高分遙感在河長制信息管理系統中的應用研究

郭鼎

摘 要：遙感技術在環境監測、應急管理等領域有著獨特的應用優勢。引入遙感技術，可以發展和完善河長制。市級河長制信息管理體系包括六個子體系，即河長制責任體系、河湖檔案體系、信息采集及監控體系、上報響應與反饋體系、考核體系、信息共享體系。遙感技術可以為河長提供多種信息數據，如水系基礎地理信息、污染源信息、水利工程信息、違法侵占水體信息、流域內生態環境和水土保持信息。本文總結了河長制在信息獲取與動態監控方面的需求，深入分析遙感技術在市級河長制信息管理體系中所扮演的角色和承擔的作用，為河長制的發展和完善、河長的決策和管理提供有效支持。

關鍵詞：河長制;信息管理體系;遙感

中圖分類號：TP79;TV213.4文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）26-0071-03

Abstract： Remote sensing technology has unique application advantages in environmental monitoring， emergency management and other fields. The introduction of remote sensing technology can develop and improve the river chief system. The municipal-level river chief information management system includes six sub-systems， namely the river chief responsibility system， the river and lake file system， the information collection and monitoring system， the reporting response and feedback system， the assessment system， and the information sharing system. Remote sensing technology can provide a variety of information and data for the river chief， such as basic geographic information of the water system， pollution source information， water conservancy project information， illegal encroachment of water bodies， ecological environment and water and soil conservation in the river basin. This paper summarized the needs of the river chief system in terms of information acquisition and dynamic monitoring， and deeply analyzed the role of remote sensing technology in the municipal river chief system information management system， in order to provide effective support for the development and improvement of the river chief system and the river chief's decision-making and management.

Keywords： river chief system;information management system;remote sensing

河長制是保護水資源、防治水污染、改善水環境、修復水生態的有效制度，有助于構建責任明確、協調有序、監管嚴格、保護有力的河湖管理保護機制，切實維護河湖健康生命，最終實現河湖功能的永續利用。自河長制作為一項制度在全國范圍內確立后，大量研究圍繞河長制的頂層設計、制度完善、體系管理和信息化建設等方面開展。黃愛寶[1]認為，我國政府首創并在全國多地陸續推廣的河長制在不同程度上具有權利、法律和道德三種典型制度形態的某些特征。基于河長制管理信息系統建設現狀，加強需求分析、做好頂層設計、完善溝通協調是河長制信息管理系統建設和應用的關鍵。

高分水利遙感應用示范系統可以共享河湖地理坐標、水體質量、岸線情況，非法排污、非法侵占水域岸線，水功能區管理監督、入河湖排污口監管等遙感監測數據信息。程乾等[2]利用高分1號衛星的懸浮泥沙濃度的遙感反演模型，反演了杭州灣河口跨海大橋水域懸浮泥沙濃度。彭保發等[3]基于GF-1號影像數據對洞庭湖主要水質標準指標開展遙感監測，為高分遙感影像數據在水體監測中的應用研究提供了重要參考。

1 市級河長制信息管理體系

在推廣和實踐的過程中，市級河長制遭遇較多問題。具體表現為：跨行政區域的流域存在利益訴求的差異，可能造成責任推諉，協同治水困難;缺乏公眾知情理解、廣泛參與的社會治水氛圍;缺乏成熟治水理論和先進治水手段作為支撐。針對存在的問題，下面從六個方面進行分析，以建設和完善市級河長制信息管理體系。

1.1 河長制責任體系

根據相關政策的規定和要求，應明確包括河長牽頭河湖管理和保護、跨行政區域協調聯防、考核河長工作績效和強化激勵問責在內的域內各級河長職責，要求市級河長每半年巡河不少于1次;縣級河長每季度巡河不少于1次;鄉級河長每月巡河不少于1次;村級河長開展日常性巡河。同時，結合河道的等級性質，由各縣區對轄區內河湖實行屬地管理。

1.2 河（湖）檔案體系

圍繞河長制工作六大任務，調研分析域內自然條件、社會經濟發展與產業布局，按照“一河一策”要求，建立分級河湖基礎檔案體系，歸檔河流基本信息檔案庫。信息分類目錄如下：河道左右岸線及相應河長責任制信息;水文站點監測水情信息;境內水功能區水質監測信息;水污染監控分布（取水點、排污口、治污工程）信息;水利工程（水庫、堤防、涵閘）信息;沿河兩岸人工設施（耕地、養殖、工業生產）信息;空間基礎（一張圖、遙感影像）信息;河湖綜合整治（監測體系、污染治理）檔案信息。

1.3 信息采集與監控體系

基于河長制的信息采集與監控體系，要有別于傳統情況下僅由政府水利部門和生態環境部門主要負責且各自為戰的運行管理機制，取而代之的是構建天空地一體化的智慧治水監控體系，主要包括：監控河道水位流量的生態用水流量信息采集;入河排污口水質監測信息采集及污水處理企業達標排放的監管;重要供水水庫、河湖的水質取樣監測和基于遙感手段反演水質情況的雙管齊下監測模式;建設覆蓋水源地保護區域、重要水利工程、排污口的視頻聯網監控;基層河長日常巡查情況上報;充分發揮傳統媒體和互聯網、自媒體的輿情優勢，鼓勵公眾參與，隨時隨地利用移動終端上報數據;開展高分遙感、無人機航拍、水文船等點線面結合的全方位信息采集。

1.4 上報、響應與反饋體系

依據河長制責任體系的劃分層級，構建從基層河長到總河長的逐級上報與反饋體系，確保下情能夠上達，兼顧事件經營過程中風險事件預警和響應、突發事件越級上報功能。當有污染問題發生時，可借助行動手機終端實時上傳問題發生地的空間位置信息和污染源屬性信息的取證照片，信息平臺通過處理匯總和響應分析，將結果分發給責任河長和相關接收部門做出決策。

1.5 考核體系

河長制作為一種新興的水環境行政治理模式，存在過分依賴河長行政地位、重視人治而非法治的現象，容易造成決策的隨意性和行為后果的不確定性。為了解決河長考核與問責機制不健全、治理績效難以評價、責任難以落實等現實問題，當前需要探索出一種能夠滿足水環境治理長效機制要求的河長制考核評價體系：法律層面，推進河長制治理成功經驗的法治化，水利、生態環境部門會同公安、司法部門，加大水污染執法力度，面向大眾推廣公益訴訟制度;行政層面，強調經濟環境的協調同步發展，從政府、市場、社會的不同角度出發，使考核主體多元化，同時豐富考核指標體系，注重信息溝通、市場引導和公眾認可等非傳統指標的考核;社會層面，引導公眾廣泛參與，加大環境違法問題的曝光力度，充分利用媒體宣傳優勢，提升公眾環境保護意識。

1.6 信息共享體系

河長制要想破除以往在面對河湖流動性、跨地域、權責模糊等問題時所出現的“九龍治水”的執行矛盾困局，同時杜絕多水利、生態環境等部門聯合行動時產生的信息無法共享整合、信息孤島和重復建設的現象，就必須在國家標準和部門條例的基礎上，推進地方相關標準的精細化，建立全面覆蓋的信息共享體系。要借鑒數據庫信息管理的原理，依托大數據、移動智能化手段，根據管理對象和管理職責建立基本元素數據庫，統一編碼并管理，提高各級河長的工作效率和質量。

2 遙感技術在河長制體系中的應用

2.1 水域動態監管

高分二號影像數據具有較大的幅寬范圍、較快的重訪周期和較高的空間分辨率，這些優勢都為遙感技術在水環境監管領域創造了廣闊的應用空間。相對于傳統的實地調查的點狀監管手段，遙感技術能夠從大面積范圍掌握流域內水生態的實時變化狀況，全面分析引起水污染的誘因，高效監控非法侵占水體行為。利用遙感技術對水域內生態環境進行動態執法監察，首先要收集域內的符合監察證據采集周期要求的衛星影像和無人機航測影像數據，經過影像預處理，制作出既保留豐富地物信息又具有高空間分辨率特征的工作底圖。結合河長責任劃分區域范圍，落實到具體對象，責任范圍內一旦發生違規建筑或違法侵占水體現象，可以借助人工解譯和監督分類方法，判讀違法實體，之后攜判讀結果到現場核查，若發現情況屬實，即可采取措施;如果不是，可再返回解譯環節查找原因，完善解譯方法。

2.2 水質監測

成像光譜技術中，不同的地物往往具有不同的光譜特征曲線，在影像上也會有色調和亮度的差異。利用光學遙感的這個特性，結合實測光譜數據和影像數據反演，分析水質指標的特征光譜，以此定量識別所需的地物特征信息。定量分析的關鍵在于研究出能夠精確反演所需目標的數學模型，水質遙感監測評價的主流指標包括葉綠素含量、水體透明度、懸浮物濃度等。目前，有關領域圍繞上述參數指標展開研究時，常用的水質反演模型包括經驗法、半經驗/半分析法和分析法。經驗法通過建立遙感數據與地面監測數據之間的統計關系來推算參數值;半經驗/半分析法在已知的光譜特征條件下，利用最佳波段或波段組合數據與實測參數建立統計關系，估算模型參數;分析法利用遙感模型和水中各組分的吸收系數與后向散射系數關系模型，反演模型參數。

2.3 水土保持

控制水土流失是水域內生態環境保護的重點之一，也是關系到流域內社會經濟發展和庫區安全的主要任務之一。加強水域內水土保持現狀的考核與分析，可以有效減少水土流失，為水域內安全優質生存環境打下良好基礎。以GF-2號全色多光譜影像融合數據為基礎，配合以水土保持為目的的野外調查，可以建立以水域沿岸植被覆蓋度、土地利用現狀分類、土壤侵蝕類型和強度為代表的人工解譯和判讀標志，搜集流域內已有的基礎地理信息數據，結合柵格計算得到的區域坡度圖進行疊加分析，最終對水土保持現狀進行評價，考核流域綜合治理和生態修復的績效水平，并對水土流失發展趨勢做出科學預測。

3 結論

長遠來看，要想全面深入地推進水環境改善工作，由“河長治”向“河長制”升級轉變，依然任重道遠。一方面，要繼續堅持建設和完善“六個體系”，即責任體系、檔案管理體系、信息采集與監控體系、上報響應和反饋體系、績效考核體系和信息共享體系;另一方面，要為河長制注入遙感監測、智慧河長、大數據分析等新鮮元素，積極探索新技術解決老問題的方法，實踐高科技接地氣的經驗。最終，要長效構建跨流域河流的區域協作機制、上下游聯動機制和水污染事件應急聯動執法機制，地方財政關于水環境生態補償辦法的流域生態補償機制，市級河湖管理保護規章制度和河湖生態健康技術標準的績效評價機制。

參考文獻：

[1]黃愛寶.“河長制”：制度形態與創新趨向[J].學海，2015（4）：141-147.

[2]程乾，劉波，李婷，等.基于高分1號杭州灣河口懸浮泥沙濃度遙感反演模型構建及應用[J].海洋環境科學，2015（4）：558-563.

[3]彭保發，陳哲夫，李建輝，等.基于GF-1影像的洞庭湖區水體水質遙感監測[J].地理研究，2018（9）：1683-1691.