三維模式下也可以實現水體範圍淹沒分析，挖方分析，壓平分析等，操作簡單，高效便捷。

鄱陽湖流域常規性監測

目前，鄱陽湖流域災情已經穩定。但是後續災情調查與評估，災後修復，流域的生態保護等也依然需要衛星遙感進行常規性的監測，也就是對某一區域的監測不僅僅局限於水位、淹沒區域等，還包括區域植被覆蓋率，面積變化，裸地等的監測。日常的監測能時刻發現區域變化情況，發現潛在隱患，從而提前做出預警。

衛星數據部門就需要實時的處理衛星拍攝的海量信息，進行對比分析，從而達到常規監測的目的。

2020年7月26日江西鄱陽湖高分6號衛星拍攝|四維地球 by 超擎影像雲

7月22日鄱陽湖區域海多為晴空，原來受淹的區域多數還在水中浸泡 海洋1號衛星拍攝

在對鄱陽湖歷年常規性的衛星遙感監測中就發現，鄱陽湖面積正在逐漸縮小。在1984年至2014年三十年間，鄱陽湖的面積幾乎縮減了70,000公頃，每年減少近2300公頃，我們可以想像，單靠人為丈量這一現象是很難發現的，而且人為丈量湖泊面積耗時費力不說，也並不現實，衛星遙感監測卻能夠輕鬆實現。

1984年、2001年、2014年鄱陽湖區域landsat影像土地類型覆蓋非監督分類處理結果圖，黃色邊界代表2014年，綠色邊界代表2001年，藍色邊界代表1984年，明顯看出黃色區域比藍色區域小。

鄱陽湖面積逐漸萎縮，也間接導致了洪澇乾旱災害頻發，如若任由發展，未來十年，鄱陽湖將消失！好在如今已經意識到這嚴峻的形勢，對鄱陽湖流域也採取了退耕還湖，劃區保護等措施。

常規監測超擎影像雲可以做什麼

面對多種不同衛星拍攝的海量數據，超擎影像雲採用「非切片」技術，支持實時更新、實時發布、實時處理，是一種全新的、智能的遙感影像服務模式。單幅影像數據處理1分鐘之內即可完成，每日可以更新20TB數據，並且還能夠將海量數據管理起來，這樣在常規監測中就可以實時查看更新的數據，進行多時相對比處理，降低了用戶使用影像數據的技術門檻。

6月26日與7月8日鄱陽湖哨兵1號影像數據利用超擎影像雲進行處理，發布，多時相對比瀏覽觀察水域面積變化

多時相對比結果|by 超擎影像雲

超擎影像雲平臺同時還支持目標區域影像的裁剪。常規監測時，裁剪出目標區域，將大的數據量減小化，結果能夠直接在envi、erdas等軟體中打開，後續分析操作處理可以更加快速。不僅如此，平臺發布的WMTS服務能夠被ArcGIS直接調用，與主流地信軟體實現了無縫對接。

框選鄱陽湖流域地形數據範圍，進行裁剪，裁剪結果保存在伺服器指定路徑下，將數據下載即可在envi中打開，結合江西地形圖來看裁剪結果地形圖完全吻合

另外，基於AI技術平臺還提供影像鑲嵌勻色、地物分類與目標檢測等增值服務。面對水體、飛機、油管、建築物等的地物識別，不再需要人工解譯，智能檢測一步到位。

鄱陽湖部分支流水體地物提取識別|by 超擎影像雲

上海浦東機場智能識別飛機|by 超擎影像雲

超擎影像雲平臺也兼容麒麟系列作業系統。硬體平臺支持 x86、龍芯、飛騰、華為鯤鵬等，充分滿足完全國產化需求。提供一鍵安裝部署包，極大的簡化了安裝部署過程。

超擎影像雲行業應用全景圖

超擎影像雲平臺目前已成功應用於航天、環保、農業、林業、國土、災害應急、水利、 氣象、海關等多個行業領域，為空間三維、網際網路/移動網際網路、智慧城市、數字孿生等智能產業建設提供 數據基礎動力，為防災減災提出預警。

今年3月發生在四川涼山州西昌市的森林大火，多時相對比發現起火源|by 超擎影像雲

衛星遙感監測技術使得洪澇乾旱災害區域源頭盡顯，湖泊面積變大變小清晰可見，森林大火起火源頭提前預警，農業土地類型利用合理分配，應急救災提前預警，災害損毀後續恢復支持......

隨著遙感影像獲取技術越來越先進，遙感信息處理方法也越來越科學，衛星遙感監測技術也將不斷發揮它的巨大作用，帶領人類進入一個多層次、多角度、全方位和全天候對地觀測的「天眼」時代。