无人机和卫星遥感技术在河湖监管中的应用

无人机和卫星遥感技术在河湖监管中的应用

陈振宇

涟水县水利局  江苏淮安市 223400

摘要：在近年推行河湖长制工作中发现，河湖监管对象具有“点多、线长、面广、量大、类杂、变化快、领域多”等特点，传统“用腿跑、用眼看、手机拍、提交报告”的人工巡查手段，存在监管范围小、耗时长、成本大、投入人员多等问题，难以在短时期内获得全面、科学的河湖监管问题信息，无法满足河湖岸线整体监管需求，河湖管理难度大，河湖动态监管难度更大。现有河湖管理条线专职人员少、经费不足，加之全县水系众多，战线长、范围广、环境复杂，河湖监管面临发现问题难、技术手段落后、问题反馈周期长等问题。无人机技术和遥感技术具有直观、客观、方便、快捷、高效的特点，利用无人机技术和遥感技术助力河湖管理的应用实践，在我国已取得显著成效。

关键词：无人机；卫星遥感技术；河湖监管；应用

1无人机和卫星遥感技术的概念

无人机和卫星遥感技术是现代遥感技术中的两个重要组成部分。无人机遥感技术是利用无人机平台搭载各种遥感仪器和传感器收集地面、水面、岸线等目标区域的数据信息。通过无人机的飞行，可以获取高分辨率、高精度的图像和数据，能够实时监测和获取特定区域的地理、环境、气象等信息。无人机遥感技术具有机动性强、灵活性高的特点，可以快速响应和采集目标区域的数据，广泛应用于农业、地质勘查、环境监测等领域。而卫星遥感技术是通过卫星携带的遥感仪器和传感器，对地面进行遥感观测和数据采集。利用卫星遥感技术可以实现对全球范围的地表信息的观测和监测，包括地表温度、植被覆盖、海洋环境、大气成分等。卫星遥感技术具有广覆盖、大范围观测和定时监测的能力，能够提供长时间序列的地球观测数据，对于全球环境变化的研究和自然资源管理具有重要意义。无人机和卫星遥感技术在不同的应用场景中具有各自的优势和适用性。无人机遥感技术适合于小范围、高分辨率的数据采集和监测，可以提供更具细节的信息；而卫星遥感技术适用于大范围、大尺度的数据观测和监测，可以提供更多相关信息。这两种遥感技术的组合应用可以互相补充，形成更全面、精细的地球观测和数据分析体系。

2无人机和卫星遥感技术在河湖监管应用中的重要性

无人机和卫星遥感技术在河湖监管中具有重要的应用价值和作用，主要体现在以下几个方面：（1）及时发现违法行为。无人机和卫星遥感技术可以通过获取高分辨率的图像数据，实时监测河湖水体及岸线基本情况的变化。可以快速发现和识别涉河涉水违法行为，为河湖岸线管理和保护提供重要依据。（2）掌握河湖变化和水资源管理。通过无人机和卫星遥感技术，可以获取到时间序列的图像数据，监测河湖的变化情况，掌握河湖的水位变动、水域面积变化等信息。这对于水资源的合理利用有着重要的参考价值。（3）检查和监管涉水工程施工。无人机可以快速搭载各种传感器，通过航拍方式对涉水工程建设和维护进行巡查。可以实时监控施工进度、质量，检查工程存在的问题，及时采取措施保证工程的安全和质量。（4）辅助灾害预警和救援。在洪涝灾害等突发事件中，无人机和卫星遥感技术可以提供高分辨率的图像数据，快速判断受灾区域和程度，为灾害预警和救援工作提供实时信息支持，并协助指挥部进行灾后评估和救援资源的合理调配。

3基于无人机和遥感技术的数据库及应用

3.1基于遥感技术的河湖“四乱”疑似问题图斑数据库

为了能够快速获得河道管理范围内河湖“四乱”问题，需要建立河湖监管问题数据库，综合计算机软件两种解译方法与人工目视识别解译法，建立“一获、二处、三解、四核”影像识别标志标准工作流程。（1）一获。使用无人机或卫星遥感技术，获取当年的河道高分辨率遥感影像。通过飞行、拍摄和数据处理，获取河道区域的高分辨率遥感影像底图。可以选择合适的航行路径和拍摄参数，以获取清晰、准确的影像数据。（2）二处。①准备河湖管理范围矢量数据。使用GIS软件（如ArcGIS）创建或获取具有已完成划界的河湖管理范围矢量数据。这些矢量数据可以包括河流和湖泊的边界线，以及相关的保护区域或管理范围。②叠加与裁剪遥感影像。在ArcGIS软件中，打开河湖管理范围矢量数据和河道高分辨率遥感影像底图。使用“叠加”功能，将矢量数据和影像进行叠加，使其在同一地理坐标系下对齐。然后，使用裁剪工具将遥感影像裁剪为仅包含河湖管理范围内的部分。（3）三解。将剪切的河道管理范围遥感影像导入ENVI软件，基于不同地物的光谱特性和波普特性，利用ENVI软件自动识别功能进行影像解译，并将成果进行数据化处理，提取问题点位图斑图像，按照行政区划进行编码，定义必要属性信息，如地物类型、“四乱”分类、问题描述、坐标（经纬度）、所在行政区划、所在河流名称、底图影像来源、解译日期等信息，形成初步疑似问题图斑清单。将初步疑似问题图斑清单导入AI自动识别软件，对ENVI软件解译出的初步疑似问题图斑清单成果进行对比解译，并将成果进行数据化处理，提取同一疑似问题图斑的地物类型、“四乱”分类、问题描述等信息，形成对比解译问题清单。（4）四核。人工目视复核对比解译问题清单。人工对上述两种解译成果进行目视识别解译复核，对于上述解译识别结论一致的疑似问题图斑可快速浏览复核，对图斑解译结论不一致和无法识别的疑似问题图斑则重点逐个复核并进行修正，最终建立河湖“四乱”疑似问题图斑数据库。

3.2基于无人机技术的河湖“四乱”问题数据库应用

为充分检验数据库数据的准确性和合理性，将数据库于我国河湖长制督查暗访工作中进行实际应用，利用无人机技术进行现场核查校准。（1）利用无人机暗访核查河湖“四乱”疑似问题图斑。基于遥感技术获得的河道高分遥感影像底图，将解译的疑似问题图斑和河道划界矢量数据相叠加，利用无人机进行暗访现场核查取证，排查“四乱”问题，同时对排污口、水库等其他问题进行核查。把无人机遥感正射影像与遥感影像进行叠加比对，进一步确定问题图斑内容；查看同一位置不同时间影像中地物的变化情况，实时查看问题整改状况和进度；也可作为问题整改佐证材料提交上级部门审核。（2）利用无人机督查河湖“四乱”问题。河湖长督查中，以河湖“四乱”疑似问题图斑数据库为参考，利用无人机获取河道高清视频和航拍图片，有效获取“四乱”问题整改进度。无人机可有效获得巡查对象的位置坐标、特征轮廓、正射全景图像及视频等数据，作为督查问题整改现场佐证材料或形成问题清单。利用无人机构建一体化监管体系，为河湖巡查管理提供高效、便捷、精准的科学手段，还能对重点整改目标和敏感区域实施常态化监管，逐步完善全省河湖“四乱”问题数据库，极大地扩展了排查范围，提高了工作效率和准确率。

4结语

无人机和遥感技术以其巨大的优势弥补了传统河湖监管的不足，并不断扩展河湖监管领域和内容，这对无人机和遥感技术的发展进步有着巨大的现实意义，但还存在许多技术问题有待突破。积极探索其他影像获取途径，加强合作交流，进一步完善遥感影像底图的采集渠道，提高影像底图分辨率；进一步探索提升ENVI软件自动识别法和AI自动识别法的准确性和效率；探索研究整合无人机技术、遥感技术以及群众和摄影爱好者的随手拍、民间河湖长、群众监督举报等多源信息渠道，优化细化监管对象，推进河湖监管信息化、智慧化发展研究。

参考文献

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