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科技成果——水资源立体监测体系与遥感技术

技术开发单位

中国水利水电科学研究院等

研究背景

水资源监测是水资源管理的基础性支撑。我国是世界上水资源问

题最突出的国家之一，2012年起国家明确提出最严格水资源管理制

度和水资源管理的“三条红线”，要求从水量、水质、用水效率三方

面开展精细化、动态化和刚性管理，从而对水资源监测提出了更高要

求。国家重点研发计划项目“水资源立体监测体系与遥感技术应用”

正是面向这一需求开展研究，力争突破相应的关键技术，提高水资源

信息获取的全面性、准确性、时效性、完整性和可靠性，支撑水资源

精细化管理与科学化调度。

拟解决的关键问题

科学问题：

（1）水资源监测要素组织机制问题；

（2）水资源要素“天-空-陆-水”立体监测协同机理问题；

技术问题：

（1）水资源立体监测布局优化与智能组网技术；

（2）面向水资源管理的天然水循环要素遥感监测技术；

（3）社会水循环要素立体监测技术；

（4）水资源多要素多尺度联合同化与融合技术；

（5）水资源遥感监测平台集成与服务技术。

研究内容

（一）水资源立体监测协同机理与国家水资源立体监测体系研究

探讨水资源监测要素之间的影响转换关系，明晰典型应用场景下

水资源要素对于遥感时空分辨率、反演精度等的要求，开展水资源监

测要素的组织机制研究；启动水资源“天-空-陆-水”立体监测多时空

尺度信息融合技术研究，建立像素级、产品级与模型级三级数据融合

技术体系。

（二）面向水资源管理的天然水循环要素遥感监测技术研究

开展基于国产卫星数据的水循环参量遥感监测方法比较优化和

升级，以及国内外水循环要素遥感产品多源多尺度协同方法模式的研

究，建立降水、地表水、地下水、土壤水、蒸散发等天然水循环要素

一体化监测技术体系。

（三）社会水循环立体监测技术与应用

根据“天-空-陆-水”立体监测手段特点，面向社会水循环立体监

测需求，开展天然-社会水循环耦合过程中多要素多目标同化技术研

究，重点针对农业用水、城市用水和水源地水量等社会水循环关注的

关键环节，启动立体监测技术研究。

（四）水功能区水质立体监测技术与应用

面向水功能区水质保护监测需求，开展多尺度水质时空变化遥感

监测技术、基于多源监测的水质数据同化技术、地表水源地流域立体

监测的多尺度数据转换技术等研究，启动基于立体监测的地表水源地

水质风险评估应用、水体污染溯源分析应用需求分析。

（五）基于立体监测的用水效率分析技术与应用

应用遥感监测数据与常规监测数据相结合的方法，开展立体监测

框架下用水效率评估分析方法研究；研究基于遥感信息和田间用水模

拟的田间净灌溉用水量计算模型等，逐步建立农业灌溉用水效率变化

动态分析基础。

（六）国家水资源遥感监测平台研发与示范应用

开展国家水资源遥感监测平台总体设计与集成标准、遥感大数据

组织管理、平台高性能数据处理、智能化服务、平台集成开发技术等

研究，进行水资源立体监测数据的组织管理策略和数据模型、水资源

遥感监测产品服务体系设计，为研发可与国家水资源系统对接的水资

源遥感监测示范平台做准备。