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概述与优势

航天宏图依托航天/航空遥感、北斗卫星定位导航及短报文、地理信息系统等空间技术,承担了灾害监测与评估、灾情采集与上报、人员应急搜救、灾情应急指挥、灾情信息发布、灾情决策、救灾资源管理、物资调度管理等项目,面向民政、国土、水利、农业、交通、地震、气象、海洋减灾行业提供信息化系统顶层设计、应用软件开发、卫星数据服务等。

行业产品

针对减灾行业遥感应用的不断扩展现状,构建了一套开放式的遥感产品生产平台,该平台具备以下几个特点:

具备对不断增长的海量数据存储与管理能力;

能对遥感数据进行规范化自动化的并行预处理,且支持多种预处理模式,包括应急模式、实时模式、常规模式和自主模式;

支持多种应用产品生产模式,包括自动化模式、半自动化模式和人工模式;

直接对接应用需求与生产,实现一条龙的订单响应机制;

建立了平台管理、生产管理、业务应用、示范应用多级管理体系;

采用虚拟化应用技术将客户端强交互式应用移植到服务端,如将ArcGIS、ENVI、PIE、易康等专业应用软件“搬到”网络上,大大降低整个行业的应用成本,也避免了用户安装软件的复杂过程,也使得多用户协同工作成为可能。

海水透明度监测图
叶绿素浓度监测图

海量卫星数据并行化预处理能力

在底层的数据组织层,采用磁盘阵列与共享文件相结合的技术,实现文件间的高速访问与共享,大大提升了系统I/O吞吐量;在任务级,采用负载均衡算法,实现多任务并行调度;在算法级,采用MPI进行算法并行;在节点执行层,通过GPU/多核的加速技术,充分利用系统资源。

针对目前的卫星地面系统接收数据快速增长的情况,公司针对性的研发了基于集群的CPU+GPU并行处理技术,实现海量卫星数据的并行化处理。目前基于CPU-GPU的混合异构计算机系统已成为高性能计算中的主力,并获得了良好的应用效果。

数据预处理—正射校正示意图

监测分析专题

成灾害风险预警、灾害监测、灾情评估、灾后恢复重建监测评估四大主题应用,并利用无人机开展重大自然灾害的专题应用。

灾害风险预警

利用时间序列不同分辨率的卫星遥感影像,持续获取灾害背景参数,分析灾害异常信息,评估台风洪涝、干旱、地质灾害、森林草原火灾等自然灾害风险,开展灾害预警。

西北三省干旱风险示意图
灾害监测

遥感影像能够快速、准确、客观地监测灾区环境及灾害变化状况,持续获取灾害指数、灾害影响范围、灾害强度等定量信息及其空间分布状况,实现洪涝、干旱、地质灾害、森林草原火灾的动态监测。可以根据不同灾害的监测需求,选择对应的低、中、高分辨率遥感影像。

滑坡灾害遥感监测示意图
灾害评估

地震、洪涝、干旱、地质灾害、森林草原火灾发生后,可以利用不同来源的中高分辨率遥感影像,及时开展房屋倒损、交通线损毁、重要基础设施损毁等损失实物量评估工作,为灾害范围评估、灾情等级评估等工作提供重要产品支持。

基于高分辨遥感影像的灾情评估示意图
灾后恢复重建监测评估

地利用高分辨率遥感影像,对地震、洪涝、地质灾害等重大灾害发生后一段时间内的房屋、交通线、重要基础设施、生态环境等恢复重建情况进行监测评估。

汶川地震房屋恢复重建监测评估示意图
无人机专题应用

无人机遥感具有快速、灵活、精确监测灾区能力。利用高分辨率无人遥感影像,及时精确地获取自然灾害和灾情信息,实现重大自然灾害有效响应和应对。

基于无人机影像的区域灾害环境建模示意图
基于无人机影像的房屋三维重建示意图

全国储备库物资调度管理系统是一款基于北斗和互联网,面向中央、省、市、县、乡多级用户满足物资调度管理业务的信息化产品,产品遵循减灾行业的相关标准,支持统一部署和多级应用,主要实现对救灾物资调度和管理业务的信息录入、上报、调令编辑、发送、物资调度、统计分析等。

全国储备库物资调度管理系统包含平台端及移动端两大部分,目前已在国家民政部、北京市民政局开展了试点应用。平台端实现对平台用户管理、救灾物资一级物资类别管理、物资属性管理、APP用户管理、二级物资管理、储备库管理、权限管理。移动端主要实现调令管理、物资调度管理、收发货统计等。用户单位通过该产品的推广应用,一方面能够科学化的将储备库物资管理起来,同时将救灾物资与灾区需求的有效对接和优化配置,从而最终保证救灾物资的安全有序地运抵灾区,最大限度的满足灾区群众需求。

面向民政部和地方各级民政减灾救灾部门救灾物资紧急调运等业务需求,实现储备库、物资、救援人员、救援车辆、物资调度等功能,各用户可根据设置的权限进行分级、分区域、分权限的管理和查询。

权限管理

权限管理根据权限,设定用户可以访问或操作的储备库。拟实现对用户和储备库之间关系进行管理的功能。

储备库管理

物资管理

救援人员管理

救援车辆管理

用户管理

实现对客户端用户的统一管理,包括用户统一管理与角色授权;实现国家\省\市\县四级应急救灾物资库的管理,包括救灾物资库的所属区域、行政区划、建设状态等;根据角色权限实现对本级所辖救灾物资的管理,包括维护物资种类、名称、规格等;并对救灾物资调配的流程进行查询、统计等多方位展示。

叶绿素浓度监测图
物资类别管理系统图

基于北斗卫星导航系统、网络地图服务技术及2G/3G/4G移动通信提供救灾物资调运信息的采集上报、物资状态监控和调运路径导航等功能。针对救灾物资调度监控业务,用户通过物资调度客户端编辑、发送或接收调令,填写救灾物资交接和清点信息,并将灾情和现场图片报送至平台,支持商用电子地图的自适应路径导航,支持通过2G/3G/4G移动通信和北斗短报文两种方式接收、报送救灾物资调配信息。

灾害预警、监测与评估信息服务示范项目来源于国家高分辨率对地观测系统重大科技专项。主要利用GF数据进行环境与灾害监测在减灾救灾领域的业务化应用,对减灾救灾工作提供空间技术支撑,针对GF-1号和GF-2号卫星,着重开展灾害预警、监测与评估信息服务,建成覆盖国家、省级、县级的多级灾害预警、监测与评估信息服务应用示范,服务于国家自然灾害常规与应急监测评估等业务。形成“精准迅速、灵活高效、上下贯通、信息共享、标准规范”的天-地-现场一体化的应用示范体系。

高分灾害预警、监测与评估信息服务示范系统截图

面向国家和地方减灾救灾工作需求,针对国家减灾中心亟需加强的能力建设,通过遥感监测信息处理工具的开发,对高分辨率遥感影像洪涝、滑坡泥石流、雪灾三类灾害特征类型开展灾害特征提取、灾害特征解译与灾害损失分析。

建立支持高分辨率光学数据或SAR数据的洪水灾害、滑坡泥石流、雪灾特征提取、特征解译与灾害损失分析软件工具包。

建立重要道路损坏、倒房、灾民安置点提取软件工具包,优化算法,提升监测评估精度,实现自动化提取,减少人工干预。

对灾前灾后不同数据,智能处理。

在某个的区域下,实现不同尺度下(空间分辨率分别为0.5m,1m,2m,4m)的基于高分辨率遥感影像的特征地物自动提取和评估。

特征提取的结果数据统一归档管理。

提供外部接口和服务,方便其他系统调用或集成。

支持一键制图及对各类监测工具的集成,文档目录接口配置等,综合提高减灾中心日常灾害要素监测是自动化、信息化、集成化水平。

道路提取

首先道路做一个缓冲区分析,获得道路的图层;在道路图层提取损毁区域,之后与公路做叠加分析,得到如下的分析结果。

展示截图
帐篷识别提取

使用高分辨率光学数据,对倒房进行提取,效果如下:

展示截图
房屋倒损识别提起
展示截图
水体自动提取
展示截图
洪涝风险评估面积变化图制作效果图
水体面积变化遥感监测图
旱灾报告生成系统截图
旱灾报告生成系统截图
报告样式及内容图

针对现有减灾业务系统遥感数据不能满足救灾应急工作的需求、国产遥感卫星数据在救灾应急过程中缺乏协调调度、减灾应用业务模式有待突破等问题,基于实践九号A星、北京二号小卫星星座等遥感卫星数据,构建示范省(市)遥感影像本底库,研发灾害快速响应调度、灾害影像产品和基础定制信息产品快速生产、多级遥感产品实时推送和综合减灾快速服务等系统,建成基于自主控制的高分辨率遥感小卫星的综合减灾快速服务平台,开展国家和省级应用示范,实现从卫星任务规划、数据获取、数据生产、产品推送到遥感减灾应用的一体化快速服务,形成商业遥感卫星在救灾应急工作中持续应用机制,实现减灾应急业务应用的新突破,促进卫星遥感向业务服务型的转变,推进卫星遥感产业化的实现。

系统共包含20个子系统131个功能模块,具备面向洪涝、雪灾、旱灾、滑坡、泥石流以及地震等6类灾害的3大类10小类业务化定制产品服务能力,具备综合减灾快速服务产品与上报数据、现场数据、历史案例业务数据融合应用的能力。

综合减灾快速服务平台

综合减灾快速服务平台截图

卫星应急调度子系统

以GF1、SJ-9A、ZY02C、ZY3为数据源,滚动查询影像数据在江西、甘肃、上海、辽宁、云南、贵州、四川和青海的覆盖情况,并同时进行数据下载,并在在一期影像的基础上,进行二期数据的生产。总面积为255.24万平方公里。

卫星应急调度子系统截图
云南鲁甸6.5级地震基础信息分布示意图
四川暴雨洪涝灾害现场示意图

面向减灾救灾灾害信息采集、灾情上报、应急指挥、物资调度、人员搜救等核心业务需求,充分利用北斗卫星导航系统的定位和短报文功能,实施北斗卫星导航在减灾中的示范应用工程建设,建成由国家、省、市、区县、乡镇、村多级用户参与的一体化北斗减灾服务体系,实现北斗减灾信息资源的纵向联通及与现有资源的有效集成,形成有效的运行与服务机制,有效提高我国减灾救灾的信息化保障能力,全面提升国家减灾救灾信息化管理与决策水平。同时,通过促进北斗业务运行系统及其配套终端设备的产业化发展,加快推进北斗卫星导航系统在减灾行业的应用。以此为依托,航天宏图公司研发了北斗综合减灾应用业务系统:

以现有国家自然灾害灾情管理系统为基础,基于“部-省-现场”3级应用平台,面向部、省、地(市)、县(区)、乡(镇)、村(社区)等各级民政部门的灾情报送、重大自然灾害应急救助和减灾救灾信息发布服务等核心业务需求,开发北斗综合减灾应用业务系统,实现部、省、地(市)、县(区)、乡(镇)、村(社区)6级灾情直报和全国灾情态势实时监控,实现民政部及地方各级民政部门对重大自然灾害应急救援活动的跟踪管理,实现对全国各级各类北斗减灾信息终端的有效管理、监控及服务。

灾情信息采集

灾情直报客户端

灾情直报客户端面向各级灾情管理人员和灾害信息员开展地方灾情报送业务,用户通过灾情直报客户端填报地方最新灾情和拍摄现场图片,并将灾情和现场图片报送至综合减灾业务平台,包含灾情初报、续报、核报、审核、勘误等功能。支持通过 2G/3G/4G 移动通信和北斗短报文两种方式报送灾情数据,支持通过 2G/3G/4G 移动通信方式报送现场图片。

移动报灾平台
移动报灾平台
现场调查采集客户端

主要面向各级灾情管理人员开展现场调查信息采集业务,用户通过现场调查信息采集客户端下载和加载现场调查信息采集任务包,基于矢量工作图层及其要素填报现场灾情和拍摄现场图片,并将灾情和现场图片报送至综合减灾业务平台。

现场视频截图
灾情图片管理截图
灾情核查客户端

主要面向各级灾情管理人员开展现场核查信息采集业务,现场核查包含全面核查、抽样核查、典型核查、专项核查等不同类型,用户通过灾情核查客户端下载和加载核查信息采集任务包,基于矢量工作图层及其要素核查填报现场灾情和拍摄现场图片,并将灾情和现场图片报送至综合减灾业务平台。

现场视频截图
灾情图片管理截图

灾情信息采集

现场人员搜救主要面向受灾被困人员和灾害救援人员,支持受灾被困人员发布求救信息,以及支持救援人员以接单、抢单形式接收救援任务。现场人员搜救客户端基于北斗卫星导航系统、网络地图服务技术及2G/3G移动通信,能够对被困人员进行定位,提供对应急搜救活动任务的加载和管理、任务数据综合展示和人员搜救信息管理功能,支持现场人员应急搜救任务的前后方协同以及救援安置点的上报。

发布救援任务截图
查询接收救援任务截图
信息审核截图
避难场所信息采集截图

物资调度管理

救灾物资调度管理主要基于移动端实现救灾物资的申请、调配、监控和接收确认全流程管理。基于地图实现全国救灾物资仓库存储及位置信息、调配信息的可视化展示,物资调配任务指令发送,物资调配状态监控和调配信息同步展示。同时支持多个直属储备库进行物资申请调拨,支持省、市、县多级多地收货确认。从而保证救灾物资的安全有序的运抵灾区。

物资申请截图
物资调配截图
物资跟踪截图

车辆导航

车辆导航监控客户端面向各级救灾车辆和救灾物资运输车辆执行救灾任务和开展救灾物资调度监控业务,用户通过车辆导航监控客户端进行路径规划和自适应导航,开展POI综合查询、车辆行驶状况监控,定时将车辆行驶轨迹报送至综合减灾业务平台。

快速定位
路线规划导航
案例