王 娜徐 勇

（1.河南省金地遙感測繪技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450003；2.河南省科源測繪中心，河南 鄭州 450003）

南水北調(diào)工程，是緩解中國華北和西北地區(qū)水資源短缺的國家戰(zhàn)略性工程。隨著南水北調(diào)中線工程的順利完工，“一庫清水送京津”這一夢想得到了實(shí)現(xiàn)。然而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水源地的水質(zhì)狀況不容樂觀，不斷擴(kuò)容的庫區(qū)周圍污染呈加重趨勢。為保護(hù)南水北調(diào)水源地的水質(zhì)狀況，需要對南水北調(diào)水源地進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測，對水源地周邊城鎮(zhèn)規(guī)模、工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行調(diào)查，摸清庫區(qū)周邊縣市污水處理狀況及排入支流的匯交；對庫區(qū)周邊居民點(diǎn)、基本農(nóng)田、工業(yè)設(shè)施、養(yǎng)殖業(yè)、水土流失、封山育林及水陸道路等狀況進(jìn)行調(diào)查，并加以分析研究，來了解生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀和變化。

而地理國情普查是全面獲取地理國情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作。其普查的內(nèi)容除了地形地貌、植被種植、水域、荒漠與裸露地等的類別、位置、范圍、面積外，還包括與人類活動(dòng)密切相關(guān)的交通網(wǎng)絡(luò)、居民地與設(shè)施、地理單元等的類別、位置、范圍。地理國情普查為生態(tài)監(jiān)測提供了科學(xué)的空間分布數(shù)據(jù)，完善了生態(tài)監(jiān)測的生命支持能力的數(shù)據(jù)，便于更好地開展生態(tài)監(jiān)測。

1 丹江口水庫的自然概況和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程水源地，國家一級水源保護(hù)區(qū)，地理位置處于湖北和河南交界處，水域面積達(dá)1022.75Km2.，其中河南境內(nèi)約占水庫面積的一半，分布于南陽市的淅川縣。丹江口水庫以上流域集水面積9.6萬Km2，山高坡陡，山地及丘陵面積占97%，總的趨勢是西高東低。丹江口水庫具有防洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益。

2014年12月12日丹江口水庫正式輸水北上，庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境將直接影響水質(zhì)的好壞。庫區(qū)管委會(huì)和當(dāng)?shù)卣苍诓粩嗉訌?qiáng)庫區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，河南境內(nèi)也對庫區(qū)周邊淅川縣、西峽縣、內(nèi)鄉(xiāng)縣和鄧州市四縣市的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。

隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，庫區(qū)仍存在了一些點(diǎn)源污染及面源污染，一些庫區(qū)支流受到不同程度的污染，庫區(qū)周邊居民點(diǎn)的生活污水排放，農(nóng)業(yè)種植大量使用農(nóng)藥施肥和漁業(yè)旅游業(yè)的無序開發(fā)，淹沒區(qū)的生活垃圾丟置，對庫區(qū)造成了潛在的威脅。

2 丹江口水庫生態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容

生態(tài)監(jiān)測是指利用物理、化學(xué)、生化、生態(tài)學(xué)等技術(shù)手段，對生態(tài)環(huán)境中的各個(gè)要素、生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行監(jiān)控和測試［1］。

2.1 水質(zhì)和水量狀況

水質(zhì)的狀況將直接影響飲水的等級，而水量的狀況將影響供水量的大小。對庫區(qū)周邊，特別是丹江口水庫以上流域集水狀況（地表水、地下水、生活用水、降水量）的監(jiān)測是確保水質(zhì)和水量符合要求的基本條件。

2.2 庫區(qū)的水土流失狀況

經(jīng)研究表明，庫區(qū)的水土流失大部分發(fā)生在環(huán)庫區(qū)及周邊的潛山丘陵區(qū)域和人口集中、植被差及開發(fā)項(xiàng)目比較集中的區(qū)域，而且大部分水土流失區(qū)屬于輕度和中度流失區(qū)，存在可控性。

2.3 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)狀況

水庫周邊區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)作物豐富，庫區(qū)漁業(yè)種類較多，周邊養(yǎng)殖業(yè)比較興旺，特別是最近退耕還林的政策，庫區(qū)周邊林業(yè)較發(fā)達(dá)。農(nóng)林漁和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展需要符合生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

2.4 工礦業(yè)和交通旅游業(yè)狀況

流域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，庫區(qū)周邊各縣工礦業(yè)發(fā)展很快，加上庫區(qū)環(huán)境優(yōu)美，適合旅游休閑。雖然近來已關(guān)停了一些小廠小礦，搬離了一些旅游休閑及農(nóng)家樂項(xiàng)目。但是工礦業(yè)和交通旅游業(yè)依然是生態(tài)監(jiān)測的重要部分。

3 地理國情普查實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容

地理國情普查的內(nèi)容分三個(gè)方面：地表形態(tài)數(shù)據(jù)、地表覆蓋分類信息、重要地理國情要素。地表形態(tài)反映地表地形及地勢特征，也間接反映了地貌形態(tài)。地表覆蓋分類信息反映地表自然營造物和人工建造物的自然屬性或狀況。地理國情要素信息反映與社會(huì)生活密切相關(guān)、具有較為穩(wěn)定的空間范圍或邊界、具有或可以明確標(biāo)識(shí)、有獨(dú)立監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)分析意義的重要地物及其屬性。

按照地理國情普查設(shè)計(jì)要求，普查內(nèi)容共分12個(gè)類，具體包含：耕地、園地、林地、草地、房屋建筑（區(qū)）、道路、構(gòu)筑物工程實(shí)體或附屬建筑設(shè)施、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域、地理單元，以及地表形態(tài)的高程、坡度和坡向信息［2］。顯示為自然地理要素和人文地理要素的基本情況，掌握其空間分布現(xiàn)狀。

4 地理國情普查成果在生態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

地理國情普查以高分辨率衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，輔以我國資源3號、數(shù)碼航片、其他遙感影像等影像數(shù)據(jù)，對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及多部門、行業(yè)專題數(shù)據(jù)，采用自動(dòng)與人機(jī)交互影像處理、多源信息輔助判讀解譯、外業(yè)核查與補(bǔ)測、空間數(shù)據(jù)庫建模、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)空間化、多源數(shù)據(jù)融合、空間量算、地理計(jì)算、空間統(tǒng)計(jì)等方法，內(nèi)、外業(yè)相結(jié)合，建立地理國情普查本底數(shù)據(jù)庫，開展地理國情信息基本統(tǒng)計(jì)分析，把地理國情普查成果應(yīng)用在生態(tài)監(jiān)測中［3］。

4.1 對水質(zhì)和水量狀況狀況的信息提取

首先劃定監(jiān)測區(qū)域（如淅川縣、西峽縣、內(nèi)鄉(xiāng)縣和鄧州市四縣市），地理國情普查數(shù)據(jù)庫可以提取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的河流、溝渠以及池塘等空間信息，同時(shí)可以提取水域的范圍，以及水涯線、高水界等信息。因此，可以提取出一部分庫區(qū)周邊集水狀況，對于河流、溝渠、坑塘的水域面積相對于坡岸分析，可以判定當(dāng)年降水量的大小。同時(shí)，可以通過分析河流、溝渠經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民地的距離和次數(shù)，以及居民地的規(guī)模大小，可以提取出灌溉用水的需求量和生活污水排放的規(guī)模。

4.2 對庫區(qū)的水土流失狀況的信息提取

地理國情普查成果包含有數(shù)字正射影像圖（DOM）和數(shù)字高程模型（DEM），通過DOM和DEM可以建立庫區(qū)周邊的三維立體模型，結(jié)合地表形態(tài)的高程、坡度和坡向信息，能夠真實(shí)反映出水庫周邊地形特征，結(jié)合林地、草地、荒漠與裸露地表的信息，可以發(fā)現(xiàn)某塊區(qū)域內(nèi)地面坡度陡峭、坡面長、林草植被稀疏，則該塊區(qū)域就是極易發(fā)生水土流失的區(qū)域，并能提取出該區(qū)域的大小和沖擊面積，確定出該區(qū)域的位置，便于監(jiān)測和治理。

4.3 對農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的信息提取

從地理國情普查本底數(shù)據(jù)庫提取耕地、園地、林地、草地的信息，提取出庫區(qū)周邊耕地、園地、林地的大小及離庫區(qū)的遠(yuǎn)近情況，從此可以得出森林覆蓋率，退耕還林狀況，林業(yè)、農(nóng)業(yè)的用地面積，為生態(tài)監(jiān)測提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。從地理國情普查本底數(shù)據(jù)庫提取水域項(xiàng)魚塘的信息，可以發(fā)現(xiàn)庫區(qū)周邊漁業(yè)是否得到有效的控制。從地理國情普查本底數(shù)據(jù)庫提取構(gòu)筑物附屬建筑設(shè)施項(xiàng)中用于養(yǎng)殖的設(shè)施大棚的地理位置和大小，可以分析出養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模和規(guī)范性。從而得出農(nóng)林漁和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展是否符合生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

4.4 對工礦業(yè)和交通旅游業(yè)的信息提取

從房屋建筑（區(qū)）、構(gòu)筑物項(xiàng)的工業(yè)設(shè)施數(shù)據(jù)中，從人工堆掘地的采掘場、堆放物可以追蹤到露天煤礦采掘場、采石場、稀土礦采掘場和各種尾礦堆放物、垃圾堆放物、沙土堆放物等，能夠得到庫區(qū)周邊的工廠、礦區(qū)的位置和數(shù)量，進(jìn)而通過工礦業(yè)的規(guī)模大小，及與水源地的距離，是否已經(jīng)影響到水源地的水質(zhì)，對于工礦業(yè)是否應(yīng)該進(jìn)行關(guān)停。

同樣，提取到的道路和地理單元，可以得到水庫旁邊的陸路交通發(fā)展?fàn)顩r，航運(yùn)規(guī)模，是否存在一定的風(fēng)險(xiǎn)（如，有毒液體運(yùn)輸汽車的泄漏、船只的污染等），名勝古跡和旅游景點(diǎn)的搬離狀況和人為開發(fā)的農(nóng)家樂等旅游是否得到切實(shí)有效的控制。

第一次地理國情普查數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、融合、提取和加工，結(jié)合庫區(qū)環(huán)境保護(hù)的要求，對國情監(jiān)測要素進(jìn)行提取和分類，就能形成符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的基礎(chǔ)地理國情信息，建立監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫，為生態(tài)監(jiān)測起到科學(xué)有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息支持［5］。

［1］趙文耀.丹江口水庫流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀研究［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2006（6）：44.

［2］GDPJ01-2013.地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)［S］.

［3］高會(huì)軍，李小強(qiáng)，張峰，等.青海湖地區(qū)生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2005（3）：32.

［4］呂長廣.地理國情監(jiān)測體系的基本架構(gòu)［J］.城市勘測，2013（2）：28.