基于無人機遙感的河長制管理模式及應用探索

高鑫旺

（甘肅省張掖市水務局，甘肅 張掖 734000）

河流與湖泊在防洪、供水、航運以及維持生態平衡方面發揮著十分重要的作用。河湖管理事關人類生存、經濟發展、社會進步，歷來是治國安邦的大事。但是我國的河湖管理始終存在著超標排污、圍墾湖泊、非法采砂、侵占岸線等問題。這些問題不僅限制著河流與湖泊生態功能與資源功能的發揮，還對我國經濟社會的可持續發展產生了不可忽視的影響。在這種情況下，推行河長制是非常有必要的，通過高質量的河湖管理來改善水環境、修復水生態、防治水污染、保護水資源，實現河湖功能永續利用，而無人機遙感技術已經在多個領域中應用，并發揮出重要作用，將其應用到河長制管理模式中，充分發揮無人機在智慧河湖管護工作中的輔助作用，可以極大地提升河道巡查效率，進一步加強河湖岸線的保護力度。但是如何對無人機遙感技術進行有效應用，是一個值得思考的問題。

1 河長制管理模式的應用概述

1.1 河長制管理模式的主要任務

河長制管理主要包含以下6 個重點工作任務：水資源保護、河湖水域岸線管理保護、水污染防治、水環境治理、水生態修復、執法監管。在這6 項管理任務的基礎上，各級河長可以根據責任河段的特點選擇多種不同的行之有效的支撐工作方式，切實構建閉環管理體系，從而據實掌握責任河段的基本信息及各河段所存在的主要問題，結合自身所掌握的問題，將河道巡查與重點工作任務監督及治理對策落到實處，對河湖管理過程中存在的問題及時發現并解決[1]。

1.2 河長制管理體系

目前我國的河長制管理體系主要包含2 條主線。首先是縱向主線，主要通過逐級落實建立省、市、縣、鄉（鎮）、村五級河長體系，充分保證上傳下達的有效性與及時性，保證河湖巡查監管責任的層層落實，確保每一條河流、每一個湖泊既“有人管”又能“管得住”，讓各級河湖長切實當好河流湖泊的守護者、治理者，當好管理保護工作的指揮者、實踐者。其次是橫向主線，主要是各相關部門協同管理與資源配置，切實將河湖長制當作“分內事”，各司其職，通過資源共享，密切配合，協同作戰，齊抓共管，形成河湖管理保護的整體合力，實現運轉機制的協調配合，打破河湖管理“瓶頸”，有效解決河湖長制工作中的困難和問題，推動形成“共抓、共管、共治、共享”的良好局面，實現調度管理的一體化，實現監管范圍的全面覆蓋，進一步為筑牢守好生態安全屏障，推動綠色轉型高質量發展奠定堅實基礎。

2 河長制管理過程中的常見問題

2.1 巡查方式單一

在河湖管理方面，很多地方依然在使用人工徒步的方式巡河。這種方式需要投入大量的人力和物力，其實際的巡查效率不高。尤其對于一些流域面積較大的河段，如果單純依靠河長或者巡河人員，不僅無法保證河道巡查質量，而且無法實現巡查的全覆蓋。

2.2 監管力量薄弱

雖然目前已經針對各級河長制定了明確的河長監管體系和責任追究機制，一旦發現任何不利于生態環境保護的行為，就可按照相關規定進行責任追究。但在具體的實施過程中，由于群眾的愛河護河意識不強，加上監管力量不足，導致日常管理工作顧此失彼，使得河道“邊清理、邊污染”的現象偶有發生。

2.3 責任落實打折扣

部分省、市、自治區已經制定了具有針對性的考核指標，并將其納入當地黨政領導干部綜合考核評價當中，并據此對次年的河湖管理工作進行合理的安排。如果年度考核成績不合格，則采取通報批評的處罰措施，并對總河長進行約談。盡管這一考核機制的實施有效提升了河湖管理效果。但是個別地區還存在“上熱中溫下冷”現象，一級抓一級、層層抓落實的工作格局尚未完全形成；部分河湖長對河湖問題排查整治工作的重要性認識不足，巡河管護實效不夠，舉一反三、主動自查發現問題、整改問題的意識不強。

2.4 群眾愛河護河意識不強

在河長制管理體系運行過程中，盡管部分地方各級河湖長能夠積極履行河湖管理、保護、治理“三位一體”職責，定期開展巡河、護河，對河湖存在的垃圾、采砂、廢污水、岸線生態等方面的問題現場落實整改責任，但是部分群眾主動愛河護河的意識不夠強，關愛保護河湖的日常良好行為習慣尚未完全養成，河湖管護范圍內亂倒、亂堆垃圾及廢棄物的現象依然存在。由此便造成了各級河長，尤其是基層一線河長工作量巨大、任務異常繁重、管護難度較大等困難。

2.5 河湖水生態修復治理任務重、難度大

實現河湖水生態修復治理要根據生態系統退化的原因、主要保護目標、水域的功能等因地制宜確定修復目標，主要通過工程措施，實施河湖水生態治理保護。但是部分地方河流湖泊數量眾多，流域面積大，情況較為復雜，僅靠地方財力難以滿足治理需要。因此，在不破壞生態空間基本功能的前提下，建設親水設施，真正實現“河暢、水清、岸綠、景美、人和”的治理目標，無論從資金上還是技術上都有一定的難度，而且任務比較繁重。

3 無人機遙感技術在河長制管理模式中的應用優勢

無人機遙感技術的應用，主要有以下6 大優勢。第一，機動性強，靈活性高，飛行速度快，巡河效率高，可以在最短的時間內到達目標區域，能迅速發現問題。第二，操作簡單，智能化程度高，可以提前設置好飛行路線，然后在飛行過程中進行校對與調整。如果設備發生故障，還可以自主進行故障排除，若故障無法排除并修復則會自動返航。第三，體積較小，操作簡單，且存放、維護、調試都非常便捷，工作人員可以快速掌握操作技巧。第四，借助無人機遙感數據處理軟件系統，可以在短時間內完成相關數據的處理，大幅度高工作效率。第五，影像分辨率高，成像效果好，即便在高空，也可以對地面物體進行有效地捕捉。第六，可以將平面數據信息、三維場景影像及三維數據信息有效顯示，數據精度較高。將其應用到河長制管理模式中，與人工徒步巡河相比，巡查效率更高、巡查時間更短、發現問題更快，可以大幅度提高水環境治理效果，創新河流監管模式[2]。

4 無人機遙感技術在河長制管理模式中的具體應用

4.1 對河湖全景進行有效展示

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，可以對河湖全景進行有效展示。首先，無人機遙感技術可以將地物地貌進行清晰、直觀的展示。其次，無人機正射影像技術可以形成帶有經緯度信息和高程信息的二維影像或三維影像。與此同時，還可以對以下4 個方面的水平距離、高程差、面積以及體積進行測量。第一，河道內漂浮物空間分布及面積測量；第二，非法占用河道和開墾情況的監測；第三，河道內垃圾集中堆放情況的監測及體積測量；第四，河道黑臭水體和淤積河段分布的監測及測量。最后，借助無人機遙感正射影像圖，可以對水閘、泵站以及橡膠壩等涉河湖建筑物的現狀以及空間分布等信息精準掌握，為水利工程設施有效保護和嚴格監管提供有力支撐，為各級河長決策河湖治理保護工作提供重要技術支撐。

4.2 水域岸線保護

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，可以迅速、有效獲取河道管理范圍內的正射影像，進而將水域岸線管理保護現實狀況進行有效展示。之后，再借助smart3D、Pix4dmapper 等軟件進行數字高程模型圖的生成，可以快速提取水域岸線內的堤防工程分部情況、護坡工程分部情況。對相應部分的長度和相對高程進行計算，就可以為優化岸線保護與利用，規劃合理利用、科學布局岸線功能區（岸線保護區、岸線保留區、岸線控制利用區、岸線開發利用區）提供數據支持。同時，還可以加大侵占河道、圍墾湖泊等違法違規行為的查處與整治力度[3]。

4.3 巡河監管取證

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，可以高效獲取水污染問題和水生態環境問題的遙感影像，進而可以有效解決傳統河湖管理中河長監管取證困難的問題。首先，借助無人機遙感技術的正射影像圖，可以標注河道內取水口、污水處理廠，并對其進行空間定位。其次，無人機搭載熱成像設備載荷，還可以在夜間借助污水與河水的溫度差來確定非法排污口的位置，進而加大對夜間排污行為的打擊力度，從而加強對入河排污口的監管力度，為河湖執法監管提供強有力的支撐，也為水生態修復提供有力保障。

4.4 操作簡便，成本低廉

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，操作人員通過手持終端設備在地面操控無人機，無人機會自動分析和處理其檢測數據，并會合理設置工作任務及調整工作路線。利用無人機航測技術獲取河道流域檢測數據，極大地節省了現場測量所需的資源與資金。此外，無人機遙感的運行維護成本低廉，飛機的零部件具有獨立性，若飛機的某個或多個部件被損壞，可以通過整體或部分更換零部件進行維修養護。

4.5 河長考核督導

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，還可以進一步明確每一位河長的日常巡查監管河段范圍，杜絕出現工作范圍斷點、重疊等問題，充分保障河長監管范圍的連續性。一旦出現管理問題，還可以及時找出相應河段的責任河長，徹底杜絕出現互相推諉扯皮等現象。另外，針對同一河段的管理范圍，將不同時期的遙感影像進行對比，還可以將河長的管理成果清晰地呈現出來[4]，為總結、推廣河湖管理經驗成效提供支撐、樹立典型。

5 結語

將無人機遙感技術應用到河長制管理模式中，對河長制體系的高效有序運行具有十分重要的意義。但是無人機遙感技術的應用還有很多不成熟的地方，所以還需繼續加強對無人機遙感技術的深入研究，不斷挖掘無人機遙感技術在現實生活的應用潛力，并將其應用于河湖管理保護工作中，從而進一步提升河湖管理保護水平，不斷維護河湖健康，實現綠色轉型高質量發展。