衛(wèi)星賦能防汛救災(zāi)第一線

隨著汛期來(lái)臨，部分地區(qū)汛情嚴(yán)峻，多地發(fā)生洪澇地質(zhì)災(zāi)害。在防汛救災(zāi)工作中，衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信的應(yīng)用，提升了防汛監(jiān)測(cè)預(yù)警的精準(zhǔn)度和搶險(xiǎn)救災(zāi)的時(shí)效性，增強(qiáng)了汛期防洪安全保障能力。

一、遙感衛(wèi)星密切監(jiān)測(cè)

多源遙感衛(wèi)星對(duì)洪澇災(zāi)區(qū)進(jìn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析，為災(zāi)區(qū)災(zāi)情評(píng)估、搶險(xiǎn)救援和災(zāi)后重建提供了監(jiān)測(cè)保障和決策依據(jù)。

1.汛情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

風(fēng)云氣象衛(wèi)星對(duì)局地發(fā)生的暴雨和強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握強(qiáng)對(duì)流的發(fā)展過(guò)程。7月7日，江漢、江淮、江南北部等地出現(xiàn)了強(qiáng)對(duì)流天氣。風(fēng)云四號(hào)A衛(wèi)星紅外增強(qiáng)云圖（圖1）顯示，強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)主要出現(xiàn)在湖北東部、安徽南部、江西北部等地，降水云系整體呈東-西走向的帶狀分布在長(zhǎng)江流域上空。8時(shí)湖北東部上空有一中尺度對(duì)流系統(tǒng)，至12時(shí)，該對(duì)流系統(tǒng)與湖南上空的對(duì)流云團(tuán)結(jié)合，強(qiáng)度再次加強(qiáng)，而江淮和江南上空的對(duì)流云團(tuán)呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)。

圖1 風(fēng)云四號(hào)A衛(wèi)星強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)云圖

受持續(xù)強(qiáng)降水和上游來(lái)水影響，整個(gè)鄱陽(yáng)湖水系發(fā)生洪災(zāi)。我國(guó)首顆分辨率達(dá)1m的合成孔徑雷達(dá)（SAR）衛(wèi)星高分三號(hào)，全天候?qū)蛾?yáng)湖區(qū)洪澇災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析。圖2為高分三號(hào)衛(wèi)星拍攝的鄱陽(yáng)湖影像，與6月26日汛前影像相比，7月14日汛期影像顯示，鄱陽(yáng)湖水體面積急劇擴(kuò)張。

圖2 高分三號(hào)衛(wèi)星鄱陽(yáng)湖地區(qū)汛情監(jiān)測(cè)影像

7月18日20時(shí)10分，位于安徽省廬江縣境內(nèi)的長(zhǎng)江支流西河缺口水文站水位達(dá)12.50m，超保證水位0.6m。為減輕防汛壓力，東大圩開(kāi)閘蓄洪。從海洋一號(hào)C衛(wèi)星拍攝廬江東西大圩影像圖可以看出（圖3），7月22日東大圩已全部蓄滿洪水。

圖3 海洋一號(hào)C衛(wèi)星廬江東西大圩蓄洪監(jiān)測(cè)影像

2.開(kāi)展災(zāi)情評(píng)估

圖4 昌江區(qū)域水域變化圖

7月9日，江西省上饒市鄱陽(yáng)縣發(fā)生決口漫堤。圖4為高分三號(hào)衛(wèi)星拍攝的鄱陽(yáng)縣昌江區(qū)域2020年第二季度，及7月3日、12日、13日水域變化圖，可見(jiàn)7月3日水域面積與本年第二季度相比已有明顯擴(kuò)張；9日晚決口漫堤發(fā)生后，12日已淹沒(méi)昌江區(qū)域大面積陸地；相較12日，13日水域面積并未發(fā)生明顯變化，但防汛形勢(shì)依然嚴(yán)峻。同時(shí)，運(yùn)用時(shí)序變化檢測(cè)技術(shù)，以本年第二季度為基準(zhǔn)分別統(tǒng)計(jì)昌江區(qū)域內(nèi)水域面積占比與增長(zhǎng)率。如圖5所示，鄱陽(yáng)縣昌江區(qū)域水域面積及增長(zhǎng)率均在7月12日達(dá)到峰值，水域面積是第二季度的6倍以上，與7月3日相比增長(zhǎng)了2.67倍。

圖5 昌江區(qū)域水域變化時(shí)序分析統(tǒng)計(jì)圖

圖6 淮河蒙洼蓄洪區(qū)水體監(jiān)測(cè)圖

多源遙感數(shù)據(jù)疊加融合處理，可以監(jiān)測(cè)研判淹沒(méi)面積。如圖6（a）所示，利用高分三號(hào)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)淮河流域蒙洼蓄洪區(qū)，并對(duì)蓄洪區(qū)內(nèi)水體面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出淹沒(méi)區(qū)面積為127.3km2，占蒙洼蓄洪區(qū)總面積（180.4km2）的70.5%。圖6（b）為2020年7月21-26日高分衛(wèi)星對(duì)該區(qū)域的水體變化監(jiān)測(cè)圖，中東部淹沒(méi)區(qū)面積有所增加，西南部區(qū)域水體面積有所減小。

二、北斗系統(tǒng)及時(shí)預(yù)警

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航、定位、授時(shí)和短報(bào)文功能，可滿足災(zāi)情信息采集、報(bào)送、管理、服務(wù)及救災(zāi)指揮調(diào)度等業(yè)務(wù)對(duì)空間位置信息的應(yīng)用需求。在防汛救災(zāi)工作中，從災(zāi)前“通風(fēng)報(bào)信”到災(zāi)后的快速評(píng)估，都有北斗系統(tǒng)的身影。

1.保障災(zāi)情信息傳輸

北斗綜合減災(zāi)示范項(xiàng)目發(fā)揮北斗終端結(jié)合移動(dòng)4G+短報(bào)文多網(wǎng)絡(luò)融合的通信保障優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展信息報(bào)送。同時(shí)，利用北斗衛(wèi)星信號(hào)傳輸通道，可有效提升水文信息傳輸?shù)目煽啃裕瑸轭A(yù)警工作提供技術(shù)保障。正值汛期，安徽省安慶市石牌水文站的自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主用信道出現(xiàn)異常，導(dǎo)致水位信息傳輸中斷，該站啟用了北斗衛(wèi)星備用信道，保障了水情信息及時(shí)傳輸。截至7月2日，北斗衛(wèi)星信道共傳輸水位信息500余條，獲取了完整的水位過(guò)程資料。

2.地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警

北斗系統(tǒng)可對(duì)山體、水庫(kù)、河流的形變、位移等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)變形值評(píng)估其安全狀況，并對(duì)可能發(fā)生的滑坡、沉降、裂縫等險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)警。廣西、云南、貴州、四川等地針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域，部署了基于北斗系統(tǒng)的高精度地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。湖南省石門(mén)縣在雷家山地災(zāi)隱患點(diǎn)安裝了“北斗衛(wèi)星高精度地災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)”，通過(guò)11個(gè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)地表位移、深部位移、水位變化、降雨量等情況（圖7）。6月24日-7月6日，該系統(tǒng)三次發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害橙色預(yù)警，當(dāng)?shù)匮杆俎D(zhuǎn)移隱患點(diǎn)周邊村民，組織山體巡查。7月6日傍晚，雷家山地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模山體滑坡，未造成人員傷亡。

圖7 北斗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置

3.助力清淤排險(xiǎn)

7月21日，湖北省恩施市屯堡鄉(xiāng)馬者村發(fā)生山體滑坡，并在清江上游形成堰塞湖。當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理指揮部通過(guò)采用北斗系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇等新型設(shè)備勘測(cè)，快速獲取水上水下一體化三維數(shù)據(jù)，生成的高精度三維圖像既可以精準(zhǔn)計(jì)算出堰塞湖的容積，又能獲得兩岸山體及滑坡體的體積，有利于高效指導(dǎo)后期堰塞湖清淤作業(yè)。

三、衛(wèi)星通信快速響應(yīng)

泥石流、山體滑坡等災(zāi)害頻發(fā)，造成地面通信嚴(yán)重受損，衛(wèi)星通信設(shè)備可實(shí)現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音的實(shí)時(shí)傳輸，保障現(xiàn)場(chǎng)與指揮中心通信暢通，在搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中發(fā)揮重要作用。

汛期來(lái)臨前，北京市為50個(gè)險(xiǎn)村配備衛(wèi)星電話、視頻單兵等實(shí)用的現(xiàn)代化裝備，以第一時(shí)間掌握一線汛情險(xiǎn)情，并完成防汛重點(diǎn)險(xiǎn)村衛(wèi)星電話操作使用培訓(xùn)和防汛演練，同時(shí)進(jìn)行常態(tài)化連通性測(cè)試工作，以確保防汛期間各險(xiǎn)村天通一號(hào)衛(wèi)星電話正常使用（圖8）。

圖8 防汛應(yīng)急衛(wèi)星電話

6月23日，四川省阿壩藏族羌族自治州地面通信嚴(yán)重受損，中國(guó)衛(wèi)通所屬鑫諾衛(wèi)星通信有限公司（以下稱(chēng)鑫諾衛(wèi)星公司）北京主站緊急調(diào)度衛(wèi)星資源，密切跟蹤當(dāng)?shù)?0個(gè)超級(jí)基站的實(shí)時(shí)通信狀況，響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)星鏈路需求，支持超級(jí)基站的倒換操作，全力保障當(dāng)?shù)匦l(wèi)星通信暢通。此前，云南省怒江州貢山縣獨(dú)龍江鄉(xiāng)因地質(zhì)災(zāi)害與外界通信聯(lián)系中斷，鑫諾衛(wèi)星公司緊急運(yùn)送多套“鑫遠(yuǎn)眺”陸地機(jī)動(dòng)服務(wù)產(chǎn)品，幫助災(zāi)區(qū)快速建立起寬帶衛(wèi)星通信鏈路?！蚌芜h(yuǎn)眺”陸地機(jī)動(dòng)站依托中星十六號(hào)衛(wèi)星資源，充分發(fā)揮小口徑自動(dòng)尋星天線的輕便靈活優(yōu)勢(shì)，可提供安全可靠的寬帶應(yīng)急服務(wù)。

重器在握，坐鎮(zhèn)江河。充分發(fā)揮“技防”優(yōu)勢(shì)，借助衛(wèi)星等高科技賦能，進(jìn)一步提高防汛救災(zāi)效率，不斷提升汛期安全保障能力，更大程度保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。