王冬梅，萬 駿，宋瑞平

(1.江蘇省水利科學(xué)研究院，江蘇 南京 210017； 2.江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇 淮安 223100)

遙感技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于國土、水域等各領(lǐng)域監(jiān)測中，但是水域的應(yīng)用多以低分辨率為主，大多用于進行河湖演變分析等方面[1-4]，對水域范圍開發(fā)利用的監(jiān)測較少。江蘇河湖眾多，大型河道、湖泊和水庫周邊地形較為復(fù)雜，水陸交界處多植被、圈圩和圍網(wǎng)，車船難行，人工巡查很難到達，導(dǎo)致違法占用頻發(fā)，難以及時查處。高分遙感技術(shù)因其分辨率高，能夠分辨小型圈圩、違建等較小變化，不受地形限制，在2009年引入江蘇水利河湖管理工作中。開始以湖泊為試點，對全省太湖、洪澤湖等13個大型重點湖泊進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了較多水域違法占用；之后2011年以長江江蘇段為試點，取得較好的效果后，逐年推廣到18條重點河道；2014年推廣應(yīng)用到大型水庫。實行河湖長制后，對接省級河湖長管理要求，進一步擴大監(jiān)測范圍，監(jiān)測成果為河湖“二違、三亂”治理、河湖長效管理與保護提供基礎(chǔ)信息和違法查處依據(jù)。

1 監(jiān)測對象及范圍

目前監(jiān)測對象覆蓋包括省級領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任河湖長的23條河道岸線長度6 189 km、15個湖泊管理范圍約8 467 km2和49座大中型水庫。監(jiān)測的河湖庫分散于江蘇全省，交叉形成水網(wǎng)，數(shù)量多、面積大，其中水庫分布較為集中在南京市、淮安市、徐州市和連云港市。

監(jiān)測范圍：湖泊以《江蘇省湖泊保護規(guī)劃》勘界設(shè)樁的保護范圍和蓄水范圍為界，河道以江蘇省河道管理條例規(guī)定的范圍為界，水庫以江蘇省水庫管理條例規(guī)定的水庫管理范圍(校核洪水位以下)為界。

2 數(shù)據(jù)獲取

自2009年以來，隨著國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)增多，不斷嘗試以高分辨率和低成本獲取多種數(shù)據(jù)源，有日本ALOS衛(wèi)星影像、CBERS中巴資源衛(wèi)星02C、高分二號衛(wèi)星GF-2等影像數(shù)據(jù)。因為航拍數(shù)據(jù)分辨率遠遠高于衛(wèi)星數(shù)據(jù)分辨率，在江蘇省基礎(chǔ)測繪有江蘇全省航拍計劃的年份優(yōu)先采購全省航拍數(shù)據(jù)，局部應(yīng)急監(jiān)測和調(diào)查采用無人機自行航拍補充。其他輔助空間數(shù)據(jù)包括全省水系圖、行政區(qū)劃圖等。

3 高分遙感監(jiān)測流程

江蘇省河湖庫高分遙感監(jiān)測主要工作內(nèi)容為影像處理、監(jiān)測分析、現(xiàn)場核查、成果會商等。

3.1 影像處理

對未經(jīng)校正的影像，需要進行影像幾何校正。選取控制點的原則為：(1)特征明顯，如道路、水系交叉點等；(2)數(shù)量足夠，一般選取控制點20～30個；(3)分布均勻，控制點應(yīng)分布均勻，不應(yīng)集中在某一區(qū)域，控制點選好后，開展幾何校正，幾何校正的精度在1個像元內(nèi)。

3.2 監(jiān)測分析

(1)變化提?。豪玫乩硇畔⑾到y(tǒng)軟件，采用目視解譯的方法，通過影像判讀、綜合分析，提取兩期影像中監(jiān)測范圍內(nèi)的變化。湖泊、水庫因水位年度變化較大，查詢影像獲取日期對應(yīng)的水位，結(jié)合水位和影像進行判讀和分析，初步排除水位漲落引起的影像紋理變化。

(2)變化編碼：根據(jù)變化所在監(jiān)測范圍內(nèi)的位置，按照一定順序編碼，湖泊、水庫一般為順時針方向編碼，河道兩岸從上游向下游的次序依次編碼，河湖庫編碼統(tǒng)一為四位序號。

(3)形成外業(yè)核查材料：主要包括遙感監(jiān)測對比圖、河湖庫變化點空間分布圖、外業(yè)核查現(xiàn)場調(diào)查表。

3.3 現(xiàn)場核查反饋

現(xiàn)場核查主要內(nèi)容為現(xiàn)場核查、資料復(fù)核、確定初步處理意見。根據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)變化圖和坐標(biāo)，在現(xiàn)場確定該項目位置，填寫現(xiàn)場核查表，包括項目名稱、建設(shè)單位、所屬縣(市、區(qū))、建成時間、項目批復(fù)情況、現(xiàn)場核查核實人員及單位、是否為永久建筑、調(diào)查時間等信息，拍攝現(xiàn)場照片、視頻，收集項目有關(guān)資料。各級水行政主管部門分別對管轄范圍內(nèi)的變化圖信息進行逐個復(fù)核，確定初步處理意見后，逐級匯總上報。

3.4 成果會商

省市縣各級水行政主管部門與調(diào)查人員一起，對每處變化信息進行會商，確定最終處理意見，違法占用情況屬實的定性為違法點，根據(jù)項目規(guī)模和影響確定項目違法性質(zhì)和類型，匯總以月報、半年報等形式進行通報。新增變化點與歷年變化點、違法點是否屬于同一個項目或者是同一個主體的連續(xù)性違法項目，屬于同一個項目或者主體的合并通報。

4 監(jiān)測成果分析

4.1 總體監(jiān)測情況

2014—2018年，河湖庫管理范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)變化點 18 778處(圖1)，其中湖泊 6 643處、河道 8 831處、水庫 3 536處；經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查核實后，會商確定的違法點 5 525處，其中湖泊 1 969處、河道 2 369處、水庫 1 717處。隨著河湖管理和保護力度加大，近年來逐年呈下降趨勢。

圖1 河湖庫年度總體監(jiān)測情況

4.2 湖泊監(jiān)測情況

在監(jiān)測的15個重點湖泊中，面積較大的有太湖、洪澤湖和里下河腹部地區(qū)湖泊湖蕩(以下簡稱里下河湖區(qū))。近5年來，共發(fā)現(xiàn)變化6 643處(圖2)，其中確認違法的有1 939處；發(fā)現(xiàn)變化較多的為洪澤湖、里下河湖區(qū)、駱馬湖等湖泊，分別為2 055處、1 908處和478處；違法點較多的湖泊為里下河湖區(qū)、洪澤湖和駱馬湖，分別為670處、588處和180處。里下河違法占用多以房屋、光伏為主，洪澤湖多以圈圩、魚塘看護房為主，駱馬湖多以圈圩為主。

圖2 重點湖泊2014—2018年監(jiān)測結(jié)果

4.3 河道監(jiān)測情況

在監(jiān)測的23個重點河道中，岸線較長的有長江江蘇段干流、京杭運河和通榆河等。近5年來，共發(fā)現(xiàn)變化8 599處(圖3)，其中確認違法的有2 369處；發(fā)現(xiàn)變化較多的為長江江蘇段干流、京杭運河和廢黃河等河道，分別為2436處、1 161處和663處；違法點較多的河道為長江江蘇段干流、京杭運河和通榆河，分別為584處、293處和286處。長江江蘇段干流違法占用多以房屋、碼頭為主，京杭運河多以碼頭、堆場、房屋為主，通榆河多以小型橋梁、碼頭、房屋 為主。

圖3 重點河道2014—2018年監(jiān)測結(jié)果

4.4 水庫監(jiān)測情況

在監(jiān)測的49座大中型水庫中，面積較大的有石梁河水庫、安峰山水庫和小塔山水庫等。近5年來，共發(fā)現(xiàn)變化3 536處(圖4)，其中確認違法的有1 217處；發(fā)現(xiàn)變化較多的為石梁河水庫、安峰山水庫和阿湖水庫，分別為438處、213處和167處；違法點較多的水庫為石梁河水庫、安峰山水庫和高塘水庫，分別為293處、76處和74處。石梁河水庫違法占用多以砂場為主，安峰山水庫多以房屋、養(yǎng)殖場為主，高塘水庫多以養(yǎng)殖場、房屋沙場為主。

圖4 大中型水庫2014—2018年監(jiān)測結(jié)果

5 結(jié) 語

江蘇在河湖管理中率先引入遙感監(jiān)測并取得成功應(yīng)用的實踐，解決了河湖庫水域違法占用因地形、經(jīng)費等原因不能全面排查發(fā)現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)了大量水域違法占用，也為河湖“二違、三亂”提供了數(shù)據(jù)支撐。遙感監(jiān)測涉及多年歷史影像對比分析，加之現(xiàn)場調(diào)查圖照信息，形成了海量數(shù)據(jù)，查詢和管理困難。在此基礎(chǔ)上，基于3S技術(shù)，融合海量數(shù)據(jù)，設(shè)計了江蘇高分遙感水域監(jiān)測云平臺，實現(xiàn)水域高分遙感監(jiān)測、調(diào)查、處理等全過程進行信息化管理，為全省提供水域空間信息云服務(wù)。

目前遙感監(jiān)測范圍依據(jù)管理要求基于堤線在圖上確定的，與實際管理范圍有一定誤差，下一步河湖劃界工作完成后，將作為遙感監(jiān)測的范圍準(zhǔn)確依據(jù)，進一步提升監(jiān)測工作的準(zhǔn)確性。盡管近年有減少的趨勢，但是河湖開發(fā)利用隨著我省社會經(jīng)濟的發(fā)展在不斷發(fā)生變化，進行不間斷的長期監(jiān)測，不斷積累歷史數(shù)據(jù)，才能追溯違法占用的整個變化過程，保障河湖長效管護效果。