本刊特約記者 李麗 曾杰 巢倫
“遙感是軍民兩用技術(shù),通過軍民融合示范項目的牽引,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于交通運輸領(lǐng)域,特別是交通精準扶貧、計劃執(zhí)行情況評估、建設(shè)監(jiān)管和災(zāi)害應(yīng)急等方面,是‘三去一降一補’的重要抓手,是交通運輸行業(yè)加強事中事后監(jiān)管的一個典型案例,也是交通運輸軍民深度融合的直接體現(xiàn)?!敝袊煌ㄍㄐ判畔⒅行模ê喎Q“通信中心”)主任曹德勝表示。
遙感衛(wèi)星,業(yè)內(nèi)俗稱為“天眼”,平時看似遙遠的高科技,如今已經(jīng)來到你我身邊,正在融入交通運輸行業(yè)各個領(lǐng)域。8月22日,本刊記者來到通信中心,探索遙感衛(wèi)星與公路的融合。
一向以軍事應(yīng)用為主的衛(wèi)星如何與交通運輸行業(yè)結(jié)緣?“地震、洪水等災(zāi)毀情況嚴重時,導(dǎo)致道路通行受阻,無法得知震中情況。因此,衛(wèi)星被應(yīng)用到應(yīng)急救災(zāi)中,遙感影像增強技術(shù)能夠計算災(zāi)毀面積、核實并備案修建工作等情況。2014年,‘四好農(nóng)村路’被提出以后,通信中心開始將遙感應(yīng)用到農(nóng)村公路領(lǐng)域,用于農(nóng)村公路加寬、硬化核查等。”曹德勝告訴記者。
自此,遙感技術(shù)與公路緊密相連。具體來說,遙感技術(shù)目前已經(jīng)實現(xiàn)部級層面落地應(yīng)用,主要為支撐交通運輸部各司局開展督導(dǎo)工作,包括建制村通硬化路完成情況、新改建農(nóng)村公路完成情況、中央投資新改建項目(高速公路、國省干線)建設(shè)進度、公路災(zāi)毀重建項目、公路災(zāi)害應(yīng)急處置與保障、內(nèi)河航道船只擁堵情況跟蹤等核查與評估工作。
而在省級應(yīng)用層面,則主要是支撐各省交通運輸主管部門開展相關(guān)管理工作,包括公路基礎(chǔ)設(shè)施底數(shù)調(diào)查、農(nóng)村公路精準扶貧核查、重大建設(shè)項目計劃核查、“組組通”規(guī)劃核查、重大工程監(jiān)管、交通災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急保障、公路水毀監(jiān)測與評估、形變監(jiān)測、交通BIM應(yīng)用、交通“一張圖”建設(shè)等。
“目前,通過遙感影像信息提取、綜合分析等方法手段能夠識別提取交通路線,交通基礎(chǔ)設(shè)施,交通地形、環(huán)境等各類交通信息,為農(nóng)村公路規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理決策與服務(wù)等一系列應(yīng)用提供科學(xué)技術(shù)手段,為交通運輸行業(yè)提供更為直觀、有效的空間信息支撐?!背跆みM通信中心大門,工作人員便這樣告訴記者。
據(jù)通信中心空間信息事業(yè)部交通遙感所總監(jiān)李麗介紹,利用高分辨率遙感影像數(shù)據(jù),能夠清楚地看到農(nóng)村公路的數(shù)量、分布、走向、里程、寬度、類型,以及建制村和自然村的位置、戶數(shù)、通暢情況等,能夠徹底摸清農(nóng)村公路底數(shù),打通交通精準扶貧最后一公里,提高農(nóng)村公路數(shù)據(jù)的客觀性和準確性。同時,基于遙感技術(shù)核查農(nóng)村公路通達通暢情況,科學(xué)準確評估農(nóng)村公路建設(shè)需求,為農(nóng)村公路建設(shè)提供客觀精準的信息支撐。
以湖南為例,2015年以來,通信中心利用高分遙感技術(shù),幫助湖南完成了全省21萬平方公里土地上超過19萬公里農(nóng)村公路的調(diào)查與核查工作,準確查清了該省農(nóng)村公路的現(xiàn)狀,摸清建設(shè)需求,助力打通該省交通精準扶貧的“最后一公里”。
跟蹤核查農(nóng)村公路建設(shè)規(guī)劃計劃,增強農(nóng)村公路建設(shè)監(jiān)管。在摸清農(nóng)村公路現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,利用遙感影像核查結(jié)果與上報的農(nóng)村公路、組組通、村村通等建設(shè)規(guī)劃與計劃進行對比分析,找出虛報里程、已建后補等情況,及時評估農(nóng)村公路項目的開工情況、建設(shè)進度和通車情況,實現(xiàn)農(nóng)村公路建設(shè)事中、事后監(jiān)管。
種植大豆時,應(yīng)首先選擇適宜的品種,不同的地理環(huán)境,種植面積適合不同大豆品種的生長,大豆窄行高產(chǎn)栽培技術(shù)一般用于矮稈、低稈或半低稈品種。選擇合適的品種后,對種子進行篩選。種子純度在98%以上,水分含量在13%以上,應(yīng)達到標準水平。由于某些種子原因,一些被蟲咬或不飽的大豆應(yīng)該去掉,以防止大豆的生長。
通過遙感影像分析可知,紅線為自然村優(yōu)選通達路線,路面寬度不小于3。
2015年10月至2017年1月工程4期施工進度對比
以湖南為代表的“四好農(nóng)村路”建、管、養(yǎng)、運遙感服務(wù)創(chuàng)新模式
湖南省是首個利用遙感技術(shù)開展“四好農(nóng)村路”核查的省份。遙感技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于湖南省“四好農(nóng)村路”建、管、養(yǎng)、運的全業(yè)務(wù)鏈條,既提供了全面準確的信息支撐,同時也提供了科學(xué)有效的評估手段,形成了一項新型服務(wù)模式。
在農(nóng)村公路的規(guī)劃階段,利用遙感技術(shù)客觀準確評估農(nóng)村公路的建設(shè)需求量,合理規(guī)劃路線;在建設(shè)計劃制定階段,使用遙感技術(shù)核查農(nóng)村公路計劃的合理性、真實性,將每一分資金用到實處。在建設(shè)完成后,利用高分辨率遙感影像對農(nóng)村公路建設(shè)情況進行核查,及時發(fā)現(xiàn)公路的建設(shè)里程、寬度、材質(zhì)、路線等是否按計劃建設(shè),在一定程度上避免降低標準、以次充好的現(xiàn)象發(fā)生。在養(yǎng)護運維階段,可及時發(fā)現(xiàn)公路水毀、油返砂、危橋、滑坡等問題,準確分析農(nóng)村公路提質(zhì)改造和安全改造的工程量。
2015年以來,通信中心利用高分遙感技術(shù),完成了8000多個貧困村和50多個貧困縣的通達、通暢情況核查的工作,準確查清了全省農(nóng)村公路的現(xiàn)狀,評估了農(nóng)村公路計劃執(zhí)行完成情況,掌握了貧困規(guī)模與農(nóng)村公路實際建設(shè)需求。湖南已經(jīng)形成了農(nóng)村公路“建、管、養(yǎng)、運”遙感服務(wù)模式,對于提高湖南省公路建設(shè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量,保障交通建設(shè)、管理、養(yǎng)護、運營相關(guān)規(guī)劃、計劃等的準確性、指導(dǎo)性具有重要意義。
圖為通過車載激光掃描儀對青藏公路(國道109線)進行數(shù)據(jù)采集所獲得的三維點云數(shù)據(jù),該成果能夠客觀準確地反映公路的實際情況,并為各項交通業(yè)務(wù)的開展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
以貴州為例,通信中心完成了全省9市州88個縣4萬多個村組,9.7萬多公里通組公路的核查,為貴州交通主管部門摸清扶貧規(guī)模,核查各級上報建設(shè)需求的準確性提供了可靠的依據(jù),提升了扶貧的精準性,保障了扶貧資金的有效使用。
支撐公路安防工程現(xiàn)狀分析,輔助農(nóng)村公路日常養(yǎng)護。針對急彎陡坡、臨水臨崖等重點路段,可以通過遙感三維建模與地形分析技術(shù),提取重點路段的坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、安全設(shè)施等信息,輔助安全隱患排查,對農(nóng)村公路的安全治理規(guī)劃、高危路段改造評估等提供科學(xué)技術(shù)手段支持。
2015年,通信中心開展了川藏公路、青藏公路三維數(shù)據(jù)掃描采集工作,利用遙感數(shù)據(jù)對重點路段地形地貌進行三維建模,為西藏地區(qū)道路管理養(yǎng)護提供數(shù)據(jù)支持和可視化平臺,為輔助公路日常養(yǎng)護提供了一種新手段。
輔助農(nóng)村公路客運班線制定,加強農(nóng)村公路運行管理。利用高分遙感影像和核查數(shù)據(jù),對農(nóng)村客運班線通達情況進行評估,分析線路是否具備通客運班車的條件,對路面寬度、道路坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、窄橋、高邊坡等進行綜合分析,可以為農(nóng)村客運班線的線路制定調(diào)整提供輔助決策支持。
觀測對比左右路段,藍色實線為已鋪裝路段,橙色虛線為未鋪裝路段。
與傳統(tǒng)的農(nóng)村公路建、管、養(yǎng)、運方式相比,遙感技術(shù)在農(nóng)村公路的應(yīng)用具有較多優(yōu)勢。
在規(guī)劃階段,節(jié)省人力、物力成本。例如,我國的高分二號衛(wèi)星每幅的覆蓋范圍為500多平方公里,審核3000公里的道路線位,最多2天即可完成。而利用傳統(tǒng)的采集方式,大約需要2個月到3個月的時間。
在建設(shè)階段,利用遙感能夠掌握施工進度,根據(jù)模型快速算出施工進程,也能夠觀測到施工隊伍現(xiàn)場組織和施工條件的動態(tài)變化,知曉施工動態(tài)。
在養(yǎng)護階段,能夠快速高效地核查公路現(xiàn)狀,掌握需要養(yǎng)護路段。要全面掌握農(nóng)村公路的通達情況,僅靠傳統(tǒng)人工巡查、報送的手段,無法避免瞞報、誤報、錯報、漏報等情況。遙感技術(shù)作為高科技信息化手段,在能夠保證真實性的同時大大提高效率,還節(jié)省了資金。
“遙感技術(shù)在農(nóng)村公路的應(yīng)用,也倒逼技術(shù)的發(fā)展進步?!辈艿聞俳榻B說,基于公路養(yǎng)護的需要,遙感技術(shù)已經(jīng)能夠識別公路路面材質(zhì)等。
在未來,公路的養(yǎng)護是持續(xù)進行的,人工巡檢需要耗費大量時間并且非常辛苦,且現(xiàn)在越來越少的年輕群體愿意從事養(yǎng)路工作,遙感技術(shù)代替人工巡檢是大勢所趨。
借鑒幾次工業(yè)革命的歷史,技術(shù)潮流的到來如龍卷風(fēng)一樣,一旦來臨,勢不可擋。對于公路行業(yè)從業(yè)者來說,如今行業(yè)新業(yè)態(tài)已經(jīng)來臨,遙感技術(shù)必將為“四好農(nóng)村路”帶來益處,只有勇敢擁抱新業(yè)態(tài),迎接、吸收新業(yè)態(tài),借助技術(shù)的東風(fēng)為傳統(tǒng)行業(yè)注入新的活力。
通信中心與空客公司的簽約揭牌儀式
2017年3月3日,交通運輸部軍民融合工作領(lǐng)導(dǎo)小組召開會議,要求推進交通運輸軍民融合由“初步融合”向“深度融合”發(fā)展邁進。在2018年,交通運輸部不斷提及加深遙感技術(shù)與交通的深度融合。2018年至2019年,每年在全國17個省市應(yīng)用遙感技術(shù)。這是加快推進新舊功能轉(zhuǎn)變的方式,公路領(lǐng)域很多傳統(tǒng)手段已經(jīng)不足以提升行業(yè)生產(chǎn)力水平,尋找提高生產(chǎn)力的新方法、新途徑成為必然。
“目前,高分遙感已經(jīng)深度應(yīng)用到很多民用領(lǐng)域,公路如果能夠擁抱遙感技術(shù),那么整個行業(yè)生產(chǎn)力水平至少提高一倍?!?/p>
遙感技術(shù)雖然已經(jīng)成功應(yīng)用到“四好農(nóng)村路”中,但其本身仍然是根據(jù)需要而不斷發(fā)展的,“目前,高分影像的空間分辨率仍在不斷提高,影像獲取及時性及真實性也在不斷提高……發(fā)展是永無止境的。多技術(shù)的融合,是今后交通遙感技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢?!辈艿聞俦硎?,作為較傳統(tǒng)的公路行業(yè),遙感技術(shù)在交通運輸行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)落后于其他領(lǐng)域了,更應(yīng)該策馬加鞭,加強遙感技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用廣度及深度。
通信中心業(yè)務(wù)核心
通信中心兼顧科研院所、事企單位的優(yōu)勢,擁有90余人的交通遙感專業(yè)團隊,75%以上是遙感、測繪、地理信息系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀博士、碩士人員,是國內(nèi)最早從事交通遙感技術(shù)研究與應(yīng)用的專業(yè)團隊,目前已經(jīng)在路網(wǎng)自動化提取、InSAR形變監(jiān)測、道路路域變化檢測、路面健康狀況檢測與評估等多項技術(shù)上取得了突破性成果,并于2018年榮獲地理信息科技進步獎一等獎。作為交通運輸部部屬單位,中心與軍方、資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、空客公司、二十一世紀應(yīng)用股份有限公司等單位簽訂了合作協(xié)議,并與空中客車集團防務(wù)與航天公司成立了聯(lián)合實驗室,具備專用數(shù)據(jù)傳輸鏈路,能夠快速獲取國內(nèi)外遙感影像數(shù)據(jù),能夠及時全面地掌握行業(yè)需求,實現(xiàn)交通運輸行業(yè)的工程化遙感應(yīng)用。通信中心在產(chǎn)學(xué)研研究基礎(chǔ)上,緊扣交通業(yè)務(wù)需求,打造交通遙感應(yīng)用基礎(chǔ)平臺,主動協(xié)助交通主管部門推進交通遙感應(yīng)用的標準規(guī)范制定,形成遙感服務(wù)的長效機制模式,為部省相關(guān)業(yè)務(wù)提供了輔助支撐。