地理空間信息技術在河湖劃界中的應用

關鍵詞：地理空間信息技術；河湖劃界；河湖管理；基準線；管理范圍線中圖法分類號：TV212 文獻標志碼：A DOI：10. 15974/j. cnki. slsdkb.2025.05.004文章編號：1006-0081（2025）05-0022-05

0 引言

河湖及其水利工程管理與保護范圍的明確劃定，是推動河湖和水利工程管理向標準化邁進的關鍵步驟，也是水利部門依法行政的重要基礎。在深入研究《水利部關于開展河湖管理范圍和水利工程管理與保護范圍劃定工作的通知》（水建管[2014]285號）以及浙江省人民政府辦公廳《關于全面推行水利工程標準化管理的意見》（浙政辦發[2016]4號）等相關文件的基礎上，浙江省水利廳對全省水利工程的管理與保護界限劃定工作進行了全面規劃，確保各類水利工程的管理和保護范圍得到清晰、準確的界定。隨后，結合當地實際情況，制定了詳細的技術路線和質量要求，推動劃界工作高效開展[1-5]

傳統的河湖劃界方法常面臨效率不高和精度不足的挑戰，難以滿足現代水利管理的高標準要求。地理空間信息技術飛速發展，尤其是機載雷達、全球定位系統GPS、無人船測深技術以及地理信息系統GIS的應用，為河湖劃界工作帶來了新的技術手段和解決方案。這些先進技術在數據采集與處理方面展現出了更高的精度和效率，促進了河湖劃界工作質量與效率的提升[6-9]。本研究對河道劃界工作要求進行深人探討，以期達到科學、規范、高效的河道管理與保護目標。

1 研究方法

1.1 基本原則

在遵循相關法律法規和技術規范的基礎上，構建一個界限明確、權屬清晰、責任明確的河道管理和保護責任體系。本次河道劃界工作遵循以下基本原則： ① 保護優先：以生態保護為核心，合理利用河岸線資源，確保在開發中加強保護。 ② 人水和諧：強調河道多功能性，保障防洪、供水、航運等安全需求，同時維護水生生態，促進社會經濟的可持續發展。 ③ 綜合協調：平衡不同岸線功能區的管理條件，全面考慮各方需求，實現整體與局部的和諧。 ④ 因地制宜：對于保護與開發矛盾突出的河岸線，針對性制定規劃，明確近期和遠期目標，以適應地方實際情況。

野外數據采集成果的質量直接關系到數據的準確性和可靠性。本研究嚴格遵循GB/T24356-2009《測繪成果質量檢查與驗收》的規范要求，對所有野外測繪成果進行細致地檢查和復核，從而確保河道劃界測繪成果的精確性和可信度。

1. 2 劃界基準

基準線是用于確定河湖管理范圍線的參考線，一般分為以下3種情況： ① 建有堤防或有規劃堤防的河湖，堤防的背水坡腳線為其劃界基準線，堤防背水坡腳線根據堤防竣工圖紙、規劃典型斷面圖以及參考堤防結構斷面圖等相關資料確定。 ② 堤防既無背水坡腳線，又無規劃的，以堤防設計堤頂內口線作為劃界基準線。 ③ 無堤防的河湖，平原地區護岸迎水側頂部為其劃界基準線。

1.3 技術路線

綜合運用機載雷達、RTK以及無人船技術等地理空間信息技術，以實現對地理界限的精確測量與管理，提升劃界工作的效率與管理界限的精度。此外，借助地理信息系統GIS技術，能夠實現劃界資料的長期存儲與高效管理，技術流程見圖1。

（1）基準線確定：為了提升劃界工作的精確度，針對不同區域采取不同的基準線測量方法。基準線明確的區域采用RTK技術進行數據采集；山區性河道等不明確區域，通過計算其設計洪水位來確定。

（2）底圖制作：測繪1：2000比例尺的河道兩岸帶狀地形圖作為工作底圖。本次研究主要采用機載激光雷達技術進行底圖測量，可提升數據采集的速度，縮短工期，同時提升測量結果的精度。

（3）管理范圍線繪制：基于已完成的帶狀地形圖，根據基準線的具體位置，結合不同河道的劃界標準，繪制管理范圍線，并布置界樁點位。

（4）樁牌布置：基于ZJCORS的網絡RTK技術，遵循《浙江省水利工程標識牌標準》（浙水科［2016]13號）進行埋設，確保界樁精準控制水利工程邊界，合理布置告示牌。

（5）數據入庫：利用GIS技術，建設劃界數據庫，實現劃界調查數據的編輯處理、屬性錄人和成果管理及劃界成果數據的長期儲存。

2 研究區概況

本研究以寧海縣為例，寧海縣位于浙江省寧波市，擁有眾多河流與湖泊，河湖劃界的科學管理不僅關乎水資源的合理分配與使用，更是水環境保護的關鍵[0]。寧海縣共有6種水域類別，分別為河道、湖泊、水庫、山塘、人工水道和其他水域，水域總面積約80km² ，水面率約 4% ，其中縣級以上河道1條，縣級河道10 條[]。本次劃界研究中涉及的河道已經進行規劃整治，整治情況見表1。寧海縣在河湖劃界工作中仍面臨技術更新滯后、管理措施不夠規范等問題，本次工作之前均未開展河湖劃界工作。因此，引入和應用地理空間信息技術，可幫助提高寧海縣河湖劃界的效率、精度并提升管理效能。

3 實例應用

3.1有堤防區域基準線確定

平原河道以及山區有堤防區域經過整治，可以明確識別基準線的位置，利用基于ZJCORS網絡的RTK技術直接進行外業數據采集。基準線精度需滿足對應比例尺地形圖測繪的要求[12]。參考GB 50026－2020《工程測量規范》和TD/T1001-2012《地籍測量規范》，基準線處于硬質界面時，測點中誤差不大于 ±5 cm，限差不大于 ±10cm ；基準線處于軟質界面時，測點中誤差不大于 ±30cm ，限差不大于 ±60cm 。

參照SL197-2013《水利水電工程測量規范》測量要求，按照“地形點的密度以反映地形變化”的原則，結合實際情況并實地測量基準線界址點時，區分為一般區域和重點區域，一般區域是指植被覆蓋比較密、交通不便且管理范圍線附近權屬單一、管理矛盾較少的區域;重點區域是指居民區、農用地交接區、道路交叉區域、壩體、溢洪道區域等管理范圍線附近權屬復雜、容易產生管理矛盾的區域。一般區域實測界址點間距放寬至 100～300m ，重點區域實測界址點間距不大于 50m 。

采用基于ZJCORS的網絡RTK技術進行基準線實地測量。為保證在精度測量之前對已有控制點進行校核，校核次數不少于10次，并進行評定，評定公式如下：

式中： M 為成果中誤差； n 為檢測點總數； δ_i 為較差，RTK精度檢測結果見表2，后坑里指位于寧海縣境內高等級平高控制處。

從表2可知，基于ZJCORS的網絡RTK平面以及高程精度均在 5cm 內，滿足基準線測量要求。將外業采集的地理空間坐標數據導人CASS軟件平臺，根據坐標數據在數字圖面上精確繪制點位。通過線段繪制功能，按照既定順序將點位連接，形成劃界基準線。

3.2無堤防區域基準線確定

山區河道因地形地貌的復雜性，部分區域尚未進行整治，較少有明顯的堤防工程，其基準線無法直接外業辨認與測量，因此采用特征斷面來計算該區域的設計洪水位。

（1）斷面布置。在進行河道測量時，應基于洪水比降和坡度變化合理選擇斷面，確保水面坡度的一致性；在河道彎曲處保持斷面形態的連續性；在流量變化點如分支或匯合口選擇斷面，捕捉流量變化；考慮橋梁等建筑物對水流的影響，合理確定行水范圍[13]]

（2）斷面測量。在進行河岸區域的測量時，可以直接采用基于ZJCORS的網絡RTK技術進行測量。水下區域可利用無人船搭載的測量設備來施測。利用

RTK技術捕捉無人船接收器天線的三維坐標。無人船搭載的測深儀可發射超聲波探測水底，并通過測量聲波往返時間來計算水深。結合無人船的參數和已知的天線及換能器的吃水深度，確定水底的精確高程數據[14]。按照正弦定理將河底高程數據投影到斷面線上，計算各點里程并繪制斷面圖（圖2）。

（3）設計洪水位計算的簡化公式為

式中： H_design 為設計洪水位， m;H_base 是基準水位或當前水位， m;Q_design 是設計洪水流量， m³/s ，可以利用河道斷面資料進行計算； v 是河道的平均流速，可以基于河道的幾何形狀和糙率計算。 ΔH_extre 是其他因素（如河道坡度、彎道效應等）對水位的貢獻[15]，部分計算出的設計洪水位見表3。根據計算出來的設計洪水位數據在地形圖上按照相應的高程信息勾繪出基準線。

3.3 底圖制作

底圖的現勢性對于直觀呈現河道管理范圍內的地理現狀至關重要，通過底圖可以直觀了解管理范圍線內現狀地物的情況。底圖測量范圍為河道堤防管理范圍外 ?50m ，保證管理范圍線均包含在底圖范圍內，采用基于機載雷達航測技術進行地形圖測繪[16-17]。測量方法為飛機搭載機載雷達以及相機在空中進行航測，飛機自帶導航定位系統，并結合地面控制點獲取POS信息。根據航空測量得到的雷達數據，經過內業整理后產出數字線劃圖（DLG），航測數據完成后需進行精度檢測，可采用基于ZJCORS的網絡RTK技術進行校核，平面點位較差應不大于圖上 0.1mm ，高程觀測較差不大于1/10等高距。本次基于機載雷達的地形圖測繪工作共計檢核252個點位，檢核方法見公式（1），具體檢核結果見表4。 1：2 000 地形圖中平面點位較差不大于 0.2m ，高程較差不大于 0.1m 由表中檢核數據可知，所用機載雷達測圖精度滿足限差要求。

3.4 管理范圍線確定

根據前文規定，確定重要河道（堤防）的管理以及保護范圍線的外擴范圍，將航測得到的DLG作為底圖，對基準線進行相應的外擴，得到管理范圍線。寧海縣劃界工作主要依據2012年《浙江省河道管理條例》以及寧政辦發[2006]83號《轉發縣水利局等部門關于劃定全縣河道管理范圍規定的通知》進行河道劃界工作，其具體標準為：白溪、青溪、中堡溪、鳧溪、顏公河、大溪的管理范圍為基準線之間以及基準線外延伸10m范圍地帶；茶院溪、西倉溪、汶溪、力洋溪的管理范圍為基準線之間以及基準線外延伸 7m 范圍地帶。車蠶港的管理范圍為基準線之間以及基準線外延伸 5m 范圍地帶。利用CASS軟件進行外擴得到相應的管理范圍線，見圖3。

3.5 界樁（牌）埋設

界樁（牌）放樣同樣采用基于ZJCORS的網絡RTK進行，其樣式見圖4。界樁（牌）能代表水利工程管理范圍邊界的基本走向。重要河道（堤防）的界樁（牌）應埋設在管理范圍的邊界上，設置管理范圍界樁（牌），直線段 ?1 處/km，非直線段適當加密；各拐點處1個。在人口密集或人流聚集地點岸段可增設告示牌，所有公告牌應設置在管理范圍或保護范圍的醒目位置，其數量與相關部門協商后確定。

3.6 數據入庫

依據相關規范和劃界采用的數據庫標準，利用GIS技術建設劃界數據庫，包括基礎地理信息、劃界等空間要素和非空間要素，并明確各類要素的分層方法、組織管理、圖層名稱、層要素、幾何特征、屬性表名及約束條件等，得到最終的劃界數據庫[18-19]（圖5）。這種方式能夠確保劃界成果數據的長期存儲與高效管理，從而為地理空間數據的持續維護和應用提供堅實的基礎，提高數據管理的效率，增強了數據的可追溯性和可靠性，為后續的地理空間分析和決策支持提供數據支撐。

4結論

本研究將機載雷達、RTK、無人船和GIS等地理空間信息技術綜合應用于浙江省寧波市寧海縣的河湖劃界工作中，實現了河道劃界效率和成果精確性的顯著提升。技術應用不僅優化了劃界流程，還為數據的長期保存、高效應用以及河道精細化管理提供技術支撐。

本文針對不同河道特性定制基準線確定策略，對于有堤與無堤河道，提出了差異化的基準線確定方式，確定了有堤防區域測量的精度要求以及無堤防區域的基準線計算方法，為未來水利工程劃界工作提供了參考。此次劃界工作區由于歷史原因，部分區域存在擬建或者已建建筑在河道管理范圍線內的情況，給后續管理帶來難度，建議加強與相關部門的協調，爭取政策支持，盡快通過權屬確認程序，妥善解決遺留的權屬爭議問題。

參考文獻：

[1] 張細兵，涂聲亮.河湖管理范圍劃定相關要求與若干問題思考[J].水利水電快報，2023，44（1）：34-38.

[2] 吳承紅，王慧，董正坤，等.淺析水利工程標準化劃界技術[J]，浙江水利科技，2018（11）：65-67.

[3] 王冠軍，劉卓，戴向前，等.河湖長制背景下復蘇河湖生態環境路徑探析[J].中國水利，2024（10）：42-46.

[4] 王帥，王建生.河長體系下臨沂市河庫確權劃界探討[J].中國水利，2017（20）：16-18.

[5] 望思強，何勇，陳正兵.河湖岸線保護與利用規劃編制關鍵問題探討[J].人民長江，2024，55（4）：44-50.

[6] 王震，葉立，馬倩.3S技術在寧夏河湖管理范圍劃定工作中的應用[J]，測繪技術裝備，2021，23（1）：67-68.

[7]李濤，高波，張允濤，等.天狼星無人機航測技術在河湖劃界中的應用[J].測繪通報，2019（3）：151-154.

[8]胥金財，汪勇志.測繪技術在水利工程劃界中的應用[J]，規劃設計與勘察，2022（2）：81-83.

[9]蔣春利.面向河湖和水利工程的測繪技術［J].研究工程技術，2018（14）：67-68.

［10]陳梅，紀榮婷，劉溪，等.“兩山”基地生態系統生產總值核算與“兩山\"轉化分析——以浙江省寧海縣為例[J].生態學報，2021，41（14）：5899-5907.

[11] 李亞飛，李青林.寧海縣水域調查報告［R].杭州：浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規劃設計研究院），2021.

[12] 李智勇.CORS和數字攝影測量技術在水利劃界中的應用[J].水利建設與管理，2018，38（4）：35-38.

[13] 秦美茵，孫秀峰，張飛龍，等.無堤防河段河道管理范圍劃定技術分析[J].廣東水利水電，2021（7）：118-123.

[14] 葉斌，陳立波，羅正龍，等.無人船測量系統在河道清淤中的應用[J].地理空間信息，2017，15（11）：21-23，9.

[15] 羅姍姍，龍章發，劉慧婷.無堤防河道管理范圍劃界技術及分析[J].水利規劃與設計，2020（3）：91-93.

[16] 李濤，高波，張允濤，等.天狼星無人機航測技術在河湖劃界中的應用[J].測繪通報，2019（3）：151－154.

[17] 崔懷森.無人機攝影測量在河道劃界中的應用研究[D].昆明：昆明理工大學，2021.

[18] 陳學彬.Omap和ArcGIS軟件在河湖和水利工程管理范圍劃界工作中的應用[J].測繪與空間地理信息，2021，44（9） ：110 -111.

[19]張雷雷，許來斌.91衛圖助手和ArcGIS在河湖劃界中的應用[J].江淮水利科技，2021（6）：45-46.

（編輯：張爽）

Application of geo - spatial information technology in river and lake boundary demarcation

SUN Xiao'an"¹"，CHENYang2，WANGAn，LIYafei4

（1.NinghaiCountyWaterResourcesndHydropoerEngieringQualitySupersionStationingbo56o，China；.gi CountyToushipWateresocesSriceStatnNngbo356o，China；3.stuteofydraulicsamp;Estuary（Zhejiangsutef Marine Planning and Design，Hangzhou 3102O，China； 4. Zhejiang Colege of Construction，Hangzhou 311231，China）

Abstract：Inorderto improve the scientific，normativeand eficient management of river and lake demarcation，geospatial information technologies suchasairborneradar，RTK，unmanned shipand GIS were used todiscussthe work of riverdemarcation.The method to improve the engineringquality was put forward.The determination methods for the boundary demarcation baselineof different types of embankments had been clarified.The qualityrequirements for each stepof the demarcation work have been established.Additionall，a technical route for the demarcation work integrating multipledataacquisition methods hadbeen constructed.Through practical application example of Ninghai Countyof Ningbo City，the key steps such as baseline determination，base map production，management boundary line drawing， boundary stake seting，and dataentry were demonstrated.Theresults showedthat geographic information technology had significantlyimprovedtheaccuracyand work eficiencyof riverandlakedemarcation，providingatechnicalsupport for the refined management of rivers and lakes.

Key words：geo-spatial information technology；riverand lakedemarcation；riverand lakemanagement；baseline; management boundary line