大伙房水庫環境風險源遙感解譯

郭寶東 李崇 張永紅

（1.遼寧省生態環境保護科技中心，遼寧沈陽 110161；2.遼寧省環境遙感技術應用重點實驗室，遼寧沈陽 110161）

1 引言

水源安全是人民群眾身體健康的基礎保障，確保飲用水水源安全才能保障經濟發展和社會穩定。因此，飲用水水源風險排查對于城市安全尤為重要。

大伙房水庫是遼河流域最重要的水庫型飲用水水源地，為沈陽、大連、鞍山、撫順、營口、遼陽和盤錦7 個城市提供生活和工業用水，可實現年供水21億m3，服務人口2 300 萬人，對遼寧全省經濟社會可持續發展具有重大的戰略意義［1］。

飲用水水源地風險排查傳統采用在線監測、人工巡查、衛星遙感方法，優勢是靈活、易操作，劣勢是時間長、效率低、范圍小。相比之下，無人機監測具有影像分辨率高、方便快捷、安全穩定、機動靈活、節約人力物力等優勢。

本文旨在通過無人機航拍對大伙房水庫周邊潛在風險源進行全面排查，及時更新有關信息，以進一步增強水源地保護區管理能力，使水源保護區內的生態環境質量持續向好。

2 大伙房水庫概況

2.1 地理位置

大伙房水庫是大伙房飲用水水源的取水口所在地，位于遼寧省東部偏北，渾河撫順市區段上游，距撫順市中心18 km，距沈陽市68 km，地理坐標為123°39'42＂—125°28'58＂E，41°41'10＂—42°38'32＂N之間［2］。大伙房水庫主要服務功能為生活飲用水、防洪、灌溉和發電，其形態特征見表1。

表1 大伙房水庫形態特征

大伙房水庫東西長約35 km，水面最寬處達4 km，最窄處約0.3 km，是一個帶狀河谷型水庫，流域面積為5 437 km2，最大水深37.0 m，建設初期最大庫容21.87 億m3，2005 年進行除險加固工程后總庫容增至22.68 億m3［3］。

2.2 水文特征

大伙房水庫集水面積廣，水資源主要來源于較為充沛的降水，流域控制面積5 437 km2，年均徑流量15.7 億m3，最大徑流量為30.31 億m3，最小徑流量為5.72 億m3。大伙房飲用水水源地保護區內共有流域面積50 km2以上的河流35 條，其中直接匯入大伙房水庫的河流有渾河、蘇子河和社河3 條；此外，還有流域面積10～50 km2的7 條小型河流直接匯入大伙房水庫［4］。

3 航拍平臺及參數

3.1 航拍平臺

航拍平臺采用成都縱橫CW-15 垂直起降型無人機。CW-15 使用飛行全程主動安全技術，其搭載前視、下視毫米波雷達，在起飛、巡航、降落各階段實時感知障礙物，通過智能避障算法，實現飛行路徑動態規劃。避障系統可以幫用戶躲避新建的障礙物；利用下視雙目智能避障系統，則可自動進行地形智能感知，降落點智能篩選，在復雜情況下確保無人機安全降落。CW-15 還配備有ADS-B，可以實時感知160 km 范圍內的飛行器，實現威脅預警與自動規避；該機基于高精度數字三維地圖，利用快速全局路徑搜索、路徑規劃和碰撞檢測算法，還能實現點對點智能地形匹配飛行。CW-15 無人機見圖1。

圖1 CW-15 無人機

CW-15 無人機參數見表2。

表2 CW-15無人機參數

傳感器參數見表3。

3.2 航拍參數

航拍時間為2021 年10 月19 日至2021 年10月23 日，飛行高度950 m，航拍范圍為大伙房水源地一、二級保護區，共獲取照片11 828 張。利用武漢航天遠景公司攝影測量軟件進行影像拼接與處理，生成保護區的正射影像。

4 疑似風險源遙感解譯

4.1 風險源分類標準

根據實際管理工作的需要，風險源按照如下分類：工業企業、養殖企業、污水處理廠、加油站、醫療院所、橋梁、垃圾填埋場、采礦企業和其他。

4.2 遙感解譯流程

本次解譯采用了傳統的目視解譯方式。先根據已掌握的風險源數據，將其和航拍正射影像疊加，參考風險源目標處影像的顏色、色調、紋理、形狀、大小、陰影、圖案、位置、布局等，建立目標水源地風險源解譯標志，然后完成整個保護區內風險源的解譯。對于無法在影像上準確判斷的地類，如加油站、醫療院所等，從其他數據源如天地圖、高德等在線地圖上提取保護區的POI 信息，再結合遙感影像確定。

通過遙感解譯提取大伙房水庫內風險源圖斑，利用航拍影像和衛星影像解譯大伙房水庫的疑似風險源。同時，對保護區內每個疑似風險源在ArcGIS中編寫Arcpy 腳本，制作每個圖版的示意圖，標注解譯出的類別、經緯度、行政區等，為地方環境保護部門提供管理依據。

4.3 解譯結論

根據遙感信息解譯出的大伙房水庫疑似風險源清單具體見表4。

表4 大伙房水庫疑似風險源清單

根據解譯結果統計信息可以看出，大伙房水源保護區內風險源共22 個，以小型養殖企業和工業企業為主，采礦企業次之，其他風險源數量相對較少。

5 結語

本文以無人機風險排查為手段，梳理了大伙房水庫周邊所有疑似風險源清單，統計出疑似風險源共22 個，主要為小型養殖企業和工業企業。如需進一步確定各個風險源真實性質，仍需輔助資料收集和實地走訪等方式。從初級層面，無人機風險排查已大大減少時間成本，證明了無人機監測識別飲用水水源風險源的可行性，為水環境風險常規監測提供了新的技術手段。研究結果對于管理城市水資源具有現實意義，對于水源風險監測與防控技術體系建設具有一定參考價值。