解决方案>林业行业

概述与优势

航天宏图依托航天/航空遥感、卫星定位导航及地理信息系统等空间技术优势,承担了森林管护、森林资源调查、森林防火、森林病虫害监测、湿地变化监测、荒漠化监测、林权交易及碳汇监测、森林保险、公益林评价、天然林保护工程管理等项目,面向整个林业行业提供信息化系统顶层设计、应用软件开发、林业调查评论服务、卫星数据服务、专用设备服务等。

产品沉淀
  • 针对林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。

    基于平台的自动化生产
    基于平台的半自动化生产

    同时支持时间序列编辑和功率谱编辑

    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。

    按需定制了63条林业遥感应用产品生产线

    面向林业遥感应用,建立了5个方向,共63条生产线:

    森林资源调查应用

    森林蓄积量/生物量分布、省级森林类型分布、县级森林类型分布、(县)小班蓄积量分布、(县)小班地类变化分布、(县)小班区划图、国家森林资源年度更新成果。

    湿地资源监测应用

    湿地植被类型分布、湿地类型分布、湿地植被覆盖度分布、基于光谱特征的湿地植被与类型分布、湿地资源动态与应急变化监测。

    荒漠化监测应用

    荒漠化区域植被覆盖度、沙化土地类型遥感识别、土壤特征信息高分遥感提取、荒漠化遥感监测与评价。

    林业生态工程监测应用

    工程区造林地块识别分布、工程区森林类型分布、工程区主要树种分布、工程区造林成林分布、天然林保护工程区天然林变化监测、退耕还林工程区森林长势监测、工程区森林分布变化提取分布。

    森林灾害调查应用

    火情分布监测、区域灾害分布、变色立木分布。

    批量化、自动化专题产品制作

    根据用户需求和林业成果产品特色,按需定制了多套专用制图模板和报告模板,实现森林资源调查应用产品、湿地资源监测应用产品、荒漠化监测应用产品、林业生态工程监测应用产品和森林灾害调查应用产品的批量化、自动化制作与输出,所得专题产品能够直接面向业务应用。

    2014年加林局森林
    资源小班蓄积量分布图
    2015年锡林郭勒盟
    正蓝旗沙化土地遥感分类识别图
  • 森林管护通是一款基于北斗和互联网,面向省、市、县、林场多级用户管护业务的信息化产品,产品遵循林业行业的相关标准,支持统一部署和多级应用,主要实现对森林管护业务野外信息的采集、上报、统计分析,以及对管护人员的定位监管等。

    森林管护通包含平台端及手持端两大部分,目前已在牡丹江市林业局、东京城森工林业局开展了推广应用。平台端实现对护林员的出勤管理、巡护轨迹监视、上报信息接收汇总及统计分析等,移动端实现护林员对林区林政信息、滥砍滥伐违规信息、森林火灾等紧急报警信息的采集、上报和定位等。林业用户单位通过该产品的推广应用,一方面增强了对护林员的规范性管理,另一方面也提高了森林管护的业务效率。

    森林管护平台端(面向管理者)

    功率谱随机分组叠加及编辑

    省市县的业务人员和管理人员,对森林管护工作所涉及的资源,可通过电脑进行分级、分区域、分权限的管理和查询。

    森林蓄积量/生物量分布、省级森林类型分布、县级森林类型分布、(县)小班蓄积量分布、(县)小班地类变化分布、(县)小班区划图、国家森林资源年度更新成果。

    森林管护员上线及分布位置监视

    森林管护员移动轨迹监视

    森林管护终端的信息接收

    平台通过2/3/4G移动网络接收手持终端上报的森林防火、森林病虫害、乱砍滥伐、巡山路径、巡山记录信息、图片信息、视频信息等,在没有网络信号时,可通过北斗短消息接收简短的文字信息。

    信息统计分析

    平台端支持对管护人员数量、人员在线情况、管护人次、管护工作完成进度,以及终端采集的森林防火、森林病虫害、乱砍滥伐、巡山路径、巡山记录等信息的统计分析。

    手机访问

    管理人员通过领导端用的手持终端(自主研发APP软件),能随时随地掌握森林管护人员的在岗情况、实时位置以及上报的事件。

    森林管护平台端(面向管理者)

    管护人员通过专用终端(自主研发APP软件+专业化定制硬件,集成了北斗和GPS定位模块,同时具有2/3/4G地面网络通信功能),可高效完成野外森林巡查任务,实现外场信息快速采集、上报和定位。

  • 县级天然林保护工程管理业务应用系统采用以地理信息系统为核心的3S技术,加强天然林保护工程的空间地理分布管理,将工程规划、年度计划、作业设计、检查验收及相关信息的查询、分析、统计等工序的信息管理微观上落实到山头地块,宏观上监控工程总体布局,以达到微观信息和宏观信息协调一致。建立了以乡(林场)、村(林班)为单位、以及以小班为信息载体的与工程管理有关的数据库系统,存储基础空间地理信息、工程管理过程中所需的各种信息,提供反应工程现状及变化的统计汇总报表、统计图(如直方图、饼图等)和各种专题图。

    县级天然林保护工程管理业务应用系统面向县级林业用户,主要包括县级森林资源管护和天然林保护工程管理两方面内容。

    县级森林资源管护系统

    县级森林资源管护系统用于维护天然林管护工程管理过程中所涉及到的各种组织人力和基础地理信息数据的资源,本系统共包括九个模块:分别是管护组织、人员维护;管护责任区、小班维护;管护合同、责任状维护;管护审核、考核以及相关数据的统计分析等功能。

    县级天然林保护工程管理系统

    县级天然林保护工程管理系统用于维护天然林管护工程的微观、宏观信息,如:林场、小班分布类型及其属性信息。本系统共包括十个主要模块,分别是工程规划、年度计划、作业设计、检查验收、综合查询、报表统计、叠加分析、系统管理、数据字典、技术规程。

    系统特点

    支持森林资源管护核心业务工作

    功能涵盖管护机构管理、人员管理、责任区划分、合同签订、管护结果检查验收,以及数据上报等天然林管护业务。

    支持天保工程管理核心业务工作

    功能涵盖年度计划定制、工程计划定制、工程计划核查到工程计划验收、工程数据分析,以及数据上报等全部天然林工程管理业务。

    支持多源异构数据的导入、展示与导出

    系统支持遥感影像、矢量数据、GPS采集数据、Excel和Text等多源数据的导入与展示;支持数据导出到SDE数据库和其他常用文件格式。

    具备强大的天保业务编辑与扩展功能

    可以多渠道生成边界、责任区、自动对责任区进行规划、承包等功能。

遥感应用
  • 高分林业遥感应用服务平台针对森林资源调查、湿地监测、荒漠化监测、林业生态工程监测和森林灾害监测等主要林业调查和监测业务对高分的应用需求,开发针对高分专项系列卫星、资源系列卫星、Landsat系列卫星、Hyperion卫星等的高分林业遥感应用示范系统,实现林业遥感应用专题产品自动/半自动生产,提高林业调查和监测的精度和效率,服务于国家林业发展和生态环境建设。

    公司为林业行业研发的可扩展开放式的遥感应用服务平台,实现了全国森林资源连续清查(一类)业务、森林资源规划设计调查(二类)业务、森林火灾监测、湿地资源监测业务、荒漠化监测业务(沙漠化与沙化土地 、石漠化)、森林病虫灾害、林业生态工程监测等,按需定制了60余条生产线(依然可根据业务需求不断扩充)。

    2014年7月-9月间,利用ZY3和GF-1数据对黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区部分国有林区森林资源变化进行了监测,为森林资源管理检查提供重要参考:

    确定因占地、开垦、森林采伐、森林灾害等造成影像特征变化的地块;

    正判率达到95.7%。

    浑善达克沙地分类识别图
    2013年湖北神农架林区华山松大小蠹虫等病虫害扩
    散蔓延情况(红色表示严重,绿色表示健康,合计
    222万亩,严重13万亩,健康68万亩。
    甘肃省民勤生态工程实施监测
    森林资源灾害损失评估图
    利用GF-1宽幅数据监测四川雅江县和云南
    安宁市的森林火灾灾情
  • 林地遥感变化监测系统(一期):开发了自动化的林地遥感变化监测软件,为林业部门开展日常业务服务。系统包含两期影像的林地遥感变化检测和长时间序列影像的林地变化监测功能,通过自动化算法处理,减少了大量人工交互式解译工作。不仅减轻了工作人员的工作负担,而且减小了人为误差。以下是基于精确配准的年际同期多光谱TM影像(30m分辨率)或SPOT影像(10m分辨率),实现对林地的变化检测。

    前期影像
    后期影像
    林地变化检测结果(矢量)
    与后期影像叠加

    森林资源清查与动态监测系统(二期):围绕国家林业局调查规划设计院的业务需求,并结合行业应用特点,系统开发了地块识别、成林提取、森林类型分布提取、天然林变化监测、森林分布变化监测及其他辅助模块。

    2015年3月重庆市云阳县双土镇造林工程区成林提取结
    果,蓝色为工程区范围,红色为提取结果范围
  • 系统根据遥感影像的光谱特征和纹理特征对北京市城区绿地变化情况、北京市城区绿地分布情况和北京市郊区林地分布情况进行了监测,分别对应系统中变化检测、地块识别和林地提取功能。对于变化检测结果采用多屏显示技术,实现了对变化图斑的可视化展示,同时将北京地方坐标系的地图服务和识别的矢量结果进行叠加展示。监测结果可为决策者及时掌握全市绿化资源和林地现状及消长变化情况提供数据支撑,为绿化资源的可持续管理和高效合理利用提供技术支撑。

    北京市通州区潞城镇2015年和2016年绿地变化
    变化检测结果叠加于地图上
    北京市房山区十渡镇附近2015年城区(左)与郊区(右)地块识别结果
北斗应用
  • 面向森林管护、森林资源调查、森林防火和应急指挥、森林病虫害防治等核心业务需求,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林业中的示范应用工程建设,建成由国家、省、市、区县多级用户参与的一体化北斗林业服务体系,实现北斗林业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,有效提高我国林业监管的信息化保障能力,全面提升国家林业信息化管理与决策水平。同时,通过促进林业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林业行业的应用,以此为依托公司研发了一系列信息化系统。

    北斗林业业务运行平台软件

    平台具备终端管理、指挥调度、数据统计分析、用户管理等功能,为森林管护、森林防火监控和应急指挥、森林病虫害防治、树种名目调查等业务提供服务支持。

    森林管护APP

    面向森林管护作业,实现巡视轨迹上报,地质灾害、滥砍滥伐违规信息、森林病虫害、森林火灾等林区林政信息的采集、拍照、定位和上报等功能,为森林管护人员提供便捷的外业工具。

    森林资源调查APP

    面向一类/二类/更新调查,实现样地和小班定位与核查,边界勾绘、拍照、属性因子的采集、导航、多期影像对比等功能,为林政设计人员提供便捷的外业工具。

    森林病虫害防治APP

    面向森林病虫害防治作业,具备森林病虫害信息收集,踏查信息采集,标准地信息采集,森林病虫害信息汇总等功能,为森林病虫害防治人员提供便携的外业工具。

    古树名目调查APP

    面向现存的珍稀、名贵树种,具备地图导航、定位、古树信息记录与上报等功能,为古树调查人员提供便捷的外业调查工具。

  • 北斗数字手持对讲机、车载台

    针对林区野外日常巡护、林火巡护、扑火时应急通信等业务对定位与通信的需求,推广应用北斗定位数字对讲机。该类终端内置北斗/GPS两种定位系统,支持北斗和GPS双模定位,并可模式切换,拥有大尺寸高清TFD LCD显示屏与全键盘大按键设计,支持数字和模拟两种模式,采用窄带语音编解码和数字纠错技术,可以在更大的通信范围内保证清晰的话音质量。利用先进的TDMA数字技术,北斗定位数字对讲机比同功率的模拟对讲机可延长40%的额外工作时间。

    北斗数字头盔式电台

    数字头盔式电台兼备北斗定位对讲机的所有功能,抢险作业时可解放双手。头盔一体式设计,佩戴方便、可靠;专业骨导式耳麦,抗噪声能力强;专业PTT按键设计,操作更方便。

调查评价服务

在充分利用森林资源连续清查成果的基础上,结合现有技术手段,并通过野外样地调查获取的最新公益林固定样地调查数据,建立生态公益林监测与评价体系,其主要目的:

对某一段时期公益林植被覆盖情况进行动态监测与分析;

通过公益林监测数据对项目区公益林生物多样性、生物量、碳储量等生态服务功能进行空间分布制图与评价;

完成重点公益林的调查及监测,并对公益林建设状况、公益林灾害状况、公益林数量质量状况、公益林生态状况与效益及专项监测等进行生态建设评价及效益评估;

完成生态公益林监测与评价技术研究报告,为更大范围区域公益林建设与保护、公益林效益监测与评价提供理论依据与数据支撑。

安吉县2014年公益林生物量分布图
安吉县2014年公益林碳储量分布图
安吉县研究区植被覆盖情况
数据服务

014年全国林地保护利用年度变更调查和森林资源清查与动态检查项目,采购优于2.5米分辨率的国内卫星数据,我公司为本项目提供全国范围内的不少于200万平方公里的天绘1号和2号卫星数据。

2015年森林资源管理与检查项目卫星遥感数据采购项目,购置用于开展全国森林资源管理检查、采伐限额检查和林地征占用检查工作,购置的范围为全国31个省,重点为东北国有林区,我公司为本项目提供优于2.5米分辨率的天绘一号01星数据,面积不少于100万平方公里。

咨询设计

在林业行业,公司编制的陆地生态系统碳监测卫星应用系统项目可行性研究报告(代项目建议书),通过对碳卫星应用系统的顶层分析与设计,使其满足现阶段我国对林业固碳及生物质利用储碳能力的评估和应用需求,实现对碳卫星数据的接入、处理、检验以及业务运控、数据产品的存档和管理服务;并开展比测校验场建设及机载系统建设,实现地物光谱观测数据分析管理及共享服务、林业遥感反演模型研究及验证改进,为数据处理和应用方法的研究开发获取真实测量数据;根据陆地生态系统碳监测需求,以碳卫星为基础,开展森林碳监测、森林资源监测、林业生态工程监测、境外森林资源监测和森林灾害损失评估等业务应用,为逐步建立天地一体化生态系统调查监测业务体系提供重要支持。

公司编制的静止卫星林火监测系统建设项目可行性研究报告,通过对我国卫星林火监测面临问题和应用需求的分析,利用静止卫星可快速响应监测任务、高频次连续观测等优势,实现对高分四号(GF-4)卫星数据的按需定制,对风云四号(FY-4)、向日葵8号(Himawari-8)数据的自主接收、处理、检验、业务运控、数据产品的存档和管理服务,为森林防火监测业务应用获取第一时间、高频率的监测数据。根据森林防火监测的需求,以静止卫星数据为基础,充分利用空间静止轨道卫星资源,开展常规模式、应急模式、灾后评估模式等森林防火监测业务应用,为进一步提高卫星林火监测的准确度和监测的时效性提供重要支持。

公司编制的重庆生态环境保护(林业)信息化工程可行性研究报告,以维护全市生态安全、充分发挥林业生态建设主体功能为宗旨,以林业基础信息资源为核心,搭建应用支撑及基础设施环境(数据中心)为应用系统建设、运行、协同提供统一支撑;同时建设全市林业数据库,实现林业基础数据和林业专题数据的采集、标准化和建库工作;并结合林业业务,构建业务应用系统,建设包括森林资源、湿地资源、石漠化与沙化、生物多样性、林业生态综合监测、林业灾害监测和林业政务管理等应用系统,为落实严格的林地、湿地和生物多样性保护制度、保障国家林业资源可持续发展、提高经济社会发展的生态承载力、有效降低重大林业灾害对我国经济社会发展的影响,提供强有力的技术支撑和信息保障。

在其他行业,公司承担了大量的咨询设计服务项目:

案例