灌区用水信息测报平台

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：自主研发。发明名称：一种农田灌区面积遥感提取的方法及系统（ZL201810149904.9）；发明名称：基于光谱参量的冬小麦冠层含水率监测模型建立方法 （ZL201910416336.9 ）；实用新型名称： 基于物联网的农作物生长监测装置（ZL2019 20682186.1）; 实用新型名称：一种基于农作物需水量的计量灌溉装置（ZL201820375915.4）。

技术原理

灌区用水信息测报平台集成卫星遥感解译技术、数据融合同化技术、大数据技术，基于逐日气象监测数据、天气预报数据以及高分辨率卫星遥感影像产品，提出了基于多源信息融合同化的高效及一体化处理技术方法，形成了基于AI学习和专家系统的全国遥感实时监测及预报系统，实现区域灌溉面积、种植结构、作物需耗水反演、作物长势模拟等水情信息的实时监测及预报，并进行旱情预警及智能灌溉决策预报。

技术特色

该技术突破解决了区域遥感解译仅停留在研究阶段，不能真正做到实时化、自动化、标准化数据采集、解译、发布的瓶颈。

技术指标

（1）空间分辨率：16～1000m。（2）时间分辨率：全国通用产品8d，灌区及灌域1h/d。（3）计算效率：全国范围≤3h，灌区及灌域范围≤1h。（4）测报预见期：15～40d。（5）测报精度：作物种植结构≥90%，作物需耗水、土壤墒情≥85%。（6）发布周期：标准化产品每日更新，精细化产品每小时更新。（7）使用环境：无须本地安装，支持各种主流浏览器访问。

应用范围及前景

适用于政府机关、大中型灌区管理部门、高校及科研机构以及普通用水户，提供区域水情信息实时监测预报诊断。在灌区管理部分方面，该平台已在内蒙古河套灌区、陕西泾惠渠灌区、黑龙江庆安灌区、吉林省玉米主产区、北京大兴区、山东位山灌区、江苏淮安灌区、四川省都江堰灌区、湖北漳河灌区、新疆阿克苏地区等10个地区/灌区开展应用，范围包括东北平原雨养农业区、华北平原半干旱半湿润地区、西北干旱绿洲区、南方湿润区。在高校和科研机构方面，该平台已在河海大学、天津农学院、新疆水科院以及灌溉试验总站开展应用，为这些机构提供自动更新的标准化数据库，并进行图表生成及分析工作，支撑这些单位和机构开展数据管理与分析以及更深入的科研工作，取得显著效益。在联合国粮农组织（FAO）在2019 年主办的“基于耗水的用水管理（Consumption-based Water Management）”国际研讨会中，该平台作为将遥感技术在水资源核算和水资源配置框架中应用的范本进行推介和展示，并将以此为蓝本向亚太国家或地区进行推广。典型应用案例：所有灌区应用中以内蒙古河套灌区的应用最为典型。该平台已应用于在内蒙古河套灌区管理中，通过地面监测网络远程传输、卫星遥感数据自动下载解译、气象数据自动下载插值，构建河套灌区天地一体化数据库。集成分布式灌区用水全过程模拟模型，实时反演并发布灌区作物需水、耗水、土壤墒情空间分布，并进行缺水诊断。构建天气预报驱动的灌区作物需耗水预报模型，结合分区优化调控技术，实现灌区用水预报决策。开发的平台被纳入《内蒙古河套灌区现代化灌区规划》（2021—2035），并已应用于河套灌区灌溉调度管理系统中，平台推送的数据为河套灌区科学高效用水提供支撑，并作为“河套灌区水循环立体监测与用水生态高效调控”成果的一部分，获得了2018—2019 年度“大禹杯”农业节水科技奖一等奖。

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魏征

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中国水利水电科学研究院

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