基于遙感數據的生產建設項目水土保持擾動動態變化研究

王 龑，王 琦，王清正

（1.浙江省水利水電勘測設計院,浙江 杭州 310002；2.浙江廣安建筑消防設施檢測有限公司,浙江 杭州 310016；3.珠江水利科學研究院,廣東 廣州 510000）

0 引言

水土保持是生態文明建設的重要內容,黨中央、國務院及水利部歷來高度重視水土保持工作,加上當前國家行政審批改革逐步深入,水利部門更加重視生產建設項目水土保持的“事中事后監管”,對生產建設項目水土保持監督管理工作提出了更高的要求,尤其是做好建設項目實施過程的監管工作,監管手段也由傳統的定性方式向信息化定量方式轉變。根據政府與社會對生產建設項目水土保持監管的要求,僅依靠傳統的監管方式很難真正實現監管到位,難以做到全覆蓋監管、精準監管,必須充分利用衛星遙感、無人機等信息化手段。遙感技術具有實時性強、覆蓋范圍大、客觀、精確、快速、高效等諸多優勢,目前已經被廣泛應用于國土、水利等部門的監測、監管工作中[1]。特別是國產高分辨率衛星影像（高分一號、高分二號、高分六號、資源三號等）,為水土保持監管工作提供了先進技術保障和良好的數據源。

1 研究區概況

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲南翼,屬杭嘉湖平原腹心地帶,介于東經120°17′20 ″～121°16′02 ″、北緯30°19′35 ″～31°01′56 ″之間。根據水土保持審批權屬,嘉興市分為南湖區、秀洲區、桐鄉市、海寧市、平湖市、海鹽縣、嘉善縣、嘉興市經開區（國際商務區）和二環路以內。本次研究區域為嘉興市域水土流失易發區,即縣級以上河道生態保護范圍（河道及兩側各200 m）以及連接風景名勝區、森林公園、濕地公園、飲用水源保護區、規劃重點建設區等的區塊為容易發生水土流失的其他區域[2]。嘉興市水土流失易發區總面積1672.09 km2,占全市土地總面積的42.71%。

2 研究方法

2.1 影像數據收集與處理

共收集兩期遙感影像（上半年、下半年各1 期）,其中第1 期影像4 景,均為高分一號,影像時相為2019 年3 月、4 月,第2 期影像4 景,高分一號、高分六號各2 景,影像時相為2019 年8 月、9 月。

兩期影像均經過輻射校正、幾何校正和幾何精校正,同時采用數字高程模型進行了正射精校正,再經過專題信息增強、影像融合、影像鑲嵌等處理后得到2 m 分辨率的4 級影像數據。不同時期的遙感數據進行地理配準,誤差不大于0.5 個像元。

2.2 生產建設項目擾動圖斑解譯與更新

解譯對象為面積大于0.1 hm2的生產建設項目擾動地塊。基于2019 年第1 期影像,首先建立擾動圖斑矢量文件（polygon）,建立項目名稱、擾動面積、項目名稱、是否疑似非生產建設項目等屬性字段,再以先驗知識和遙感解譯標志作為參考,采用人機交互解譯方法得到第1 期生產建設項目擾動圖斑解譯。第2 期,在第1 期結果基礎上,進行擾動更新解譯。

2.3 生產建設項目初判

通過資料查詢收集的水利部和省、市、縣級批復的水土保持方案情況,初步掌握該區內主要生產建設項目類型、數量及大致分布,基本摸清區域內生產建設項目情況。然后根據項目位置和遙感影像,對生產建設項目從色調、色彩、形狀、紋理等方面構建一個基本認識。對疑似非生產建設項目擾動圖斑,要及時標記地理位置,結合周圍圖斑進行初步推測并標注,留待現場復核時確認。

2.4 現場復核

現場復核對象是區域內初判為疑似非生產建設擾動的全部圖斑。利用奧維地圖開展現場復核,并根據復核結果對非生產建設項目進行標注。

2.5 生產建設項目擾動圖斑數量、面積統計分析

根據現場復核結果,刪除拆遷后空地、土地整理、荒地以及村民自建房等所有非生產建設項目擾動圖斑,對所有生產建設項目擾動圖斑數量、面積進行統計分析。

3 結果與分析

3.1 第1 期擾動面圖斑數量、面積

經現場復核,去除非生產建設項目擾動圖斑后,統計得到生產建設項目擾動圖斑總數量為721 個,其中南湖區36 個,秀洲區65 個,桐鄉市137 個,海寧市141 個,海鹽縣129 個,平湖市106 個,嘉善縣78 個,嘉興經濟開發區和二環以內29 個。總面積為4378.36 hm2,其中南湖區206.04 hm2,秀洲區388.75 hm2,桐鄉市701.77 hm2,海寧市962.63 hm2,海鹽縣777.77 hm2,平湖市627.53 hm2,嘉善縣530.19 hm2,嘉興經開區和二環183.68 hm2。擾動圖斑數量及面積詳見表1。

3.2 第2 期擾動圖斑數量、面積

在第1 期現場復核基礎上,對新增的疑似非生產建設項目進行現場復核調查。根據現場復核成果,刪除拆遷后空地、土地整理、荒地以及村民自建房非生產建設項目擾動圖斑,統計得到生產建設項目擾動圖斑906 個,其中南湖區51 個,秀洲區75 個,桐鄉市161 個,海寧市175 個,海鹽縣172 個,平湖市118 個,嘉善縣119 個,嘉興經濟開發區和二環以內35 個。生產建設項目擾動圖斑總面積為4992.59 hm2,其中南湖區283.91 hm2,秀洲區420.73 hm2,桐鄉市768.58 hm2,海寧市1089.30 hm2,海鹽縣887.42 hm2,平湖市660.30 hm2,嘉善縣671.83 hm2,嘉興市經開區（國際商務區）和二環以內210.52 hm2。擾動圖斑數量及面積詳見表2。

3.3 兩期擾動圖斑數量、面積動態變化

兩期生產建設項目擾動圖斑數量及變化詳見表1,面積及變化見表2。

表1 生產建設項目擾動圖斑個數動態變化表

表2 生產建設項目擾動圖斑面積動態變化表

由表1 可知,與第1 期相比,第2 期生產建設項目擾動圖斑數量增加了185 個,各區縣擾動圖斑數量都有所增加。

由表2 可知,與第1 期相比,第2 期生產建設項目擾動圖斑面積增加了614.23 hm2,各區縣擾動圖斑面積都有所增加。

與第1 期相比,擾動范圍擴大的生產建設項目擾動圖斑45 個,擾動范圍縮小的生產建設項目擾動圖斑36 個,新增的生產建設項目擾動圖斑185 個,其余生產建設項目擾動范圍不變。

由此可見,嘉興市生產建設項目數量從2019 年3 月～4 月至8 月～9 月呈增長趨勢,故擾動面積有所增加,這與嘉興市生產建設項目的實際建設、發展特征相符。

4 結論

（1）從2019 上半年到下半年,嘉興市生產建設項目擾動面積增加了614.23 hm2,占水土流失易發區總面積的0.37%。

（2）通過遙感技術,對生產建設項目的監管工作逐步精準化,不僅使水行政主管部門及時掌握了生產建設項目擾動變化狀況,且實現了定量化,為生產建設項目水土保持動態監管工作提供了科學的數據支撐。

（3）影像成像時間與現場復核時間不可避免存在一定的時間間隔,可借助其他地圖軟件,如谷歌、百度等進行輔助解譯判讀,可提高判讀準確度。

（4）現場復核前,要做好充分準備工作,比如將需要復核的矢量圖斑進行編號并制定計劃、對移動采集系統進行調試以確保正常運行。

（5）多專業結合作業,提升判別精度。項目實施過程中,結合水土保持、遙感、地理信息系統等專業,提升遙感影像的判別精度和監管水平。

（6）高分遙感數據具有分辨率較高和成像周期較短的優勢,能兼顧時效性和精度要求,更有利于跟蹤生產建設項目擾動變化。

（7）高分一號、高分二號、高分六號等多種數據源相結合,可為水土保持監管工作提供先進技術保障和良好的數據源。

5 結語

綜上所述,通過實例可知,通過遙感數據可以對生產建設項目水土保持擾動動態變化進行有效的評估,可以為生產建設提供借鑒,還有助于水土保持工作的開展,值得進行推廣。