遥感技术因其能够提供大范围、高时效和高精度的数据，在水利流域防洪中扮演着越来越重要的角色，支撑建立起面向水利的“天空地”一体化立体监测体系。通过卫星遥感大数据结合数据模型的实时运算，我们能够对流域进行持续监测，及时获取洪水淹没范围、堤防漫溢决口、蓄滞洪区运用和工程险情等关键信息，这些信息对于洪水预测预报、险情处置决策等工作至关重要。
同时，卫星遥感可以提供水动力学演进模型构建的重要参数，并利用遥感监测洪水淹没范围，验证水体动态演进过程和淹没范围模拟预报结果，优化迭代模型参数，实现由“灾中、灾后监测”向“灾前预测”的转变，赋能流域防洪预报、预警、预演、预案“四预”的应用，为洪水预测预报、险情处置决策等工作提供有力的技术支撑。
在这个过程中，支撑“三算”（算据、算法、算力）的平台存在不少挑战：不仅需要支持“算据+算法”运算的实时性、计算结果的准确性；同时需要对卫星、无人机、气象、水文等多源、海量时空数据进行融合计算，并让算力资源得到合理分配与充分利用；对计算获得的图斑进行交互验证与检查，最终快速上图，构建实时数字孪生映射的“智慧水利一张图”。
而这其中最大的难点，在于动态变化的“需求”。
2022年1月水利部印发的《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》指出，推进智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的六条实施路径之一，需要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求...以构建数字孪生流域为核心，全面推进算据、算法、算力建设，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。
在实际应用中，智慧水利平台需兼顾常态监测与应急防洪场景，在应急防汛调度中，需求更是随着洪水推进而动态变化。
在上一期中，我们主要解析了遥感平台在构建水利数据底板中的重要作用与解决方案，展示了数简如何面向水利数字孪生，对多源海量遥感数据进行统筹集中管理、实时自动化加工生产服务，直至应用；今天接上一期，我们继续分析，如何通过基于遥感平台的多模块组合，支撑面向水利流域防洪的遥感智能解译自动化流程，以及怎样在动态变化的高时效场景下，灵活满足动态变化的“需求”挑战。
数简方案：采用自主核心技术+专业产品模组化应用 支持实时自动化遥感解译流程 洪涝信息快速智能提取
时效性是洪涝灾害应急监测关键指标。
目前，遥感领域进入了以高精度、全天候信息获取和自动化快速处理为特征的新时代，卫星、无人机、地面监测站网站形成的空天地一体化的协同观测体系，提供了多维度和高频次的多源异构洪涝灾害观测数据，涉及不同成像方式、不同波段、不同分辨率、不同观测尺度，以及灾前、灾中、灾后等不同时段，数据量呈爆发式增长。传统的遥感影像分析处理耗时长、效率低，难以满足洪涝灾害监测快速应急响应的需求。
数简面向海量多源遥感大数据需要切片预处理难点进行技术攻坚，研发非切片在线动态实时处理核心技术，多源原始数据获取后，通过“简算数擎”关键技术，无需切片，支持将遥感数据的预处理、数据转换、个性化呈现、分析等多个专业流程，形成实时一体化在线流程。
基于此，数简配套研发快速构建应用的多个工具型平台，如遥感智算框架、流程编排、矢量编辑工具等，让数据应用更灵活便捷，可同时满足河湖日常监测与流域防洪下的不同巡查需求；也可通过多维查询、动态处理海量多源卫星、无人机遥感数据，无缝对接平台内置的通用与水利专业算法，并通过流程编排任务调度，快速构建适应“四预”要求的业务应用。
在这个过程中，遥感智算框架起到了“承前启后”的“中坚力量”，对算据与算法运行并输出成果进行基础支撑与动态算力配置。
该平台是数简自研的面向空间数据科学的实时计算框架，支持将算法模型、人工智能大模型，嵌入灵活、弹性的分析基础平台，并通过与数简时空基础平台的其它组件结合，为专业算法提供算法模组部署和管理、集群任务和资源调度、输入输出数据管理和发布的能力，支持构建整套自动化工作流智慧业务应用。
对于水利行业需要短时间内对海量遥感数据进行快速处理、专业运算并智能提取信息的需求特性，平台最为重要的“秘密应对武器”在于，内置了丰富的通用与水利专业遥感解译算法库，通用库包括光学水体解译、雷达水体解译、建筑物解译、林地解译、坝体解译、植被解译等；水利库包括行洪障碍物图斑解译、淹没范围解译、易淹没区建筑物数量统计、水域岸线遥感监测、地表变化遥感监测等。
这意味着平台可兼顾河湖四乱监管、水土保持、行洪障碍物排查等常态化监测场景，进行涉河建设图斑解译、行洪图斑解译监管，监测水体动态变化；同时也可在在洪涝灾害发生时，统筹卫星遥感影像数据资源，最大频次地获取雷达卫星遥感影像，通过调用水体信息解译功能对雷达影像进行水体提取，对提取结果进行专业知识判定，识别典型河段水边线、入海流路等信息；重要支流洪水淹没水边线、重点水库水边线等信息。
平台内置算法库除遥感解译外，同时具备遥感基础算法库，包括遥感数据前处理、无人机数据处理、图像滤波、栅格分割分类、AI类结果应用。遥感数据可以无需在多个平台跳转使用、数据流程可形成在线一体化、一键输出成果；而在防洪应急状态下，面对海量数据多节点并行运算压力，平台可为各节点进行动态算力调度，充分利用算力资源，支撑水利模型的计算稳定高效运行。
然而，上述业务场景只是机器智能分析获取信息的过程，如何对海量遥感中提取的图斑信息进行人工检验与修改呢？
数简矢量在线编辑平台，支持多人协同在线编辑遥感解译图斑，可进行节点编辑、属性编辑、图元编辑，更可使用“魔棒”功能对水体等要素一键自动边缘提取。平台不仅支持人机交互成果检验，同时支持人工智能训练的样本库建设，以及人工智能目标识别、变化检测、信息提取后成果的编辑和确认，极大地提升了图斑的准确性以及检验效率。
在防洪调度中，需求可谓瞬息万变。例如，在2023年7月的“杜苏芮”影响中，海河流域出现大范围长历时强降雨过程，22条河流发生超警以上洪水，8条河流发生有实测资料以来最大洪水，为有效应对此次洪水，共启用了8个蓄滞洪区。此时便需要通过多源卫星遥感影像，融合无人机采集的照片、视频、全景影像、正射影像图等数据，高频监测与计算蓄滞洪区洪水水头和淹没变化，快速调整水动力学模型计算边界和模型参数，预演洪水动态。
此时的“需求牵引”，不仅围绕洪水每天动向展开，还需要与洪水赛跑，对其涨退进行提前预测，为蓄滞洪区科学运用、人员转移、堤防防守等提供支撑。如何让遥感数据，能够跟随洪水时刻变化的动态需求，快速构建“四预”应用？
让算据、算法、流程像积木一样可灵活选择、组合构建，这是关键秘诀之一。作为一款具备线流程编排、流程引擎、流程管理的可视化流程编排和运行系统，数简流程控制基础平台通过集成时空数字平台的功能模块，将其转变为流程任务，以可视化流程编排的方式，将时空数字平台分散的能力串接在一起形成完整的任务流程，灵活且易拓展。
基于平台，用户可以随时便捷组建一条跟随需求动态变化的遥感数据解译“流水线”，从数据“原材料”、“加工”与“深加工”环节、“加工”流程都可以通过可视化拖拉拽形式快速搭建。可对遥感数据的专业功能、算法库，进行灵活选择组合、有机串联成整体，满足防洪调度、蓄滞洪区管理、洪水演进预测等多场景需求，为流域防洪调度的“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”构建稳固又弹性的数字基础。
结语
水利在我国有着长远的历史，水利事业也随着社会生产力的发展而不断发展，随着近年来自然灾害特别是洪涝灾害频发，水利被赋予更加广泛的涵义和深远的意义。卫星、无人机、人工智能等新兴信息技术发展，为水利带来了全面数字化活力与智慧，让其发挥更为强大的力量，保证多行业高质量发展。
上文以及前一期介绍的，以“遥感平台”为核心的数简解决方案和产品体系，已成功应用于多个省市级智慧水利项目中，在流域日常管理监测、防洪应急调度中提供了出色的数据效率，以及高性能与高稳定的系统保障。数简也始终坚持打磨、创新自主时空信息核心技术，将空天地一体化监测、人工智能等进一步深入融合水利信息化基础平台，为水利业务智能化构建基础设施，为“治水智慧”贡献自身技术力量。
了解更多：数简智慧水利解决方案 —— 面向数字孪生流域数据底板与防洪“四预”的遥感水利一体化方案，支撑防洪调度与河湖库一体化监测。