聚焦新領域 新賽道｜衛星“千里眼”為地下管網堵漏
齊(qi)魯(lu)衛星(xing)星(xing)座打造空天信息基礎平臺
衛星“千里眼(yan)”為地下管網堵(du)漏2022-04-20大眾日(ri)報 02版
□ 本報(bao)記者 趙國陸
千(qian)里之(zhi)外的衛星從太空(kong)掃一眼，就(jiu)能找(zhao)到(dao)城(cheng)市地下供(gong)水管網的漏點，一次覆蓋1000多平方公里，效(xiao)率比傳(chuan)統(tong)巡檢高10倍(bei)。齊魯(lu)衛星星座一期組網運行后，陸續(xu)在(zai)更(geng)多細(xi)分領域為城(cheng)市精細(xi)化管理提供(gong)服(fu)務。
4月17日，在山(shan)東(dong)產研衛(wei)(wei)星(xing)信息技術產業研究院，工作人(ren)(ren)員正在電腦上(shang)查看雷達衛(wei)(wei)星(xing)影(ying)像。這些外人(ren)(ren)看來平淡無奇(qi)的(de)黑白照片，在節水管理中(zhong)卻能大(da)顯(xian)(xian)身手。“我們從這張(zhang)圖上(shang)，一(yi)次(ci)性(xing)識別出(chu)了300多個漏水點。”該院研發總監謝廣(guang)帥介紹，他們已(yi)經利用齊魯一(yi)號雷達衛(wei)(wei)星(xing)為上(shang)海浦(pu)東(dong)的(de)供水管網做了三次(ci)“體檢”，成效顯(xian)(xian)著，今年(nian)將探漏范圍擴大(da)到浦(pu)西，并準(zhun)備在濟南等更多城(cheng)市試點。
衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)應用(yong)產業是(shi)國家戰略性高(gao)技術(shu)產業。今年1月15日，齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)座第(di)二(er)批衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)二(er)號(hao)、齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)三號(hao)踏上太(tai)空(kong)旅程，搭載長(chang)征二(er)號(hao)丁運載火(huo)箭(jian)，以“一(yi)箭(jian)十四(si)星(xing)(xing)(xing)”方式在太(tai)原(yuan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)發(fa)射中心發(fa)射升空(kong)，與(yu)齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)一(yi)號(hao)、齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)四(si)號(hao)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)“會師”太(tai)空(kong)，標志著我省首個(ge)自主可(ke)(ke)控的(de)遙感(gan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)基礎設施——齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)座初步建(jian)成。其(qi)中，齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)一(yi)號(hao)是(shi)一(yi)顆(ke)高(gao)分辨(bian)率(lv)(lv)雷達衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)，齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)四(si)號(hao)是(shi)一(yi)顆(ke)高(gao)分辨(bian)率(lv)(lv)光學衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)，觀測精(jing)度達到國內民用(yong)最高(gao)的(de)0.5米。在距離地面500公里的(de)高(gao)空(kong)，兩(liang)顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)能清楚“看”到地面上的(de)一(yi)棵樹、一(yi)輛汽車(che)。齊(qi)(qi)(qi)魯(lu)(lu)(lu)一(yi)號(hao)可(ke)(ke)以不受地面云層、霧霾(mai)影(ying)響，清晰(xi)分辨(bian)地下一(yi)定深度的(de)管網。
衛(wei)星探(tan)漏(lou)是近兩年悄然興起的天地一(yi)體化管網減損新技(ji)術(shu)。“它利(li)用(yong)雷(lei)達(da)波穿透性(xing)強的特點，為目標城市拍一(yi)張X光(guang)片。由于(yu)每種地物的導電特性(xing)不一(yi)樣，通(tong)過算法模型，分析管線泄漏(lou)導致的土壤(rang)含水量差異，從而鎖定漏(lou)點。”謝廣(guang)帥表示，該技(ji)術(shu)在國外率先應(ying)用(yong)，隨著(zhu)我國商(shang)(shang)業(ye)衛(wei)星的發展，國內(nei)一(yi)些先進城市開始陸續(xu)試(shi)點。近兩年來，齊魯衛(wei)星陸續(xu)升空組網運行(xing)，山東(dong)有了自己(ji)的商(shang)(shang)業(ye)衛(wei)星，科研(yan)團隊(dui)也在這一(yi)全新應(ying)用(yong)領域進行(xing)了探(tan)索(suo)研(yan)究。
供水管(guan)網漏(lou)(lou)點(dian)往往“細水長流”漏(lou)(lou)量驚人，比爆管(guan)事故帶(dai)來(lai)的(de)(de)損失更大。傳統的(de)(de)巡(xun)線探漏(lou)(lou)依靠人海戰術(shu)，需要龐(pang)大的(de)(de)人員隊伍(wu)全域(yu)巡(xun)線“盲檢”，猶如大海撈針。遇到復雜(za)情況，可(ke)能還需要水下機(ji)器(qi)人、雷達(da)等專業設(she)備探測尋找漏(lou)(lou)點(dian)，成本(ben)不菲。衛(wei)星(xing)(xing)探漏(lou)(lou)技(ji)術(shu)則通過發現土壤中滲漏(lou)(lou)水的(de)(de)跡象來(lai)“劃重點(dian)”，常規手段難以發現的(de)(de)輕微滲漏(lou)(lou)，都逃不過雷達(da)衛(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)“千里眼”。
借助(zhu)衛(wei)星(xing)(xing)“千里眼”，科研(yan)人員(yuan)根據需(xu)求(qiu)，遙控雷達衛(wei)星(xing)(xing)掃描指(zhi)定區(qu)域。數(shu)據傳回地面后(hou)，通過算(suan)法處理，參照比(bi)對(dui)城市(shi)供水管網數(shu)據，找出疑(yi)似漏(lou)(lou)點(dian)的(de)范圍。這(zhe)些坐標(biao)及時(shi)推送到當地巡(xun)檢人員(yuan)的(de)手機或電(dian)腦上，巡(xun)檢人員(yuan)只需(xu)按(an)圖索驥(ji)，利用電(dian)子測漏(lou)(lou)儀(yi)、聽漏(lou)(lou)桿等逐點(dian)排查(cha)核實(shi)，基本(ben)上1個月就能把(ba)整個管網篩查(cha)一遍，工作效率提高10倍以上。在上海(hai)浦東的(de)高橋片區(qu)，巡(xun)查(cha)人員(yuan)僅用5天時(shi)間就對(dui)衛(wei)星(xing)(xing)發現的(de)31個漏(lou)(lou)點(dian)進行了確認，其中17個漏(lou)(lou)點(dian)被查(cha)實(shi)并及時(shi)處理。
衛(wei)(wei)星(xing)如(ru)何區分自(zi)來水(shui)(shui)和污水(shui)(shui)？謝廣帥表(biao)示，自(zi)來水(shui)(shui)中含有消毒劑氯，它返回的信號也有特征，因(yin)此(ci)在(zai)這一點上衛(wei)(wei)星(xing)不會“走眼”。但(dan)也有一些特殊情況(kuang)會誤導衛(wei)(wei)星(xing)，比如(ru)，用自(zi)來水(shui)(shui)作為水(shui)(shui)源的噴泉、長(chang)期用水(shui)(shui)的海鮮市(shi)場等，常常被誤判為漏(lou)點。
擁有(you)“火眼金睛”，雷達(da)衛星干探漏的活兒非常專業，但現(xian)階段還不(bu)能(neng)“包打(da)天下”。據介紹，受限(xian)于衛星成(cheng)像精(jing)度以及技術處理等(deng)因素影響(xiang)，目前衛星探漏只能(neng)定位到(dao)百米級，即100—200米的范圍，再精(jing)準的位置還需要(yao)(yao)人工到(dao)現(xian)場(chang)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)排查。長波(bo)雷達(da)能(neng)夠穿透土(tu)壤、瀝(li)青、水(shui)泥(ni)等(deng)各種材料，但天生怕金屬，所以遇(yu)到(dao)鋼板鋪路施(shi)工、停滿汽車的場(chang)所等(deng)情況，就有(you)可能(neng)“失明”。此外，衛星拍照需要(yao)(yao)一(yi)(yi)定的傾斜角度，在(zai)城市容易受到(dao)高(gao)大建筑(zhu)物遮擋，通常需要(yao)(yao)多拍幾(ji)次；遇(yu)到(dao)雨雪等(deng)強降水(shui)天氣，精(jing)準度也(ye)會下降，一(yi)(yi)般要(yao)(yao)避(bi)免在(zai)這種天氣觀(guan)測。
如(ru)今，隨著綠色節(jie)能低碳理念日益深入(ru)人(ren)心，越(yue)來越(yue)多的城市(shi)運(yun)用數字化(hua)手段進行精細化(hua)管理，以減(jian)少(shao)供(gong)水管網滲漏帶來的水資源浪費。記者了解(jie)到，除了上海(hai)、寧(ning)波等(deng)城市(shi)外，齊(qi)魯衛(wei)(wei)星(xing)(xing)團(tuan)隊(dui)正計劃在濟南、合肥、鄭州等(deng)城市(shi)推廣(guang)這一服務，讓基于新基建(jian)的衛(wei)(wei)星(xing)(xing)探漏技術(shu)真(zhen)正有用武之(zhi)地。齊(qi)魯衛(wei)(wei)星(xing)(xing)星(xing)(xing)座(zuo)后期也有計劃發射更為專業的雷達(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，彌補現在的不足和短板。未來3—5年，齊(qi)魯衛(wei)(wei)星(xing)(xing)星(xing)(xing)座(zuo)將打造包括10余顆衛(wei)(wei)星(xing)(xing)的空(kong)天信(xin)息基礎(chu)平臺。
來源：海報新聞
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