摘?要：該系統(tǒng)以高精度航空影像、傾斜三維模型為基礎(chǔ)，使用三維地理信息空間分析技術(shù)，實現(xiàn)了“一個平臺，多種應(yīng)用”，通過建立區(qū)域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和區(qū)域污染物分析、監(jiān)控等管理模型，讓污染源監(jiān)督管理和區(qū)域污染物總量管理的空間化、規(guī)范化和動態(tài)化，最終實現(xiàn)生態(tài)環(huán)保的三維信息化管理，有效助力環(huán)境治理。

關(guān)鍵詞：三維;GIS;互聯(lián)網(wǎng);生態(tài)環(huán)保;信息系統(tǒng)

一、 引言

習(xí)近平總書記曾在十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策。隨著環(huán)?？萍蓟⑿畔⒒耐七M(jìn)以及三維可視化信息平臺應(yīng)用日趨成熟，建設(shè)三維環(huán)保平臺成為支持保護(hù)環(huán)境基本國策的有效方法。

以高精度航空影像、傾斜三維模型為基礎(chǔ)，結(jié)合地面監(jiān)控、監(jiān)測傳感器等數(shù)據(jù)，融合了人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并在三維地理信息系統(tǒng)平臺上進(jìn)行實施應(yīng)用的一套輔助生態(tài)環(huán)境監(jiān)管、治理、規(guī)劃、推廣的系統(tǒng)，最終實現(xiàn)生態(tài)環(huán)保的三維信息化管理，有效助力環(huán)境治理。

二、 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要分為五層，分別為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)中心、平臺服務(wù)層、應(yīng)用層以及客戶端展示。

（一）數(shù)據(jù)采集層

通過航空攝影、衛(wèi)星影像、無人機(jī)航測獲取遙感信息數(shù)據(jù);通過視頻監(jiān)控設(shè)備、傳感器、手持設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)中心包括基礎(chǔ)地理信息空間數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)框架數(shù)據(jù)庫、生態(tài)環(huán)保業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)庫、生態(tài)環(huán)保屬性信息數(shù)據(jù)庫、文件存儲系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)庫驅(qū)動和空間數(shù)據(jù)庫引擎、GIS分發(fā)服務(wù)器，對業(yè)務(wù)應(yīng)用層、平臺支撐層提供數(shù)據(jù)庫調(diào)用和服務(wù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入、訪問與管理。

（三）平臺服務(wù)層連接數(shù)據(jù)層與業(yè)務(wù)應(yīng)用層，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)架構(gòu)和數(shù)據(jù)解析服務(wù)、空間信息服務(wù)，實現(xiàn)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的訪問并進(jìn)行監(jiān)控，保證了系統(tǒng)正常的運行。

（四）應(yīng)用層具體業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)層面，提供包括遙感監(jiān)管、AloT監(jiān)管、環(huán)境治理、生態(tài)環(huán)保以及公眾推廣等功能。

（五）客戶端層

系統(tǒng)的最終具體的展示平臺，目前支持PC、移動終端、大屏等多種設(shè)備。

三、 系統(tǒng)特點

（一）高精度遙感技術(shù)

飛燕三維生態(tài)環(huán)保平臺是基于高精度的遙感數(shù)據(jù)建立的。通過衛(wèi)星影像、航空遙感、無人機(jī)航測等多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，保證了平臺所需的真彩色影像、彩虹外、高光譜、點云等各類型數(shù)據(jù)，并通過解譯算法對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行解析展示，實現(xiàn)生態(tài)信息的多維度監(jiān)控，助力環(huán)境治理。

（二）地理信息技術(shù)

平臺使用了行政區(qū)劃信息數(shù)據(jù)、地塊數(shù)據(jù)、排污點及污水處理設(shè)施分布以及重點保護(hù)區(qū)域分布等地理信息數(shù)據(jù)，通過空間分析、空間運算等地理信息技術(shù)，讓生態(tài)環(huán)境監(jiān)管更可靠，環(huán)境治理有據(jù)可依有理可循。

（三）空間定位技術(shù)

使用北斗或GPS系統(tǒng)獲取環(huán)境治理人員的地理位置，為空間分析提供更精準(zhǔn)的位置信息。

（四）智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

系統(tǒng)涵蓋了視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測傳感器、環(huán)境管理信息統(tǒng)計等各種數(shù)據(jù)信息，以一個平臺的形式將這些信息綜合起來，將實物與網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管。

四、 業(yè)務(wù)應(yīng)用

（一）遙感監(jiān)管

1. 植被分析

通過對不同時期遙感影像的植被情況進(jìn)行分析、比對，通過NDVI（歸一化植被指數(shù)）得出時間段內(nèi)的植被覆蓋的變化情況，并在底圖上進(jìn)行可視化處理。通過植被覆蓋及長勢情況，從側(cè)面可以觀察掌握相關(guān)的污染治理情況。

2. 黃藻易發(fā)區(qū)檢測

可以對前期獲取的航攝影像結(jié)合往年黃藻發(fā)生區(qū)域，從光譜層面篩選疑似黃藻生長區(qū)域，并在地圖上標(biāo)識，結(jié)合該區(qū)域的污染物年均值等數(shù)據(jù)，對區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測、管控。

3. 水質(zhì)變化

通過影像的高光譜信息對水體部分進(jìn)行處理、分類，結(jié)合光譜反射率對比（反射率低為污染水體）將疑似黑臭水體部分標(biāo)識為紅色，正常水體為藍(lán)色。通過不同年限的影像對比，獲取水體變化情況。

4. 排污口動態(tài)監(jiān)測

通過水下污染物檢測傳感器結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)對排污口進(jìn)行實時的監(jiān)控，從該頁面可以看到排污口污染物排放超標(biāo)情況，以及隨著時間推移，模擬污染物的擴(kuò)散情況。

（二）AloT監(jiān)管

1. 污水處理監(jiān)控

將個污水處理廠的監(jiān)控視頻畫面與地理位置關(guān)聯(lián)，可實時瀏覽各監(jiān)控畫面。

2. 重點區(qū)域監(jiān)控管理

對重點區(qū)域排工業(yè)增加值、用水量、排水量、回用后排水量等數(shù)據(jù)作監(jiān)測統(tǒng)計，可以通過并將這些數(shù)值在各工業(yè)區(qū)的分布情況以餅狀圖的形式展現(xiàn)，對重點區(qū)域的排污情況精確掌握，便于制訂相應(yīng)管理策略。

3. 水質(zhì)管理

（1）人口經(jīng)濟(jì)

生態(tài)環(huán)境的改變多數(shù)與人類活動有關(guān)。此模塊主要通過統(tǒng)計分析過去人口經(jīng)濟(jì)情況，分析預(yù)測之后的發(fā)展趨勢，并以此對生態(tài)環(huán)保治理方針做出調(diào)整。

（2）規(guī)劃削減對主要污染物進(jìn)行實時的監(jiān)控并做統(tǒng)計，查看生態(tài)環(huán)境規(guī)劃政策實行以來，污染物排放量的變化情況，以做調(diào)整修改。

（3）水質(zhì)變化針對保護(hù)水域，監(jiān)測水質(zhì)中的主要污染物變化情況，對整體水質(zhì)變化實時監(jiān)控，對變化趨勢做出預(yù)測。

（4）排放分析

污染來源主要為生活與工業(yè)排放兩種類別，對這兩種不同污染情況進(jìn)行監(jiān)控分析，預(yù)測變化趨勢，做到分類監(jiān)控、分級管理、分級治理。

（三）環(huán)境治理

新增對水土流失防治、蘆葦以及沉水植物收割、排干溝凈化等多方面環(huán)境治理措施的規(guī)劃、實施、監(jiān)控，實時監(jiān)控整年度水土流失工程防治及完成情況，對每個生態(tài)環(huán)保項目的負(fù)責(zé)人、經(jīng)費預(yù)算以及區(qū)域面積等信息進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計分析。

（四）生態(tài)環(huán)保理念宣傳

持續(xù)推進(jìn)生態(tài)環(huán)保戰(zhàn)略，提升生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，不僅要從發(fā)現(xiàn)、治理、監(jiān)控等多手段齊頭并進(jìn)，也要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)保理念的宣傳。集保護(hù)區(qū)文化、生態(tài)教育、宣傳為一體，通過三維仿真生態(tài)保護(hù)區(qū)的構(gòu)建，將保護(hù)區(qū)現(xiàn)在、歷史變遷、珍稀物種概括等一一展現(xiàn)，起到宣傳教育的意義。

通過保護(hù)區(qū)域各時期的航攝影像，從以大時間跨度向用戶直觀展示地區(qū)的歷史變遷及環(huán)境變化。并且以一張圖的形式展現(xiàn)生態(tài)保護(hù)區(qū)域內(nèi)存在的保護(hù)物種的棲息分布范圍，通過珍稀物種棲息地的監(jiān)控視頻聯(lián)接，能夠?qū)崟r觀察到棲息地的情況，并且聯(lián)動介紹珍稀物種概況，從多方面了解這些珍稀物種。

（五）公眾推廣

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動客戶端以及微信小程序等移動端應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前公眾最普遍的生活學(xué)習(xí)模式，在對公眾實現(xiàn)信息推廣方面，與微信公眾平臺對接，做到消息一鍵式發(fā)布，群眾通過手機(jī)微信隨時隨地能夠收取查看。

對內(nèi)部管理人員，借助手機(jī)操作的便捷性，實現(xiàn)移動辦公，讓領(lǐng)導(dǎo)能夠隨時進(jìn)行監(jiān)督管理，職員能夠隨時查看、處理事務(wù)，輔助日常工作。

作者簡介：鄭誠慧，飛燕航空遙感技術(shù)有限公司江蘇分公司。