陳妮 趙勇 楊凱 王靜 李健 郭子豪

［關(guān)鍵詞］水土保持；數(shù)字化改革；智慧監(jiān)管；新昌縣

［摘要］在國家持續(xù)推進(jìn)“放管服”改革和浙江省全面推進(jìn)數(shù)字化改革的背景下，新昌縣充分運(yùn)用數(shù)字賦能，構(gòu)建了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目智慧監(jiān)管體系，形成了以“天—空—地”物聯(lián)感知體系，以跨層級(jí)、跨部門數(shù)據(jù)共享方式打造數(shù)據(jù)池，以大數(shù)據(jù)分析預(yù)警精準(zhǔn)聚焦重點(diǎn)監(jiān)管項(xiàng)目，以智慧監(jiān)管駕駛艙總攬全局的水土保持監(jiān)管新格局。新昌縣水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)是水土保持行業(yè)數(shù)字化改革的一次有益探索，為水行政主管部門數(shù)字賦能、助力水土保持監(jiān)管工作提供了新的借鑒。

［中圖分類號(hào)］S157［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］C［文章編號(hào)］1000－0941（2023）03－0062－04

1建設(shè)必要性

我國正處于城市化、工業(yè)化高速發(fā)展的階段，各類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模空前，地表擾動(dòng)強(qiáng)烈，水土流失情況日益復(fù)雜和嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，嚴(yán)重影響了生態(tài)安全和生態(tài)文明建設(shè)［1］。隨著黨中央、國務(wù)院“放管服”改革的全面深入推進(jìn)，在“美麗中國”建設(shè)中，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，以嚴(yán)格責(zé)任追究為抓手，全面履行水土保持監(jiān)督管理法定職責(zé)，加強(qiáng)事中、事后監(jiān)管，切實(shí)轉(zhuǎn)變管理理念和管理方式，以及著力提升水土保持社會(huì)管理和服務(wù)水平，已刻不容緩。2021年，浙江省委、省政府對(duì)全面推進(jìn)數(shù)字化改革進(jìn)行了明確部署，在《浙江省數(shù)字化改革總體方案》中提出要“統(tǒng)籌運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字化思維、數(shù)字化認(rèn)知……對(duì)省域治理的體制機(jī)制、組織架構(gòu)、方式流程、手段工具進(jìn)行全方位系統(tǒng)性重塑”。

新昌縣是浙江省內(nèi)唯一的水土保持“天地一體化”監(jiān)管示范縣，自2015年首次運(yùn)用遙感手段開展水土保持監(jiān)管工作以來，雖積累了豐富的監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)及成果，但隨著“天地一體化”監(jiān)管工作的逐年深入，監(jiān)管效能不足的問題也逐漸暴露。具體監(jiān)管“痛點(diǎn)”體現(xiàn)為：①與強(qiáng)監(jiān)管要求有差距。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管任務(wù)繁重，水行政主管部門即使投入大量人力、物力和財(cái)力，也只勉強(qiáng)達(dá)到1～2次/a的普查監(jiān)管頻率要求，且監(jiān)管信息獲取手段耗時(shí)長、效率低、實(shí)時(shí)性差。②信息填報(bào)缺乏有效統(tǒng)籌和科學(xué)規(guī)劃。各部門、各層級(jí)信息填報(bào)均基于自身需求，導(dǎo)致信息重復(fù)填報(bào)，產(chǎn)生人力資源浪費(fèi)。另外，部門間缺乏有效的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，填報(bào)的信息無法跨部門調(diào)閱或推送，水行政部門未能實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)及建設(shè)情況，導(dǎo)致未批先建、渣土亂堆亂棄等情況時(shí)有發(fā)生。③缺乏水土流失隱患預(yù)警機(jī)制。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工期水土流失最為嚴(yán)重，現(xiàn)階段遙感監(jiān)管主要體現(xiàn)在項(xiàng)目合規(guī)性分析層面上，水土流失危害一般依靠人工經(jīng)驗(yàn)事后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致水土流失事后處理時(shí)效性差。④浙江省水土保持管理信息平臺(tái)雖錄入數(shù)據(jù)完整性較高，但功能單一，主要錄入浙江省內(nèi)已審批的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的審批信息、監(jiān)測(cè)信息和驗(yàn)收信息，只實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持業(yè)務(wù)電子化信息的填報(bào)、查看、管理等功能。

2建設(shè)目標(biāo)

為深入貫徹落實(shí)浙江省關(guān)于數(shù)字化改革的決策部署，提升生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管現(xiàn)代化水平，以《浙江省數(shù)字化改革總體方案》《浙江省水利數(shù)字化改革實(shí)施方案》為指導(dǎo)，針對(duì)新昌縣水土保持監(jiān)管工作“痛點(diǎn)”，借助物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、無人機(jī)、3S技術(shù)等，以數(shù)據(jù)全面獲取、信息實(shí)時(shí)共享、智慧監(jiān)管應(yīng)用為核心［2-3］，打造新昌縣水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)。具體建設(shè)目標(biāo)為：①建成“天—空—地”物聯(lián)感知體系，實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)督監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全覆蓋及自動(dòng)采集和快速傳輸；②打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨層級(jí)的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持信息交換共享，利用數(shù)字化手段嚴(yán)格把控生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持全過程業(yè)務(wù)［4-5］；③構(gòu)建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失預(yù)警機(jī)制，通過算法分析排查工程水土流失隱患部位，超前監(jiān)管，及時(shí)整改，避免產(chǎn)生水土流失。

3總體框架

在遵循浙江省水利數(shù)字化改革水管理平臺(tái)總體框架“四橫四縱兩端”的基礎(chǔ)上［6］，依據(jù)水利部、浙江省相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，堅(jiān)持“共享協(xié)同、實(shí)時(shí)高效”和“一體化、集約化建設(shè)”的原則，兼顧頂層設(shè)計(jì)和基層探索雙向設(shè)計(jì)思維，構(gòu)建新昌縣水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)見圖1。由圖1可知，新昌縣水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)由基礎(chǔ)設(shè)施體系、數(shù)據(jù)資源體系、應(yīng)用支撐體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用體系及標(biāo)準(zhǔn)化管理體系、平臺(tái)安全維護(hù)體系構(gòu)成。

4建設(shè)內(nèi)容

4.1多維感知，優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取手段

充分利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)航拍、5G技術(shù)、高清監(jiān)控、移動(dòng)端等手段，構(gòu)建“天—空—地”全域覆蓋的水土保持監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)水土保持智能化定位、識(shí)別、監(jiān)督和管理，并借助通信網(wǎng)絡(luò)上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)全縣水土保持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的匯集。利用高分遙感影像對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目開展全面監(jiān)管，及時(shí)掌握擾動(dòng)合規(guī)性、水土保持措施落實(shí)情況等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目“全覆蓋”監(jiān)管；通過無人機(jī)不定時(shí)地對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目渣場(chǎng)、料場(chǎng)等可能發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行巡查，實(shí)現(xiàn)“高頻次”監(jiān)管；通過在現(xiàn)場(chǎng)布置定點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)過程的“實(shí)時(shí)”監(jiān)管，主要包括工程建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)狀況、棄渣情況、災(zāi)害隱患防治效果等方面；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管時(shí)，可通過移動(dòng)信息采集設(shè)備，以最快的速度將存在水土流失問題的影像及位置信息上傳至系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”監(jiān)管。

4.2多“跨”協(xié)同，創(chuàng)建數(shù)據(jù)共享機(jī)制

根據(jù)新昌縣生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)資源的需求，依據(jù)范圍和關(guān)系，整合形成面向?qū)ο?、統(tǒng)一語義空間的數(shù)據(jù)資源，提出水土保持?jǐn)?shù)據(jù)資源目錄建設(shè)、整合入庫、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理及共享交換的技術(shù)機(jī)制［7-8］，淡化部門約束、打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨層級(jí)涉水信息全面共享和協(xié)同管理，為水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。共享交換的數(shù)據(jù)見表1。

4.3智能分析，構(gòu)建精準(zhǔn)預(yù)警模型

基于水土保持?jǐn)?shù)字化、智慧化理念［2-3，9-11］，針對(duì)預(yù)防水土流失隱患缺乏預(yù)警機(jī)制技術(shù)難題，構(gòu)建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目合規(guī)性、敏感性、重點(diǎn)部位水土流失隱患三大監(jiān)管指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并基于IoT+GIS+RS+AI融合技術(shù)研發(fā)三大監(jiān)管指標(biāo)預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)水土流失隱患預(yù)警及時(shí)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)推送整改通知，形成“事前有預(yù)防、事中能處置、事后可跟蹤”的監(jiān)管流程，支撐水行政主管部門進(jìn)行監(jiān)管決策。

4.3.1生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目合規(guī)性分析

基于《水利部生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案變更管理規(guī)定（試行）》（以下簡稱《管理規(guī)定》）和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持信息化監(jiān)管技術(shù)規(guī)定（試行）》（以下簡稱《技術(shù)規(guī)定》）的各項(xiàng)指標(biāo)要求，結(jié)合日常監(jiān)管需求，構(gòu)建各項(xiàng)指標(biāo)合規(guī)性分析模型。對(duì)于單個(gè)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，借助合規(guī)性分析模型，根據(jù)單項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)率（監(jiān)測(cè)值與設(shè)計(jì)值的絕對(duì)差值占設(shè)計(jì)值的百分比）或變化量（某監(jiān)測(cè)對(duì)象監(jiān)測(cè)值的累積變化量）對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)管預(yù)警（見圖2），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目預(yù)警對(duì)象信息的綜合展示，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理不合規(guī)問題。

4.3.2生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目敏感性評(píng)價(jià)

根據(jù)《管理規(guī)定》《技術(shù)規(guī)定》等的要求，建立水土流失敏感性等級(jí)分析模型，基于生態(tài)保護(hù)紅線、水土保持兩區(qū)等敏感區(qū)數(shù)據(jù)，確定項(xiàng)目是否落在敏感區(qū)的安全輻射范圍，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)過程中的水土保持敏感性評(píng)價(jià)（見圖3），并將評(píng)價(jià)結(jié)果以列表的形式呈現(xiàn)給水行政部門，支持定位查看，降低或避免生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失潛在影響及危險(xiǎn)。

4.3.3生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目重點(diǎn)部位水土流失隱患評(píng)價(jià)

通過在系統(tǒng)中部署棄渣場(chǎng)水土流失隱患評(píng)價(jià)模型，根據(jù)每一期無人機(jī)三維模型獲取的模型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)棄渣場(chǎng)水土流失隱患在線評(píng)價(jià)（見圖4）。棄渣場(chǎng)水土流失隱患風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為重大隱患、中等隱患、無隱患。對(duì)存在重大隱患的棄渣場(chǎng)系統(tǒng)自動(dòng)通知水行政主管部門負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人可通過共享的智慧工地查看現(xiàn)場(chǎng)視頻，實(shí)現(xiàn)棄渣場(chǎng)“遠(yuǎn)程監(jiān)管+智能預(yù)警+人工輔助”的監(jiān)管模式。

4.4生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目棄渣實(shí)時(shí)追蹤

與紹興市綜合執(zhí)法局公共監(jiān)管平臺(tái)共享?xiàng)壴鼒?chǎng)運(yùn)渣信息，獲取新昌縣渣土車實(shí)時(shí)運(yùn)渣路徑和運(yùn)渣量信息，通過后臺(tái)處理，將渣土車運(yùn)渣信息歸集到各在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中。水行政主管部門可及時(shí)掌握各生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)及累計(jì)出渣量、收渣量（見圖5），關(guān)注棄渣走向是否與水土保持方案一致。另外，將出渣量與已審批的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目清單比對(duì)，可智能發(fā)現(xiàn)未批先建的項(xiàng)目，作為違法堆渣行政處罰的依據(jù)。

4.5大數(shù)據(jù)展示，打造實(shí)時(shí)指揮平臺(tái)

新昌縣水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)在有效清洗、匯聚水土保持監(jiān)管數(shù)據(jù)的同時(shí)，打造水土保持智慧監(jiān)管“駕駛艙”（見圖6），實(shí)現(xiàn)全天候、多業(yè)務(wù)、多維度的水土保持監(jiān)管，有助于水行政主管部門對(duì)所管轄區(qū)域生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持全過程的實(shí)時(shí)、量化和智能化管理，出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)，可及時(shí)做出科學(xué)、精準(zhǔn)的決策和判斷。

4.5.1整合數(shù)據(jù)資源

新昌縣水土保持智慧管理系統(tǒng)整合了流程監(jiān)管和智能監(jiān)管兩大業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其中流程監(jiān)管包括“三同時(shí)”制度落實(shí)情況、監(jiān)督檢查結(jié)果、項(xiàng)目監(jiān)測(cè)情況，智能監(jiān)管包括“天地一體化”監(jiān)管結(jié)果、無人機(jī)監(jiān)管結(jié)果、重點(diǎn)監(jiān)管決策。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值及應(yīng)用點(diǎn)，形成“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的可視化信息界面。

4.5.2打造指數(shù)窗口

為量化評(píng)價(jià)水行政主管部門對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)管成效，構(gòu)建了項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)覆蓋率、問題整改率、檢查覆蓋率、管控時(shí)效率4項(xiàng)指標(biāo)，數(shù)據(jù)清洗后，各項(xiàng)監(jiān)管數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)換成直觀的指數(shù)窗口，以幾何圖形、圖表或其他直觀形象方式顯示。

5結(jié)語

新昌縣以數(shù)字化為驅(qū)動(dòng)，以水土保持信息采集全面化、業(yè)務(wù)管理精細(xì)化、決策分析智能化為目標(biāo)，建設(shè)了面向業(yè)務(wù)管理、領(lǐng)導(dǎo)決策的水土保持智慧監(jiān)管系統(tǒng)。借助該系統(tǒng)，新昌縣實(shí)現(xiàn)了水土保持工作從事后處理向“事前有預(yù)防、事中能處置、事后可跟蹤”的工作模式轉(zhuǎn)變，有效降低了水土流失風(fēng)險(xiǎn)，支撐了水行政主管部門全過程高效化、精準(zhǔn)化和智能化監(jiān)管。該系統(tǒng)自2019年投入使用，已預(yù)警生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持不合規(guī)信息27條、棄渣場(chǎng)水土流失隱患信息3條，系統(tǒng)的預(yù)警機(jī)制助力新昌縣連續(xù)3a在水利部水土保持遙感監(jiān)管調(diào)查中違規(guī)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量為0，取得了顯著成效。另外，該系統(tǒng)具有良好的開放性和兼容性，后續(xù)將進(jìn)一步深化智能分析決策業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管問題和預(yù)警信息的智能會(huì)商決策。

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［作者簡介］陳妮（1988—），女，浙江諸暨人，高級(jí)工程師，博士，主要從事水土保持信息化研究工作。［收稿日期］2022-12-18

（責(zé)任編輯張緒蘭）