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水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建與應(yīng)用研究
Construction and application research of water resources remote sensing satellite constellation
錢峰1，付靜1，陳德清1，崔倩1，李晶1，熊龍海2，王賽1，楊燈1
（1.水利部信息中心，100053，北京；2.水利部珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院，510610，廣州）
摘要：衛(wèi)星遙感是構(gòu)建數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系的重要組成部分，是進(jìn)行“天基”監(jiān)測(cè)感知的主要路徑，是數(shù)字孿生平臺(tái)數(shù)據(jù)底板建設(shè)的重要手段。按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，總結(jié)了衛(wèi)星遙感技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及成效，分析認(rèn)為現(xiàn)有遙感衛(wèi)星存在衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源有待拓展、衛(wèi)星數(shù)據(jù)綜合協(xié)同高效運(yùn)用能力有待提升、面向水利特色需求的衛(wèi)星嚴(yán)重不足等問題和短板，提出了水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座的概念及框架，從空間段、地面段、應(yīng)用段3個(gè)方面闡述了星座構(gòu)建的實(shí)施路徑，包括衛(wèi)星資源拓展、協(xié)同調(diào)度優(yōu)化、管理系統(tǒng)構(gòu)建、業(yè)務(wù)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)能力提升等內(nèi)容，為水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建提供理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。通過推動(dòng)水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座在實(shí)際水利業(yè)務(wù)中的廣泛應(yīng)用，提升實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警能力，增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)同作業(yè)的高效性，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。
關(guān)鍵詞：水利遙感；應(yīng)用星座；數(shù)字孿生水利；遙感技術(shù)；實(shí)施路徑
作者簡(jiǎn)介： 錢峰，副主任，正高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗畔⒒?/p>
通信作者： 陳德清，正高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗畔⒒?。E-mail：chendq@mwr.gov.cn
基金項(xiàng)目： 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFC3002901）。
DOI： 10.3969/j.issn.1000-1123.2025.01.003
推進(jìn)數(shù)字孿生水利建設(shè)是發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力和推動(dòng)水利高質(zhì)量發(fā)展、保障我國(guó)水安全的重要路徑。衛(wèi)星遙感是構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系的重要組成部分，是數(shù)字孿生水利數(shù)據(jù)底板的重要支撐。2024年7月，水利部出臺(tái)《數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)方案（2024—2026年）》，明確提出要加快構(gòu)建“水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座”。
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衛(wèi)星遙感技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來，水利部利用衛(wèi)星遙感技術(shù)覆蓋范圍廣、觀測(cè)頻次高、監(jiān)測(cè)要素多等優(yōu)勢(shì)，不斷探索和深化其在多個(gè)水利重要業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，取得明顯成效。
在水旱災(zāi)害防御方面， 2013年以來，多次利用衛(wèi)星遙感技術(shù)在洪水發(fā)生期間開展洪水淹沒范圍、工程險(xiǎn)情、堰塞湖、蓄滯洪區(qū)等應(yīng)急監(jiān)測(cè)，為防汛會(huì)商和調(diào)度決策提供有力支撐。2023年海河“23·7”流域性特大洪水期間，國(guó)產(chǎn)系列衛(wèi)星連續(xù)56天跟蹤監(jiān)測(cè)東淀等蓄滯洪區(qū)洪水情勢(shì)，有效驗(yàn)證了二維水動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算預(yù)測(cè)的洪水演進(jìn)結(jié)果；2024年湖南省岳陽市華容縣團(tuán)洲垸洞庭湖堤防決口期間，首次以小時(shí)級(jí)頻次開展淹沒區(qū)監(jiān)測(cè)，為防汛會(huì)商提供了有力數(shù)據(jù)支持。
在水資源管理與調(diào)配方面， 衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠提供及時(shí)、準(zhǔn)確的水資源信息，支持水資源管理決策。
在農(nóng)業(yè)灌溉用水監(jiān)測(cè)方面， 利用多源衛(wèi)星遙感影像與地面數(shù)據(jù)協(xié)同，提出田間尺度實(shí)際灌溉面積監(jiān)測(cè)方法，為農(nóng)業(yè)灌溉用水的合理分配和高效利用提供科學(xué)依據(jù)。例如，2022年以來在新疆、內(nèi)蒙古等地開展實(shí)際灌溉面積監(jiān)測(cè)，支撐農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)管和違規(guī)取用水問題線索發(fā)現(xiàn)。
在河湖監(jiān)管方面， 2019年以來，通過人工智能識(shí)別結(jié)合人工研判遙感影像，解譯全國(guó)3.96萬條（個(gè)、座）河湖庫管理范圍內(nèi)133萬余個(gè)地物遙感圖斑并開展全覆蓋核查，支撐清理整治河湖庫“四亂”（亂占、亂采、亂堆、亂建）問題約20萬個(gè)。
在水土保持監(jiān)測(cè)監(jiān)管方面， 利用2m陸域全覆蓋遙感影像支撐全國(guó)水土流失年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持遙感監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并依法依規(guī)查處有關(guān)違法違規(guī)行為。
在數(shù)字孿生水利建設(shè)方面， 支持多衛(wèi)星、多時(shí)相、高分辨率遙感影像產(chǎn)品的生產(chǎn)，以及試點(diǎn)區(qū)數(shù)字高程模型的建立，有力支撐了數(shù)據(jù)底板構(gòu)建。
在水利工程安全監(jiān)測(cè)方面， 利用高分辨率衛(wèi)星影像，結(jié)合光譜、紋理及形狀特征分析與智能分類算法，綜合監(jiān)測(cè)水利工程施工區(qū)域的地表環(huán)境變化。通過人工解譯與專家評(píng)估，分析大壩、溢洪道等關(guān)鍵水工建筑物形態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工滯后問題。
在大江大河大湖生態(tài)保護(hù)與治理方面， 2018年以來，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展華北地區(qū)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水河湖的有水河長(zhǎng)、水面面積監(jiān)測(cè)，支撐京杭大運(yùn)河全線貫通、永定河與西遼河水量調(diào)度以及母親河復(fù)蘇成效監(jiān)測(cè)。
在高原冰湖監(jiān)測(cè)方面， 在高海拔地區(qū)，冰湖的穩(wěn)定性和安全性對(duì)周邊居民及生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。通過衛(wèi)星遙感的高光譜成像技術(shù)，可以精確測(cè)量冰湖表面的反射率、溫度及冰層厚度，結(jié)合時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)冰湖潰決風(fēng)險(xiǎn)，為災(zāi)害預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。
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存在的問題和短板
現(xiàn)有遙感衛(wèi)星在部分水利業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用取得較好成效，但與發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力的高科技、高效能、高質(zhì)量要求相比，與數(shù)字孿生水利“2+N”智能業(yè)務(wù)應(yīng)用需求相比，在衛(wèi)星資源、監(jiān)測(cè)要素、傳輸存儲(chǔ)處理效能、時(shí)效性、協(xié)同性、智能化等方面仍存在突出問題和短板，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
1.衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源有待拓展
一是亟須拓展亞米級(jí)光學(xué)遙感影像資源獲取渠道。 該類數(shù)據(jù)主要用于支撐河湖、水土保持、水利工程等業(yè)務(wù)對(duì)象的精細(xì)化監(jiān)測(cè)監(jiān)管?，F(xiàn)有亞米級(jí)公益性衛(wèi)星無法實(shí)現(xiàn)全國(guó)陸域年度覆蓋，更難以滿足季度或月度變化監(jiān)測(cè)需求。
二是亟須增加高分辨率立體測(cè)圖類衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源。 該類數(shù)據(jù)主要用于地形數(shù)據(jù)生產(chǎn)，支撐數(shù)字孿生水利可視化場(chǎng)景構(gòu)建。目前僅1顆公益類衛(wèi)星（高分七號(hào)）能夠用于立體測(cè)繪，覆蓋能力有限，難以滿足業(yè)務(wù)需求。
三是重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地下水儲(chǔ)量變化監(jiān)測(cè)中業(yè)務(wù)化程度不高。 目前國(guó)外重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)時(shí)效性低，國(guó)產(chǎn)重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取渠道尚未打通，受限于數(shù)據(jù)源與產(chǎn)品反演精度，重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)僅在華北和西北部分地區(qū)用于開展地下水儲(chǔ)量變化監(jiān)測(cè)研究，尚未在地下水監(jiān)測(cè)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用。
四是應(yīng)急條件下可調(diào)度利用的合成孔徑雷達(dá)（SAR）衛(wèi)星資源不足， 當(dāng)發(fā)生大范圍、多點(diǎn)位災(zāi)害時(shí)，現(xiàn)有公益性衛(wèi)星資源覆蓋能力、觀測(cè)頻次均受限。
2.衛(wèi)星數(shù)據(jù)綜合協(xié)同高效運(yùn)用能力有待提升
一是缺乏衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃與資源調(diào)度機(jī)制 。在應(yīng)急和常規(guī)情況下，多處于數(shù)據(jù)被動(dòng)接收狀態(tài)，未能根據(jù)業(yè)務(wù)需求主動(dòng)規(guī)劃衛(wèi)星任務(wù)。
二是缺乏部級(jí)/行業(yè)層面的資源需求統(tǒng)一出口及高級(jí)別戰(zhàn)略合作。 現(xiàn)有水利需求較為零散，行業(yè)需求的優(yōu)先級(jí)需得到更高層次的重視與提升。
3.面向水利特色需求的衛(wèi)星嚴(yán)重不足
水利業(yè)務(wù)涉及廣泛而復(fù)雜的自然與社會(huì)系統(tǒng)，包括水文循環(huán)、水動(dòng)力模擬、洪水預(yù)警、干旱監(jiān)測(cè)、水資源管理、河湖水域岸線空間管控、水利工程監(jiān)管、水土保持監(jiān)管等多個(gè)方面。這些業(yè)務(wù)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的需求各有其針對(duì)性，如洪水預(yù)警需要實(shí)時(shí)、高分辨率的降雨和地表水體變化數(shù)據(jù)；干旱監(jiān)測(cè)則需要長(zhǎng)時(shí)間序列的土壤濕度和植被生長(zhǎng)狀況數(shù)據(jù)。然而，現(xiàn)有公益性衛(wèi)星大多針對(duì)通用性遙感觀測(cè)任務(wù)，很難全面滿足水利業(yè)務(wù)開展所需參數(shù)的波段、頻次等專有需求。
為解決上述問題，深入推進(jìn)遙感衛(wèi)星在水利業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，亟須構(gòu)建水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座。
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水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座概念及框架
1.概念
水利部信息中心衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心團(tuán)隊(duì)經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)外遙感衛(wèi)星星座的調(diào)查研究，結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用需求分析和實(shí)踐，提出了水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座的概念。水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座是指以水利業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)多來源衛(wèi)星、多類傳感器、多級(jí)軌道高度、多時(shí)空分辨率組合的遙感衛(wèi)星進(jìn)行有機(jī)組織調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)單（多）目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行一次或連續(xù)觀測(cè)，融合海量遙感數(shù)據(jù)快速處理、水利對(duì)象智能提取、地表參量高精度反演等技術(shù)，加工生產(chǎn)形成系列專題產(chǎn)品和服務(wù)能力的一體化集成設(shè)施和服務(wù)體系。
2.框架
水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座由空間段的衛(wèi)星資源、地面段的地面接收和處理，以及應(yīng)用段的產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)組成?？臻g段的衛(wèi)星資源由國(guó)家公益衛(wèi)星、應(yīng)急監(jiān)測(cè)衛(wèi)星、水利專業(yè)衛(wèi)星和商業(yè)遙感衛(wèi)星等4類衛(wèi)星資源組成。地面段的地面接收和處理是指在現(xiàn)有地面接收和處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過中繼通信衛(wèi)星、便攜式接收站、流式傳輸、星上處理等技術(shù)路徑，完善提升形成的面向水利應(yīng)用需求定制開發(fā)的高時(shí)效、快速響應(yīng)地面接收和處理系統(tǒng)。應(yīng)用段的產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)是指通過強(qiáng)化專題產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升模型算法精度、規(guī)范生產(chǎn)流程等，開發(fā)建設(shè)的遙感業(yè)務(wù)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)。
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▲ 水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座框架
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水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建實(shí)施路徑
水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建應(yīng)按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，統(tǒng)一布局規(guī)劃，分步實(shí)施建設(shè)，具體的實(shí)施路徑如下。
1.水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座空間段實(shí)施路徑
大力拓展衛(wèi)星資源，持續(xù)豐富水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座衛(wèi)星資源種類和數(shù)量，提升協(xié)同調(diào)度能力。
一是最大程度利用國(guó)家公益衛(wèi)星免費(fèi)影像資源， 加大23顆在軌國(guó)家公益衛(wèi)星數(shù)據(jù)利用力度，積極參與衛(wèi)星調(diào)度，強(qiáng)化溝通協(xié)調(diào)，及時(shí)提出水利監(jiān)測(cè)需求，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)16m分辨率光學(xué)影像按旬覆蓋、2m分辨率光學(xué)影像按季（氣象條件好的區(qū)域可按月）覆蓋、7顆SAR衛(wèi)星指定地區(qū)每天1～2次覆蓋。
二是進(jìn)一步挖掘應(yīng)急監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的應(yīng)用潛力， 積極主動(dòng)協(xié)調(diào)溝通衛(wèi)星資源單位，完善水利應(yīng)急事件監(jiān)測(cè)響應(yīng)機(jī)制，提升快速響應(yīng)、高頻覆蓋能力，力爭(zhēng)達(dá)到對(duì)重大水利應(yīng)急事件的亞米級(jí)、小時(shí)級(jí)觀測(cè)響應(yīng)能力。
三是積極推動(dòng)水利專業(yè)衛(wèi)星發(fā)展，開展頂層設(shè)計(jì)， 通過“十五五”國(guó)家規(guī)劃、企業(yè)合作等多種方式，打造縱向由“水利一號(hào)”至N號(hào)、橫向由01星到XX星組成的水利特色專業(yè)衛(wèi)星矩陣。針對(duì)降雨、地表水分布、土壤水、蒸散發(fā)、水位、流速、水質(zhì)、工程安全、地下水蓄變量、下墊面特性、河湖管理范圍內(nèi)地物、地表擾動(dòng)等水利要素，重點(diǎn)解決無資料地面觀測(cè)空白區(qū)和地面測(cè)站無法大范圍連續(xù)觀測(cè)等難題。針對(duì)我國(guó)主要河流大部分東西走向、與傳統(tǒng)軌道方向不一致造成的觀測(cè)困難，探索傾斜軌道衛(wèi)星建設(shè)。
四是充分利用商業(yè)遙感衛(wèi)星資源， 持續(xù)探索推進(jìn)商業(yè)遙感衛(wèi)星星座公益性服務(wù)模式，發(fā)揮商業(yè)遙感衛(wèi)星影像精度高、衛(wèi)星數(shù)量多、服務(wù)機(jī)制靈活等優(yōu)勢(shì)，提升資源高效利用能力。
2.水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座地面段實(shí)施路徑
研究通過中繼通信衛(wèi)星、便攜式接收站、流式傳輸、星上處理等技術(shù)路徑，突破地面接收處理時(shí)效性瓶頸，重點(diǎn)圍繞衛(wèi)星調(diào)度響應(yīng)、采集數(shù)據(jù)下傳、地面?zhèn)鬏斕幚硭俣瓤c(diǎn)，優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取和處理流程，力爭(zhēng)近期實(shí)現(xiàn)小時(shí)級(jí)、遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)的應(yīng)急快速響應(yīng)能力。
3.水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座應(yīng)用段實(shí)施路徑
構(gòu)建高效星座管理系統(tǒng)，提升多源遙感衛(wèi)星資源的綜合協(xié)同能力。通過星座管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)星地資源的一體化管理，對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星資源進(jìn)行深度整合與運(yùn)行優(yōu)化，避免衛(wèi)星資源重復(fù)建設(shè)。同時(shí)，針對(duì)水利行業(yè)的觀測(cè)需求，充分考量在軌衛(wèi)星特性，包括但不限于其空間分辨率、光譜分辨率等關(guān)鍵參數(shù)，開展觀測(cè)任務(wù)協(xié)同規(guī)劃，編排衛(wèi)星任務(wù)，最大程度滿足水利要素遙感觀測(cè)需求。著力提升遙感業(yè)務(wù)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)能力，深化水利要素遙感成像機(jī)理規(guī)律認(rèn)知，強(qiáng)化業(yè)務(wù)需求分析和專題產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提升模型算法精度，規(guī)范生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，推動(dòng)數(shù)據(jù)成果的全面共享服務(wù)。
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應(yīng)用場(chǎng)景方面
構(gòu)建水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座并推動(dòng)其在關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景中具體運(yùn)用、在實(shí)際水利業(yè)務(wù)中廣泛應(yīng)用，以有效提升水利業(yè)務(wù)效益。
1.提升實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警能力
水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座憑借其高空間分辨率與快速重訪能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體動(dòng)態(tài)變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過連續(xù)觀測(cè)水位、流量、水質(zhì)等關(guān)鍵水文參數(shù)，星座能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的洪澇、干旱等自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，為建立預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。這一能力在提升水資源管理的預(yù)見性與應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的時(shí)效性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
2.增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)同作業(yè)的高效性
在突發(fā)涉水事件發(fā)生時(shí)，水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座能夠迅速提供準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為應(yīng)急響應(yīng)與災(zāi)害救援提供有力支持。通過與地面監(jiān)測(cè)站、無人機(jī)等設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，星座能夠輔助“天空地水工”一體化立體監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，提升應(yīng)急響應(yīng)的時(shí)效性與準(zhǔn)確性。這種高效的協(xié)同作業(yè)模式，對(duì)于提高水利部門的應(yīng)急響應(yīng)能力與災(zāi)害管理水平具有重要意義。
3.促進(jìn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同
水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座能夠與其他水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同，共同構(gòu)建水利信息化體系。通過數(shù)據(jù)推送、服務(wù)集成、模型調(diào)用等多種方式，星座能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果集成到水利部數(shù)字孿生平臺(tái)、國(guó)家防汛會(huì)商調(diào)度系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的跨系統(tǒng)共享與協(xié)同應(yīng)用，提升水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整體效能與智能化水平。
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結(jié)語
水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座的構(gòu)建對(duì)于推動(dòng)水利高質(zhì)量發(fā)展、保障我國(guó)水安全具有重要意義。通過大力拓展衛(wèi)星資源、提升協(xié)同調(diào)度能力、構(gòu)建星座管理系統(tǒng)、優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取和處理流程，以及增強(qiáng)遙感業(yè)務(wù)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)能力，可有效滿足水利業(yè)務(wù)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的多樣化需求。未來，應(yīng)進(jìn)一步深化水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究，推動(dòng)其在實(shí)際水利業(yè)務(wù)中的廣泛應(yīng)用。隨著數(shù)字孿生水利建設(shè)的不斷推進(jìn)，水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座的構(gòu)建將為實(shí)現(xiàn)水利行業(yè)的全面感知、智能分析和精準(zhǔn)決策提供有力支撐，助力水利高質(zhì)量發(fā)展。
Abstract: Satellite remote sensing is a critical component for constructing an integrated monitoring and perception system in digital twin water resources, encompassing “sky-space-earth-water-project”. It serves as the primary pathway for “space-based” monitoring and perception and is a fundamental means for building the data foundation of digital twin platforms. Following the principles of “demand-driven, application-oriented, digitally empowered, and capability-enhancing”, this study summarizes the current applications and achievements of satellite remote sensing technology in the water sector. The analysis reveals existing limitations, such as the need to expand satellite data resources, enhance the efficiency of integrated satellite data utilization, and address the insufficient number of satellites tailored to water resource demands. The concept and framework of a water resources remote sensing satellite constellation are proposed. Implementation paths are discussed across three segments—space, ground, and application—including satellite resource expansion, collaborative scheduling optimization, management system construction, business product production, and service capability enhancement. This research provides theoretical references and practical guidance for building such constellations. Promoting the widespread application of water resources remote sensing satellite constellations in water-related operations will improve real-time monitoring and early warning capabilities, enhance the efficiency of emergency response and collaborative operations, and foster data sharing and business collaboration in the water sector.
Keywords: water resources remote sensing; satellite constellation; digital twin water resources; remote sensing technology; implementation paths
本文引用格式：
錢峰，付靜，陳德清，等.水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座構(gòu)建與應(yīng)用研究[J].中國(guó)水利，2025（1）：15-20.
封面｜ 資料圖片
責(zé)編｜ 熊璠
校對(duì)｜ 李博遠(yuǎn)
審核｜王慧
監(jiān)制｜ 軒瑋
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