聚焦新領(lǐng)域 新賽道｜衛(wèi)星“千里眼”為地下管網(wǎng)堵漏
來源： 海報(bào)新聞
齊魯衛(wèi)星星座打造空天信息基礎(chǔ)平臺
衛(wèi)星“千里眼”為地下管網(wǎng)堵漏2023-04-20大眾日報(bào) 02版
□ 本報(bào)記者 趙國陸
千里之外的衛(wèi)星從太空掃一眼，就能找到城市地下供水管網(wǎng)的漏點(diǎn)，一次覆蓋1000多平方公里，效率比傳統(tǒng)巡檢高10倍。齊魯衛(wèi)星星座一期組網(wǎng)運(yùn)行后，陸續(xù)在更多細(xì)分領(lǐng)域?yàn)槌鞘芯?xì)化管理提供服務(wù)。
4月17日，在山東產(chǎn)研衛(wèi)星信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院，工作人員正在電腦上查看雷達(dá)衛(wèi)星影像。這些外人看來平淡無奇的黑白照片，在節(jié)水管理中卻能大顯身手。“我們從這張圖上，一次性識別出了300多個(gè)漏水點(diǎn)。”該院研發(fā)總監(jiān)謝廣帥介紹，他們已經(jīng)利用齊魯一號雷達(dá)衛(wèi)星為上海浦東的供水管網(wǎng)做了三次“體檢”，成效顯著，今年將探漏范圍擴(kuò)大到浦西，并準(zhǔn)備在濟(jì)南等更多城市試點(diǎn)。
衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。今年1月15日，齊魯衛(wèi)星星座第二批衛(wèi)星齊魯二號、齊魯三號踏上太空旅程，搭載長征二號丁運(yùn)載火箭，以“一箭十四星”方式在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，與齊魯一號、齊魯四號衛(wèi)星“會(huì)師”太空，標(biāo)志著我省首個(gè)自主可控的遙感衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施——齊魯衛(wèi)星星座初步建成。其中，齊魯一號是一顆高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星，齊魯四號是一顆高分辨率光學(xué)衛(wèi)星，觀測精度達(dá)到國內(nèi)民用最高的0.5米。在距離地面500公里的高空，兩顆衛(wèi)星能清楚“看”到地面上的一棵樹、一輛汽車。齊魯一號可以不受地面云層、霧霾影響，清晰分辨地下一定深度的管網(wǎng)。
衛(wèi)星探漏是近兩年悄然興起的天地一體化管網(wǎng)減損新技術(shù)。“它利用雷達(dá)波穿透性強(qiáng)的特點(diǎn)，為目標(biāo)城市拍一張X光片。由于每種地物的導(dǎo)電特性不一樣，通過算法模型，分析管線泄漏導(dǎo)致的土壤含水量差異，從而鎖定漏點(diǎn)。”謝廣帥表示，該技術(shù)在國外率先應(yīng)用，隨著我國商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)展，國內(nèi)一些先進(jìn)城市開始陸續(xù)試點(diǎn)。近兩年來，齊魯衛(wèi)星陸續(xù)升空組網(wǎng)運(yùn)行，山東有了自己的商業(yè)衛(wèi)星，科研團(tuán)隊(duì)也在這一全新應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了探索研究。
供水管網(wǎng)漏點(diǎn)往往“細(xì)水長流”漏量驚人，比爆管事故帶來的損失更大。傳統(tǒng)的巡線探漏依靠人海戰(zhàn)術(shù)，需要龐大的人員隊(duì)伍全域巡線“盲檢”，猶如大海撈針。遇到復(fù)雜情況，可能還需要水下機(jī)器人、雷達(dá)等專業(yè)設(shè)備探測尋找漏點(diǎn)，成本不菲。衛(wèi)星探漏技術(shù)則通過發(fā)現(xiàn)土壤中滲漏水的跡象來“劃重點(diǎn)”，常規(guī)手段難以發(fā)現(xiàn)的輕微滲漏，都逃不過雷達(dá)衛(wèi)星的“千里眼”。
借助衛(wèi)星“千里眼”，科研人員根據(jù)需求，遙控雷達(dá)衛(wèi)星掃描指定區(qū)域。數(shù)據(jù)傳回地面后，通過算法處理，參照比對城市供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，找出疑似漏點(diǎn)的范圍。這些坐標(biāo)及時(shí)推送到當(dāng)?shù)匮矙z人員的手機(jī)或電腦上，巡檢人員只需按圖索驥，利用電子測漏儀、聽漏桿等逐點(diǎn)排查核實(shí)，基本上1個(gè)月就能把整個(gè)管網(wǎng)篩查一遍，工作效率提高10倍以上。在上海浦東的高橋片區(qū)，巡查人員僅用5天時(shí)間就對衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的31個(gè)漏點(diǎn)進(jìn)行了確認(rèn)，其中17個(gè)漏點(diǎn)被查實(shí)并及時(shí)處理。
衛(wèi)星如何區(qū)分自來水和污水？謝廣帥表示，自來水中含有消毒劑氯，它返回的信號也有特征，因此在這一點(diǎn)上衛(wèi)星不會(huì)“走眼”。但也有一些特殊情況會(huì)誤導(dǎo)衛(wèi)星，比如，用自來水作為水源的噴泉、長期用水的海鮮市場等，常常被誤判為漏點(diǎn)。
擁有“火眼金睛”，雷達(dá)衛(wèi)星干探漏的活兒非常專業(yè)，但現(xiàn)階段還不能“包打天下”。據(jù)介紹，受限于衛(wèi)星成像精度以及技術(shù)處理等因素影響，目前衛(wèi)星探漏只能定位到百米級，即100—200米的范圍，再精準(zhǔn)的位置還需要人工到現(xiàn)場進(jìn)一步排查。長波雷達(dá)能夠穿透土壤、瀝青、水泥等各種材料，但天生怕金屬，所以遇到鋼板鋪路施工、停滿汽車的場所等情況，就有可能“失明”。此外，衛(wèi)星拍照需要一定的傾斜角度，在城市容易受到高大建筑物遮擋，通常需要多拍幾次；遇到雨雪等強(qiáng)降水天氣，精準(zhǔn)度也會(huì)下降，一般要避免在這種天氣觀測。
如今，隨著綠色節(jié)能低碳理念日益深入人心，越來越多的城市運(yùn)用數(shù)字化手段進(jìn)行精細(xì)化管理，以減少供水管網(wǎng)滲漏帶來的水資源浪費(fèi)。記者了解到，除了上海、寧波等城市外，齊魯衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在濟(jì)南、合肥、鄭州等城市推廣這一服務(wù)，讓基于新基建的衛(wèi)星探漏技術(shù)真正有用武之地。齊魯衛(wèi)星星座后期也有計(jì)劃發(fā)射更為專業(yè)的雷達(dá)衛(wèi)星，彌補(bǔ)現(xiàn)在的不足和短板。未來3—5年，齊魯衛(wèi)星星座將打造包括10余顆衛(wèi)星的空天信息基礎(chǔ)平臺。
