飲用水水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)衛(wèi)星遙感監(jiān)察技術(shù)研究

姚延娟 劉思含 高彥華 王 晨

(環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094)

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飲用水水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)衛(wèi)星遙感監(jiān)察技術(shù)研究

姚延娟 劉思含 高彥華 王 晨

(環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094)

飲用水安全是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和人體健康的重要因素。快速準(zhǔn)確地確定飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的高爾夫球場(chǎng)空間分布信息，以信息化手段輔助水源地安全現(xiàn)場(chǎng)檢查以提高監(jiān)查效能，是飲用水源地保護(hù)區(qū)環(huán)境監(jiān)察的關(guān)鍵。本文基于高空間分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，首次提出了高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)分類體系，并構(gòu)建高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星遙感的水源保護(hù)區(qū)內(nèi)高爾夫球場(chǎng)分布信息提取，以及對(duì)球場(chǎng)各組成要素的空間定位和面積計(jì)算。基于水源地保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的高爾夫球場(chǎng)空間分布信息、水源地保護(hù)區(qū)邊界信息、行走路線等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集等多源信息的現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)集成與顯示，可為水源地保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察提供有效的數(shù)據(jù)與技術(shù)支持。

飲用水源；水源保護(hù)區(qū)；高爾夫球場(chǎng)；衛(wèi)星遙感

1 引 言

飲用水安全是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和人體健康的重要因素，保障飲用水安全是維護(hù)廣大人民群眾根本利益的基本要求。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視飲用水安全保障工作。提供給千家萬(wàn)戶的自來(lái)水質(zhì)量與水源地提供的原水水質(zhì)緊密相關(guān)，原水保護(hù)具有極佳的經(jīng)濟(jì)效益和較小的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，是飲水安全保障的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在，水源地保護(hù)對(duì)于保障飲用水安全具有重要意義。《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃》、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等都將飲用水水源保護(hù)作為重點(diǎn)，對(duì)水源地環(huán)境管理工作明確了具體任務(wù)和要求。

水源地環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，為從源頭上加大飲用水安全的保障水平，防治飲用水水源地污染、保證水源地環(huán)境質(zhì)量，各級(jí)政府對(duì)為人民群眾生活供水水源的水源地劃定特殊保護(hù)的一定面積的水域和陸域即水源保護(hù)區(qū)。集中式飲用水水源地(包括備用的和規(guī)劃的)都應(yīng)設(shè)置飲用水水源保護(hù)區(qū)；飲用水水源保護(hù)區(qū)一般劃分為一級(jí)保護(hù)區(qū)和二級(jí)保護(hù)區(qū)，必要時(shí)可增設(shè)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。我國(guó)對(duì)于水源保護(hù)區(qū)范圍實(shí)施嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)管。水源保護(hù)區(qū)的劃定為水源地水質(zhì)保護(hù)提供了基本保障，如何真正落實(shí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)各項(xiàng)環(huán)保要求已成為水源地水質(zhì)保護(hù)的工作重點(diǎn)。

《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)水污染防治法》都規(guī)定：禁止在飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置排污口，禁止在飲用水水源一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建與供水設(shè)施和保護(hù)水源無(wú)關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目；禁止在飲用水水源二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建排放污染物的建設(shè)項(xiàng)目；禁止在飲用水水源準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、擴(kuò)建對(duì)水體污染嚴(yán)重的建設(shè)項(xiàng)目。2015年4月發(fā)布的“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃(水十條)” 第(二十四)款要求“保障飲用水水源安全，要求依法清理飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)違法建筑和排污口”。可能向飲用水水源地釋放有毒有害物質(zhì)，造成飲用水水源水質(zhì)惡化的污染源稱為水源地風(fēng)險(xiǎn)源[1，2]。《集中式飲用水水源環(huán)境保護(hù)指南(試行)》要求對(duì)飲用水源地的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行控制與管理，這就需要對(duì)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的所有風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行全面調(diào)查，并將識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)源建檔立案，一源一檔，實(shí)施分級(jí)分類動(dòng)態(tài)管理，并及時(shí)更新有關(guān)信息。

高爾夫(GOLF)運(yùn)動(dòng)在20世紀(jì)傳入我國(guó)，高爾夫球是一項(xiàng)與大自然親密接觸的運(yùn)動(dòng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和改革開(kāi)放的不斷深入，高爾夫球運(yùn)動(dòng)在我國(guó)迅速普及和發(fā)展。大量建設(shè)高爾夫球場(chǎng)有許多弊端，除了需巨額投資和占用大量寶貴土地之外，日常維護(hù)管理需要大量澆水，消耗寶貴的水資源，高爾夫球場(chǎng)綠化區(qū)(特別是草坪)在天氣干旱的季節(jié)需要大量水補(bǔ)充，生長(zhǎng)期長(zhǎng)、葉面積大、生長(zhǎng)速度快、根系發(fā)達(dá)的草坪綠地，需水量更大；對(duì)北方缺水地區(qū)，高爾夫球場(chǎng)對(duì)水資源的消耗嚴(yán)重[3]。高爾夫球場(chǎng)對(duì)果嶺、發(fā)球臺(tái)場(chǎng)地的草種、草色要求極為嚴(yán)格，為使人工種植的草坪保持新綠，不長(zhǎng)雜草，不生病蟲(chóng)害，必須施用較多數(shù)量的化肥、農(nóng)藥，所需化學(xué)藥品可多達(dá)50種[4，5]。通常一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的高爾夫球場(chǎng)草坪和樹(shù)木占整個(gè)球場(chǎng)面積的70%左右，所有的草坪和樹(shù)木都要人工進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，其中氮肥和磷肥，以及球場(chǎng)常用的多菌靈、百菌清、五氯硝基苯和吠喃丹等化肥和農(nóng)藥通過(guò)球場(chǎng)的排水口流入附近的河流、水庫(kù)等水體中造成污染。大量施肥，噴灑殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑等化學(xué)藥品，嚴(yán)重污染土壤，污染地表和地下水源。球場(chǎng)開(kāi)業(yè)年限越長(zhǎng)，其影響或者潛在威脅周邊水體環(huán)境的可能性越大[6]。此外，高爾夫球場(chǎng)同時(shí)存在破壞生態(tài)平衡、影響生物多樣性、降低生態(tài)承載力、影響城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

水源保護(hù)區(qū)范圍大且具有空間分布的特點(diǎn)，完全基于地面調(diào)查手段對(duì)影響水質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行詳查的工作量巨大，而環(huán)境管理所需的動(dòng)態(tài)持續(xù)更新則更為困難。占地面積大是高爾夫運(yùn)動(dòng)最基本的特點(diǎn)，目前有些高爾夫球場(chǎng)使用農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑超標(biāo)，有些球場(chǎng)建設(shè)在水源上游，對(duì)飲用水造成一定影響，高爾夫球場(chǎng)屬于高風(fēng)險(xiǎn)污染行業(yè)，環(huán)境安全隱患較大。準(zhǔn)確、及時(shí)掌握飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的占地面積巨大的高爾夫球場(chǎng)分布及動(dòng)態(tài)變化是開(kāi)展環(huán)境監(jiān)察的基礎(chǔ)，本文首先創(chuàng)建高爾夫球場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)高分衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，其次提出并開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)端的水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法技術(shù)支持系統(tǒng)[2]，為水源保護(hù)區(qū)內(nèi)高爾夫球場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)監(jiān)察提供技術(shù)支持，提高水源地高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察效率。

2 飲用水水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系構(gòu)建

由于高爾夫球場(chǎng)各組成要素空間尺度較小，開(kāi)展高爾夫球場(chǎng)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)需要基于高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行。在構(gòu)建球場(chǎng)各組分遙感分類體系的基礎(chǔ)上，采用面向?qū)ο蟮男畔⑻崛》椒ǎ瑢?duì)高爾夫球場(chǎng)空間分布及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)；并通過(guò)移動(dòng)端的水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法技術(shù)支持系統(tǒng)，將球場(chǎng)空間遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)用于高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察。

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

高爾夫球場(chǎng)空間分布遙感信息提取以2 米空間分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，本研究以GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)為主，輔以SPOT5、ZY1-02C和ZY-3等衛(wèi)星數(shù)據(jù)，參考Google Earth影像數(shù)據(jù)，所有空間數(shù)據(jù)的投影及后續(xù)制圖均采用Albers-Krasovsky等面積投影。高分一號(hào)衛(wèi)星(GF-1)是一顆高分辨率對(duì)地觀測(cè)應(yīng)用衛(wèi)星，是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)的首發(fā)星，配置了2臺(tái)2米分辨率全色/8米分辨率多光譜相機(jī)和，4臺(tái)16米分辨率多光譜寬幅相機(jī)。高爾夫球場(chǎng)識(shí)別應(yīng)用2米全色與8米多光譜相機(jī)數(shù)據(jù)，相機(jī)具體指標(biāo)見(jiàn)表1所示，在對(duì)全色與多光譜數(shù)據(jù)大氣糾正、幾何糾正、影像融合的基礎(chǔ)上，進(jìn)行專題信息提取。

表1 GF-1衛(wèi)星有效載荷技術(shù)指標(biāo)

2.2 高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)分類體系構(gòu)建

高爾夫球場(chǎng)分布示意圖如下，通常由發(fā)球臺(tái)、球道、果嶺、障礙區(qū)(沙坑、水池、河流、樹(shù)叢)、標(biāo)志樹(shù)及其它功能性場(chǎng)所構(gòu)成。

圖1 高爾夫球場(chǎng)分布示意圖

發(fā)球臺(tái)形狀多種多樣，以長(zhǎng)方形，正方形、橢圓形為常見(jiàn)，另外還多用半圓形、圓形、S形、L形等。一般面積為30～150平方米，較周圍高0.3～1.0米，以利于排水并增加擊球者的可見(jiàn)性，表面為修剪過(guò)的短草。球道一般長(zhǎng)為90～550米，寬30～55米不等，南北方面是較理想的方向。果嶺是高爾大球場(chǎng)的關(guān)鍵區(qū)域，每個(gè)果嶺的大小、造型、輪廓和周邊的沙坑都各具特色，果嶺草坪高度要求在5.0～6.4毫米之間，表面均勻，光滑。障礙區(qū)一般由沙坑、水池，樹(shù)叢組成，其目的是用來(lái)懲罰運(yùn)動(dòng)員的不準(zhǔn)確擊球，沙坑一般占地面積為140～380平方米，有的沙坑可高達(dá)2400平方米左右，大多數(shù)18洞高爾夫球場(chǎng)有40-80個(gè)沙坑，根據(jù)打球需要和設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想來(lái)確定；水池不僅是擊球的障礙，同時(shí)還可起到很好的造景作用。高爾夫球場(chǎng)中的標(biāo)志樹(shù)是為使高樂(lè)夫球手在擊球時(shí)能夠計(jì)算出球落點(diǎn)的位置，常在距發(fā)球臺(tái)50、100、150、200碼(1碼=0.9144米)的位置上栽植，可在50、150碼處栽植單棵大樹(shù)或小樹(shù)，在100、200碼處栽植兩棵大樹(shù)或小樹(shù)，使擊球手容易判斷球落地的距離。除去上述涉及的方面以外，高爾夫球場(chǎng)一般還要包括練習(xí)場(chǎng)、會(huì)館以及休息亭等等。

根據(jù)高爾夫球場(chǎng)的構(gòu)成及高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)可識(shí)別地表目標(biāo)類別，構(gòu)建高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)分類體系如表2所示。

表2 高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)分類體系

2.3 高爾夫球場(chǎng)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

不同空間分辨率遙感數(shù)據(jù)具有不同的光譜特征與空間紋理特征[7]，需要采用合適的分類方法才能達(dá)到需要的分類效果，傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)模式的方法與面向?qū)ο蟮姆诸惙椒叭斯つ恳暯庾g方法都有各自的適用范圍[8-15]。本研究根據(jù)高爾夫球場(chǎng)分布遙感監(jiān)測(cè)所用衛(wèi)星數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ǎ谲浖诸惖幕A(chǔ)上，加入人工判讀，開(kāi)展研究區(qū)的高爾夫球場(chǎng)分布遙感監(jiān)測(cè)。

高空間分辨率遙感影像解譯結(jié)果具有較高可信度，常常是用來(lái)做實(shí)地驗(yàn)證的替代方案。本研究基于高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展高爾夫球場(chǎng)分布信息提取工作，從理論上講，精度是得以保證，此外，我們針對(duì)隨機(jī)選擇幾類地物開(kāi)展了分類算法精度驗(yàn)證，從上述地表類型分類結(jié)果的實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果(見(jiàn)圖2)來(lái)看，解譯結(jié)果與實(shí)地情況一致，可以確定該研究的解譯結(jié)果真實(shí)可信。

注：左圖為全色與多光譜融合高分影像，空間分辨率為2m，右圖為實(shí)地照片圖2 高空間分辨率遙感影像與實(shí)地情況對(duì)比

2.4 水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察技術(shù)

水源地環(huán)境監(jiān)察是在水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的執(zhí)法活動(dòng)，旨在督促和檢查相關(guān)法律法規(guī)以及管理制度措施的落實(shí)情況，與宏觀生態(tài)環(huán)境管理相比，飲用水源保護(hù)區(qū)環(huán)境監(jiān)察更為微觀、具體，強(qiáng)調(diào)“現(xiàn)場(chǎng)”和“處理”兩個(gè)概念。水源地生態(tài)環(huán)境監(jiān)察工作覆蓋范圍廣，存在專職監(jiān)察人員少以及監(jiān)察裝備落后等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了水源地生態(tài)環(huán)境監(jiān)察工作的深入開(kāi)展，總體來(lái)看，我國(guó)水源地生態(tài)環(huán)境監(jiān)察仍處于起步階段，迫切需要利用高新技術(shù)提高現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法監(jiān)查效率。

現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法呈現(xiàn)顯著的“移動(dòng)性”特征，移動(dòng)執(zhí)法終端無(wú)疑是各級(jí)環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法人員的理想執(zhí)法工具，目前硬件技術(shù)的發(fā)展為移動(dòng)執(zhí)法提供了條件。為提高水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法監(jiān)查工作效率，我們開(kāi)展了面向水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境執(zhí)法的任務(wù)要求和衛(wèi)星遙感應(yīng)用需求分析，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法監(jiān)查系統(tǒng)平臺(tái)，該系統(tǒng)平臺(tái)在利用衛(wèi)星影像提取飲用水源地保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)空間分布的基礎(chǔ)上，結(jié)合平板電腦的出色便攜性，能夠迅速展現(xiàn)水源地保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法所需要的空間信息。該平臺(tái)集成遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)和定位技術(shù)，基于Android操作系統(tǒng)的平板電腦，將GPS導(dǎo)航定位功能、數(shù)碼相機(jī)拍照功能以及野外現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集錄入等功能有機(jī)整合，為水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法監(jiān)查提供了全新技術(shù)手段[3]。

總體來(lái)看，基于平板電腦的飲用水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的快速采集和“圖屬”一體化的業(yè)務(wù)集成，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取的高爾夫球場(chǎng)分布信息及水源地保護(hù)區(qū)邊界[16]信息有機(jī)融合、應(yīng)用于水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)查，同時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)信息信息，解決了以往水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)查目標(biāo)性不強(qiáng)和目標(biāo)位置不易確定等問(wèn)題。

水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)可以在現(xiàn)場(chǎng)巡查時(shí)，根據(jù)具體情況，進(jìn)行位置信息、圖片信息及音頻信息的現(xiàn)場(chǎng)采集，該功能可以解決應(yīng)急狀態(tài)的信息采集，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法是非常必要的功能，圖3為水源地保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)查信息采集工作界面。

圖3 水源地保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)查信息采集工作界面

水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巡查路線進(jìn)行自動(dòng)記錄，圖4就是現(xiàn)場(chǎng)行走路線記錄界面，通過(guò)固定時(shí)間間隔與確定距離兩種方式，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)行走的路線進(jìn)行記錄，后期可以對(duì)巡查路線進(jìn)行導(dǎo)出分析等處理。

圖4 水源地風(fēng)險(xiǎn)源現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法軌跡示意圖

另外，該系統(tǒng)還可以在移動(dòng)端查看基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取的風(fēng)險(xiǎn)源信息，提前確定高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢查目的地，并且，現(xiàn)場(chǎng)巡查時(shí)，可以依據(jù)GPS定位，直觀明確的確定高爾夫球場(chǎng)分布與水源地保護(hù)區(qū)位置關(guān)系，進(jìn)而對(duì)球場(chǎng)對(duì)水源地影響進(jìn)行定性判斷，為現(xiàn)場(chǎng)決策提供技術(shù)支持。

目前，該系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在環(huán)保部門開(kāi)展的水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)空間分布現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)查工作中，系列應(yīng)用實(shí)踐證明該平臺(tái)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，解譯精度準(zhǔn)確，獲取執(zhí)法信息快速可靠，為執(zhí)法人員提供了準(zhǔn)確及時(shí)的信息服務(wù)，切實(shí)提高了水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的工作效率，可成為未來(lái)水源地保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法必備的技術(shù)支撐平臺(tái)。

3 飲用水水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范

本文以某飲用水源地保護(hù)區(qū)為應(yīng)用示范區(qū)，通過(guò)對(duì)水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)高爾夫球場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，并通過(guò)水源保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察執(zhí)法系統(tǒng)，為環(huán)保部門高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢查提供數(shù)據(jù)與技術(shù)支持。圖5為高爾夫球場(chǎng)分布遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果，從圖上可以看出，基于高分衛(wèi)星影像，球場(chǎng)主標(biāo)志區(qū)、障礙區(qū)-沙坑、障礙區(qū)-水體、功能性場(chǎng)所-會(huì)所等球場(chǎng)空間分布均可以通過(guò)遙感解譯進(jìn)行識(shí)別和監(jiān)測(cè)，獲取球場(chǎng)各區(qū)域的空間分布可以有效引導(dǎo)環(huán)境執(zhí)法人員的高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢查工作。圖6為高爾夫球場(chǎng)分布與飲用水源保護(hù)區(qū)空間關(guān)系示意圖，由圖可以看出，球場(chǎng)全部區(qū)域分布于飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，且距離水源地水體較近。圖7為水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察技術(shù)的具體應(yīng)用情況，首先基于高分衛(wèi)星影像獲取高爾夫球場(chǎng)空間分布信息，通過(guò)水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)，將室內(nèi)監(jiān)測(cè)信息帶到檢查現(xiàn)場(chǎng)，采集現(xiàn)場(chǎng)行走路線數(shù)據(jù)等新的信息，輔以水源地保護(hù)區(qū)邊界等進(jìn)行多信息協(xié)同的綜合分析，為水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察提供有效的數(shù)據(jù)及技術(shù)支持。

圖5 高爾夫球場(chǎng)分布遙感監(jiān)測(cè)圖

圖6 高爾夫球場(chǎng)與水源保護(hù)區(qū)關(guān)系示意圖

圖7 高爾夫球場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察技術(shù)示意圖

4 結(jié)論與展望

飲用水源地現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察工作中，除排污口等固定源類風(fēng)險(xiǎn)有“據(jù)”可查外，高爾夫球場(chǎng)等其它風(fēng)險(xiǎn)源常因?yàn)槟繕?biāo)與位置不明確而使得對(duì)其開(kāi)展環(huán)境監(jiān)察工作的可操作性差。本文探索了基于高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取水源保護(hù)區(qū)內(nèi)高爾夫球場(chǎng)信息的技術(shù)方法，對(duì)球場(chǎng)主標(biāo)志區(qū)、沙坑和水體等障礙區(qū)、會(huì)館和停車場(chǎng)等功能性場(chǎng)所等球場(chǎng)主要區(qū)域的面積、具體空間位置及其與水源地保護(hù)區(qū)相互關(guān)系進(jìn)行了分析，并基于典型高爾夫球場(chǎng)內(nèi)地表類型解譯結(jié)果，對(duì)所建立的技術(shù)方法進(jìn)行了精度驗(yàn)證，結(jié)果表明，本文所建立的面向飲用水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察的遙感解譯分類體系合理，提出的高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方法可行，應(yīng)用成效顯著，能夠有效支撐環(huán)保部門開(kāi)展飲用水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察技法工作。

針對(duì)水源地監(jiān)察執(zhí)法移動(dòng)性強(qiáng)的特征，提出了基于于平板電腦的水源地現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)平臺(tái)，綜合利用遙感信息、定位信息和地理空間信息，為解決實(shí)際水源地保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察常遇到的 “目標(biāo)及執(zhí)法點(diǎn)是否在保護(hù)區(qū)邊界內(nèi)” 等問(wèn)題提供了方法與思路。該系統(tǒng)平臺(tái)有效解決了水源地現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察目標(biāo)不明確及不易操作的難題，成為水源地及相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)察不可缺少的技術(shù)支撐，對(duì)于鞏固水源地生態(tài)建設(shè)成果，促進(jìn)水源地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外，該成果也可為其他領(lǐng)域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)察提供思路與方法借鑒。

[1]《集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)狀況評(píng)估技術(shù)規(guī)范》(HJ774-2015).

[2]姚延娟，吳傳慶，吳 迪，王雪蕾，殷守敬，馬萬(wàn)棟，飲用水源地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察技術(shù)研究，生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，29(5)：657-661.[3]江夏.保養(yǎng)草坪用水多播灑農(nóng)藥污染重.環(huán)球時(shí)報(bào)，2002-08-01.

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[16]HJ/T 338—2007《飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》.

Satellite Remote Sensing Supervision Technology Research of Golf Course in Drinking Water Source Protection Area

YAO Yanjuan GAO Yanhua LIU Sihan WANG Chen

(Satellite Environment Center，Ministry of Environmental Protection，Beijing 100094，China)

Safety of drinking water is an important factor that affects economic development，social stability and human health.There are two important issues for eco-environment supervision of the drinking water source protection.One is to determinate the spatial distribution of golf course in drinking water source protection area quickly and accurately.The other is to use the Information Technology for water source safety site inspection to improve the effectiveness of on-site monitoring.Based on the high spatial resolution satellite data and golf course supervision classification system of drinking water sources，the distribution information of golf course in the water source protection area and the spatial location and area of the various components of the golf course were also determined.Based on the on-site inspection system for drinking water source，The multi source information integration and display are realized，such as the spatial distribution information of the golf course from the remote sensing data，the boundary information of the Water source protection areas，and the walking route.The proposed method and system provides effective data and technical support for the field monitoring of the golf course in the water source area.

drinking water source；Water source protection areas；golf course；remote sensing

項(xiàng)目資助：國(guó)家自然科學(xué)基金(41271349)；高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)(民用部分)(05-Y20A33-9001-15/17) 等課題資助

姚延娟，正高級(jí)工程師，研究為飲用水源地環(huán)境安全遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

王晨，博士，工程師，主要從事流域生態(tài)環(huán)境遙感方面研究

X81

A

1673-288X(2016)06-0052-05

引用文獻(xiàn)格式：姚延娟 等.飲用水水源保護(hù)區(qū)高爾夫球場(chǎng)衛(wèi)星遙感監(jiān)察技術(shù)研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(6)：52-56.