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解決方案>林業行業

概述與優勢

航天宏圖依托航天/航空遙感、衛星定位導航及地理信息系統等空間技術優勢,承擔了森林管護、森林資源調查、森林防火、森林病蟲害監測、濕地變化監測、荒漠化監測、林權交易及碳匯監測、森林保險、公益林評價、天然林保護工程管理等項目,面向整個林業行業提供信息化系統頂層設計、應用軟件開發、林業調查評論服務、衛星數據服務、專用設備服務等。

產品沉淀
  • 針對林業遙感應用的不斷擴展現狀,構建了一套開放式的遙感產品生產平臺,該平臺具備以下幾個特點:

    具備對不斷增長的海量數據存儲與管理能力;

    能對遙感數據進行規范化自動化的并行預處理,且支持多種預處理模式,包括應急模式、實時模式、常規模式和自主模式;

    支持多種應用產品生產模式,包括自動化模式、半自動化模式和人工模式;

    直接對接應用需求與生產,實現一條龍的訂單響應機制;

    建立了平臺管理、生產管理、業務應用、示范應用多級管理體系;

    采用虛擬化應用技術將客戶端強交互式應用移植到服務端,如將ArcGIS、ENVI、PIE、易康等專業應用軟件“搬到”網絡上,大大降低整個行業的應用成本,也避免了用戶安裝軟件的復雜過程,也使得多用戶協同工作成為可能。

    基于平臺的自動化生產
    基于平臺的半自動化生產

    同時支持時間序列編輯和功率譜編輯

    在底層的數據組織層,采用磁盤陣列與共享文件相結合的技術,實現文件間的高速訪問與共享,大大提升了系統I/O吞吐量;在任務級,采用負載均衡算法,實現多任務并行調度;在算法級,采用MPI進行算法并行;在節點執行層,通過GPU/多核的加速技術,充分利用系統資源。

    針對目前的衛星地面系統接收數據快速增長的情況,公司針對性的研發了基于集群的CPU+GPU并行處理技術,實現海量衛星數據的并行化處理。目前基于CPU-GPU的混合異構計算機系統已成為高性能計算中的主力,并獲得了良好的應用效果。

    按需定制了63條林業遙感應用產品生產線

    面向林業遙感應用,建立了5個方向,共63條生產線:

    森林資源調查應用

    森林蓄積量/生物量分布、省級森林類型分布、縣級森林類型分布、(縣)小班蓄積量分布、(縣)小班地類變化分布、(縣)小班區劃圖、國家森林資源年度更新成果。

    濕地資源監測應用

    濕地植被類型分布、濕地類型分布、濕地植被覆蓋度分布、基于光譜特征的濕地植被與類型分布、濕地資源動態與應急變化監測。

    荒漠化監測應用

    荒漠化區域植被覆蓋度、沙化土地類型遙感識別、土壤特征信息高分遙感提取、荒漠化遙感監測與評價。

    林業生態工程監測應用

    工程區造林地塊識別分布、工程區森林類型分布、工程區主要樹種分布、工程區造林成林分布、天然林保護工程區天然林變化監測、退耕還林工程區森林長勢監測、工程區森林分布變化提取分布。

    森林災害調查應用

    火情分布監測、區域災害分布、變色立木分布。

    批量化、自動化專題產品制作

    根據用戶需求和林業成果產品特色,按需定制了多套專用制圖模板和報告模板,實現森林資源調查應用產品、濕地資源監測應用產品、荒漠化監測應用產品、林業生態工程監測應用產品和森林災害調查應用產品的批量化、自動化制作與輸出,所得專題產品能夠直接面向業務應用。

    2014年加林局森林
    資源小班蓄積量分布圖
    2015年錫林郭勒盟
    正藍旗沙化土地遙感分類識別圖
  • 森林管護通是一款基于導航和互聯網,面向省、市、縣、林場多級用戶管護業務的信息化產品,產品遵循林業行業的相關標準,支持統一部署和多級應用,主要實現對森林管護業務野外信息的采集、上報、統計分析,以及對管護人員的定位監管等。

    森林管護通包含平臺端及手持端兩大部分,目前已在牡丹江市林業局、東京城森工林業局開展了推廣應用。平臺端實現對護林員的出勤管理、巡護軌跡監視、上報信息接收匯總及統計分析等,移動端實現護林員對林區林政信息、濫砍濫伐違規信息、森林火災等緊急報警信息的采集、上報和定位等。林業用戶單位通過該產品的推廣應用,一方面增強了對護林員的規范性管理,另一方面也提高了森林管護的業務效率。

    森林管護平臺端(面向管理者)

    功率譜隨機分組疊加及編輯

    省市縣的業務人員和管理人員,對森林管護工作所涉及的資源,可通過電腦進行分級、分區域、分權限的管理和查詢。

    森林蓄積量/生物量分布、省級森林類型分布、縣級森林類型分布、(縣)小班蓄積量分布、(縣)小班地類變化分布、(縣)小班區劃圖、國家森林資源年度更新成果。

    森林管護員上線及分布位置監視

    森林管護員移動軌跡監視

    森林管護終端的信息接收

    平臺通過2/3/4G移動網絡接收手持終端上報的森林防火、森林病蟲害、亂砍濫伐、巡山路徑、巡山記錄信息、圖片信息、視頻信息等,在沒有網絡信號時,可通過導航短消息接收簡短的文字信息。

    信息統計分析

    平臺端支持對管護人員數量、人員在線情況、管護人次、管護工作完成進度,以及終端采集的森林防火、森林病蟲害、亂砍濫伐、巡山路徑、巡山記錄等信息的統計分析。

    手機訪問

    管理人員通過領導端用的手持終端(自主研發APP軟件),能隨時隨地掌握森林管護人員的在崗情況、實時位置以及上報的事件。

    森林管護平臺端(面向管理者)

    管護人員通過專用終端(自主研發APP軟件+專業化定制硬件,集成了導航和GPS定位模塊,同時具有2/3/4G地面網絡通信功能),可高效完成野外森林巡查任務,實現外場信息快速采集、上報和定位。

  • 縣級天然林保護工程管理業務應用系統采用以地理信息系統為核心的3S技術,加強天然林保護工程的空間地理分布管理,將工程規劃、年度計劃、作業設計、檢查驗收及相關信息的查詢、分析、統計等工序的信息管理微觀上落實到山頭地塊,宏觀上監控工程總體布局,以達到微觀信息和宏觀信息協調一致。建立了以鄉(林場)、村(林班)為單位、以及以小班為信息載體的與工程管理有關的數據庫系統,存儲基礎空間地理信息、工程管理過程中所需的各種信息,提供反應工程現狀及變化的統計匯總報表、統計圖(如直方圖、餅圖等)和各種專題圖。

    縣級天然林保護工程管理業務應用系統面向縣級林業用戶,主要包括縣級森林資源管護和天然林保護工程管理兩方面內容。

    縣級森林資源管護系統

    縣級森林資源管護系統用于維護天然林管護工程管理過程中所涉及到的各種組織人力和基礎地理信息數據的資源,本系統共包括九個模塊:分別是管護組織、人員維護;管護責任區、小班維護;管護合同、責任狀維護;管護審核、考核以及相關數據的統計分析等功能。

    縣級天然林保護工程管理系統

    縣級天然林保護工程管理系統用于維護天然林管護工程的微觀、宏觀信息,如:林場、小班分布類型及其屬性信息。本系統共包括十個主要模塊,分別是工程規劃、年度計劃、作業設計、檢查驗收、綜合查詢、報表統計、疊加分析、系統管理、數據字典、技術規程。

    系統特點

    支持森林資源管護核心業務工作

    功能涵蓋管護機構管理、人員管理、責任區劃分、合同簽訂、管護結果檢查驗收,以及數據上報等天然林管護業務。

    支持天保工程管理核心業務工作

    功能涵蓋年度計劃定制、工程計劃定制、工程計劃核查到工程計劃驗收、工程數據分析,以及數據上報等全部天然林工程管理業務。

    支持多源異構數據的導入、展示與導出

    系統支持遙感影像、矢量數據、GPS采集數據、Excel和Text等多源數據的導入與展示;支持數據導出到SDE數據庫和其他常用文件格式。

    具備強大的天保業務編輯與擴展功能

    可以多渠道生成邊界、責任區、自動對責任區進行規劃、承包等功能。

遙感應用
  • 高分林業遙感應用服務平臺針對森林資源調查、濕地監測、荒漠化監測、林業生態工程監測和森林災害監測等主要林業調查和監測業務對高分的應用需求,開發針對高分專項系列衛星、資源系列衛星、Landsat系列衛星、Hyperion衛星等的高分林業遙感應用示范系統,實現林業遙感應用專題產品自動/半自動生產,提高林業調查和監測的精度和效率,服務于國家林業發展和生態環境建設。

    公司為林業行業研發的可擴展開放式的遙感應用服務平臺,實現了全國森林資源連續清查(一類)業務、森林資源規劃設計調查(二類)業務、森林火災監測、濕地資源監測業務、荒漠化監測業務(沙漠化與沙化土地 、石漠化)、森林病蟲災害、林業生態工程監測等,按需定制了60余條生產線(依然可根據業務需求不斷擴充)。

    2014年7月-9月間,利用ZY3和GF-1數據對黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區部分國有林區森林資源變化進行了監測,為森林資源管理檢查提供重要參考:

    確定因占地、開墾、森林采伐、森林災害等造成影像特征變化的地塊;

    正判率達到95.7%。

    渾善達克沙地分類識別圖
    2013年湖北神農架林區華山松大小蠹蟲等病蟲害擴
    散蔓延情況(紅色表示嚴重,綠色表示健康,合計
    222萬畝,嚴重13萬畝,健康68萬畝。
    甘肅省民勤生態工程實施監測
    森林資源災害損失評估圖
    利用GF-1寬幅數據監測四川雅江縣和云南
    安寧市的森林火災災情
  • 林地遙感變化監測系統(一期):開發了自動化的林地遙感變化監測軟件,為林業部門開展日常業務服務。系統包含兩期影像的林地遙感變化檢測和長時間序列影像的林地變化監測功能,通過自動化算法處理,減少了大量人工交互式解譯工作。不僅減輕了工作人員的工作負擔,而且減小了人為誤差。以下是基于精確配準的年際同期多光譜TM影像(30m分辨率)或SPOT影像(10m分辨率),實現對林地的變化檢測。

    前期影像
    后期影像
    林地變化檢測結果(矢量)
    與后期影像疊加

    森林資源清查與動態監測系統(二期):圍繞國家林業局調查規劃設計院的業務需求,并結合行業應用特點,系統開發了地塊識別、成林提取、森林類型分布提取、天然林變化監測、森林分布變化監測及其他輔助模塊。

    2015年3月重慶市云陽縣雙土鎮造林工程區成林提取結
    果,藍色為工程區范圍,紅色為提取結果范圍
  • 系統根據遙感影像的光譜特征和紋理特征對北京市城區綠地變化情況、北京市城區綠地分布情況和北京市郊區林地分布情況進行了監測,分別對應系統中變化檢測、地塊識別和林地提取功能。對于變化檢測結果采用多屏顯示技術,實現了對變化圖斑的可視化展示,同時將北京地方坐標系的地圖服務和識別的矢量結果進行疊加展示。監測結果可為決策者及時掌握全市綠化資源和林地現狀及消長變化情況提供數據支撐,為綠化資源的可持續管理和高效合理利用提供技術支撐。

    北京市通州區潞城鎮2015年和2016年綠地變化
    變化檢測結果疊加于地圖上
    北京市房山區十渡鎮附近2015年城區(左)與郊區(右)地塊識別結果
導航應用
  • 面向森林管護、森林資源調查、森林防火和應急指揮、森林病蟲害防治等核心業務需求,充分利用衛星導航系統的定位和短報文功能,實斗衛星導航在林業中的示范應用工程建設,建成由國家、省、市、區縣多級用戶參與的一體化林業服務體系,實現林業信息資源的縱向聯通及與現有資源的有效集成,形成有效的運行與服務機制,有效提高我國林業監管的信息化保障能力,全面提升國家林業信息化管理與決策水平。同時,通過促進林業業務運行系統及其配套終端設備的產業化發展,加快推進衛星導航系統在林業行業的應用,以此為依托公司研發了一系列信息化系統。

    導航林業業務運行平臺軟件

    平臺具備終端管理、指揮調度、數據統計分析、用戶管理等功能,為森林管護、森林防火監控和應急指揮、森林病蟲害防治、樹種名目調查等業務提供服務支持。

    森林管護APP

    面向森林管護作業,實現巡視軌跡上報,地質災害、濫砍濫伐違規信息、森林病蟲害、森林火災等林區林政信息的采集、拍照、定位和上報等功能,為森林管護人員提供便捷的外業工具。

    森林資源調查APP

    面向一類/二類/更新調查,實現樣地和小班定位與核查,邊界勾繪、拍照、屬性因子的采集、導航、多期影像對比等功能,為林政設計人員提供便捷的外業工具。

    森林病蟲害防治APP

    面向森林病蟲害防治作業,具備森林病蟲害信息收集,踏查信息采集,標準地信息采集,森林病蟲害信息匯總等功能,為森林病蟲害防治人員提供便攜的外業工具。

    古樹名目調查APP

    面向現存的珍稀、名貴樹種,具備地圖導航、定位、古樹信息記錄與上報等功能,為古樹調查人員提供便捷的外業調查工具。

  • 數字手持對講機、車載臺

    針對林區野外日常巡護、林火巡護、撲火時應急通信等業務對定位與通信的需求,推廣應用定位數字對講機。該類終端內置導航/GPS兩種定位系統,支持導航和GPS雙模定位,并可模式切換,擁有大尺寸高清TFD LCD顯示屏與全鍵盤大按鍵設計,支持數字和模擬兩種模式,采用窄帶語音編解碼和數字糾錯技術,可以在更大的通信范圍內保證清晰的話音質量。利用先進的TDMA數字技術,定位數字對講機比同功率的模擬對講機可延長40%的額外工作時間。

    數字頭盔式電臺

    數字頭盔式電臺兼備定位對講機的所有功能,搶險作業時可解放雙手。頭盔一體式設計,佩戴方便、可靠;專業骨導式耳麥,抗噪聲能力強;專業PTT按鍵設計,操作更方便。

調查評價服務

在充分利用森林資源連續清查成果的基礎上,結合現有技術手段,并通過野外樣地調查獲取的最新公益林固定樣地調查數據,建立生態公益林監測與評價體系,其主要目的:

對某一段時期公益林植被覆蓋情況進行動態監測與分析;

通過公益林監測數據對項目區公益林生物多樣性、生物量、碳儲量等生態服務功能進行空間分布制圖與評價;

完成重點公益林的調查及監測,并對公益林建設狀況、公益林災害狀況、公益林數量質量狀況、公益林生態狀況與效益及專項監測等進行生態建設評價及效益評估;

完成生態公益林監測與評價技術研究報告,為更大范圍區域公益林建設與保護、公益林效益監測與評價提供理論依據與數據支撐。

安吉縣2014年公益林生物量分布圖
安吉縣2014年公益林碳儲量分布圖
安吉縣研究區植被覆蓋情況
數據服務

014年全國林地保護利用年度變更調查和森林資源清查與動態檢查項目,采購優于2.5米分辨率的國內衛星數據,我公司為本項目提供全國范圍內的不少于200萬平方公里的天繪1號和2號衛星數據。

2015年森林資源管理與檢查項目衛星遙感數據采購項目,購置用于開展全國森林資源管理檢查、采伐限額檢查和林地征占用檢查工作,購置的范圍為全國31個省,重點為東北國有林區,我公司為本項目提供優于2.5米分辨率的天繪一號01星數據,面積不少于100萬平方公里。

咨詢設計

在林業行業,公司編制的陸地生態系統碳監測衛星應用系統項目可行性研究報告(代項目建議書),通過對碳衛星應用系統的頂層分析與設計,使其滿足現階段我國對林業固碳及生物質利用儲碳能力的評估和應用需求,實現對碳衛星數據的接入、處理、檢驗以及業務運控、數據產品的存檔和管理服務;并開展比測校驗場建設及機載系統建設,實現地物光譜觀測數據分析管理及共享服務、林業遙感反演模型研究及驗證改進,為數據處理和應用方法的研究開發獲取真實測量數據;根據陸地生態系統碳監測需求,以碳衛星為基礎,開展森林碳監測、森林資源監測、林業生態工程監測、境外森林資源監測和森林災害損失評估等業務應用,為逐步建立天地一體化生態系統調查監測業務體系提供重要支持。

公司編制的靜止衛星林火監測系統建設項目可行性研究報告,通過對我國衛星林火監測面臨問題和應用需求的分析,利用靜止衛星可快速響應監測任務、高頻次連續觀測等優勢,實現對高分四號(GF-4)衛星數據的按需定制,對風云四號(FY-4)、向日葵8號(Himawari-8)數據的自主接收、處理、檢驗、業務運控、數據產品的存檔和管理服務,為森林防火監測業務應用獲取第一時間、高頻率的監測數據。根據森林防火監測的需求,以靜止衛星數據為基礎,充分利用空間靜止軌道衛星資源,開展常規模式、應急模式、災后評估模式等森林防火監測業務應用,為進一步提高衛星林火監測的準確度和監測的時效性提供重要支持。

公司編制的重慶生態環境保護(林業)信息化工程可行性研究報告,以維護全市生態安全、充分發揮林業生態建設主體功能為宗旨,以林業基礎信息資源為核心,搭建應用支撐及基礎設施環境(數據中心)為應用系統建設、運行、協同提供統一支撐;同時建設全市林業數據庫,實現林業基礎數據和林業專題數據的采集、標準化和建庫工作;并結合林業業務,構建業務應用系統,建設包括森林資源、濕地資源、石漠化與沙化、生物多樣性、林業生態綜合監測、林業災害監測和林業政務管理等應用系統,為落實嚴格的林地、濕地和生物多樣性保護制度、保障國家林業資源可持續發展、提高經濟社會發展的生態承載力、有效降低重大林業災害對我國經濟社會發展的影響,提供強有力的技術支撐和信息保障。

在其他行業,公司承擔了大量的咨詢設計服務項目:

案例
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