河長(zhǎng)制信息管理系統(tǒng)高分遙感應(yīng)用

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摘要：遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急管理等領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。引入遙感技術(shù)，可以發(fā)展和完善河長(zhǎng)制。市級(jí)河長(zhǎng)制信息管理體系包括六個(gè)子體系，即河長(zhǎng)制責(zé)任體系、河湖檔案體系、信息采集及監(jiān)控體系、上報(bào)響應(yīng)與反饋體系、考核體系、信息共享體系。遙感技術(shù)可以為河長(zhǎng)提供多種信息數(shù)據(jù)，如水系基礎(chǔ)地理信息、污染源信息、水利工程信息、違法侵占水體信息、流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境和水土保持信息。本文總結(jié)了河長(zhǎng)制在信息獲取與動(dòng)態(tài)監(jiān)控方面的需求，深入分析遙感技術(shù)在市級(jí)河長(zhǎng)制信息管理體系中所扮演的角色和承擔(dān)的作用，為河長(zhǎng)制的發(fā)展和完善、河長(zhǎng)的決策和管理提供有效支持。

關(guān)鍵詞：河長(zhǎng)制；信息管理體系；遙感

河長(zhǎng)制是保護(hù)水資源、防治水污染、改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)的有效制度，有助于構(gòu)建責(zé)任明確、協(xié)調(diào)有序、監(jiān)管嚴(yán)格、保護(hù)有力的河湖管理保護(hù)機(jī)制，切實(shí)維護(hù)河湖健康生命，最終實(shí)現(xiàn)河湖功能的永續(xù)利用。自河長(zhǎng)制作為一項(xiàng)制度在全國(guó)范圍內(nèi)確立后，大量研究圍繞河長(zhǎng)制的頂層設(shè)計(jì)、制度完善、體系管理和信息化建設(shè)等方面開展。黃愛寶［1］認(rèn)為，我國(guó)政府首創(chuàng)并在全國(guó)多地陸續(xù)推廣的河長(zhǎng)制在不同程度上具有權(quán)利、法律和道德三種典型制度形態(tài)的某些特征?；诤娱L(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，加強(qiáng)需求分析、做好頂層設(shè)計(jì)、完善溝通協(xié)調(diào)是河長(zhǎng)制信息管理系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的關(guān)鍵。高分水利遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)可以共享河湖地理坐標(biāo)、水體質(zhì)量、岸線情況，非法排污、非法侵占水域岸線，水功能區(qū)管理監(jiān)督、入河湖排污口監(jiān)管等遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。程乾等［2］利用高分1號(hào)衛(wèi)星的懸浮泥沙濃度的遙感反演模型，反演了杭州灣河口跨海大橋水域懸浮泥沙濃度。彭保發(fā)等［3］基于GF-1號(hào)影像數(shù)據(jù)對(duì)洞庭湖主要水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)開展遙感監(jiān)測(cè)，為高分遙感影像數(shù)據(jù)在水體監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究提供了重要參考。

1市級(jí)河長(zhǎng)制信息管理體系

在推廣和實(shí)踐的過程中，市級(jí)河長(zhǎng)制遭遇較多問題。具體表現(xiàn)為：跨行政區(qū)域的流域存在利益訴求的差異，可能造成責(zé)任推諉，協(xié)同治水困難；缺乏公眾知情理解、廣泛參與的社會(huì)治水氛圍；缺乏成熟治水理論和先進(jìn)治水手段作為支撐。針對(duì)存在的問題，下面從六個(gè)方面進(jìn)行分析，以建設(shè)和完善市級(jí)河長(zhǎng)制信息管理體系。

1.1河長(zhǎng)制責(zé)任體系

根據(jù)相關(guān)政策的規(guī)定和要求，應(yīng)明確包括河長(zhǎng)牽頭河湖管理和保護(hù)、跨行政區(qū)域協(xié)調(diào)聯(lián)防、考核河長(zhǎng)工作績(jī)效和強(qiáng)化激勵(lì)問責(zé)在內(nèi)的域內(nèi)各級(jí)河長(zhǎng)職責(zé)，要求市級(jí)河長(zhǎng)每半年巡河不少于1次；縣級(jí)河長(zhǎng)每季度巡河不少于1次；鄉(xiāng)級(jí)河長(zhǎng)每月巡河不少于1次；村級(jí)河長(zhǎng)開展日常性巡河。同時(shí)，結(jié)合河道的等級(jí)性質(zhì)，由各縣區(qū)對(duì)轄區(qū)內(nèi)河湖實(shí)行屬地管理。

1.2河（湖）檔案體系

圍繞河長(zhǎng)制工作六大任務(wù)，調(diào)研分析域內(nèi)自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)布局，按照“一河一策”要求，建立分級(jí)河湖基礎(chǔ)檔案體系，歸檔河流基本信息檔案庫。信息分類目錄如下：河道左右岸線及相應(yīng)河長(zhǎng)責(zé)任制信息；水文站點(diǎn)監(jiān)測(cè)水情信息；境內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息；水污染監(jiān)控分布（取水點(diǎn)、排污口、治污工程）信息；水利工程（水庫、堤防、涵閘）信息；沿河兩岸人工設(shè)施（耕地、養(yǎng)殖、工業(yè)生產(chǎn)）信息；空間基礎(chǔ)（一張圖、遙感影像）信息；河湖綜合整治（監(jiān)測(cè)體系、污染治理）檔案信息。

1.3信息采集與監(jiān)控體系

基于河長(zhǎng)制的信息采集與監(jiān)控體系，要有別于傳統(tǒng)情況下僅由政府水利部門和生態(tài)環(huán)境部門主要負(fù)責(zé)且各自為戰(zhàn)的運(yùn)行管理機(jī)制，取而代之的是構(gòu)建天空地一體化的智慧治水監(jiān)控體系，主要包括：監(jiān)控河道水位流量的生態(tài)用水流量信息采集；入河排污口水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息采集及污水處理企業(yè)達(dá)標(biāo)排放的監(jiān)管；重要供水水庫、河湖的水質(zhì)取樣監(jiān)測(cè)和基于遙感手段反演水質(zhì)情況的雙管齊下監(jiān)測(cè)模式；建設(shè)覆蓋水源地保護(hù)區(qū)域、重要水利工程、排污口的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；基層河長(zhǎng)日常巡查情況上報(bào)；充分發(fā)揮傳統(tǒng)媒體和互聯(lián)網(wǎng)、自媒體的輿情優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)公眾參與，隨時(shí)隨地利用移動(dòng)終端上報(bào)數(shù)據(jù)；開展高分遙感、無人機(jī)航拍、水文船等點(diǎn)線面結(jié)合的全方位信息采集。

1.4上報(bào)、響應(yīng)與反饋體系

依據(jù)河長(zhǎng)制責(zé)任體系的劃分層級(jí)，構(gòu)建從基層河長(zhǎng)到總河長(zhǎng)的逐級(jí)上報(bào)與反饋體系，確保下情能夠上達(dá)，兼顧事件經(jīng)營(yíng)過程中風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)警和響應(yīng)、突發(fā)事件越級(jí)上報(bào)功能。當(dāng)有污染問題發(fā)生時(shí)，可借助行動(dòng)手機(jī)終端實(shí)時(shí)上傳問題發(fā)生地的空間位置信息和污染源屬性信息的取證照片，信息平臺(tái)通過處理匯總和響應(yīng)分析，將結(jié)果分發(fā)給責(zé)任河長(zhǎng)和相關(guān)接收部門做出決策。

1.5考核體系

河長(zhǎng)制作為一種新興的水環(huán)境行政治理模式，存在過分依賴河長(zhǎng)行政地位、重視人治而非法治的現(xiàn)象，容易造成決策的隨意性和行為后果的不確定性。為了解決河長(zhǎng)考核與問責(zé)機(jī)制不健全、治理績(jī)效難以評(píng)價(jià)、責(zé)任難以落實(shí)等現(xiàn)實(shí)問題，當(dāng)前需要探索出一種能夠滿足水環(huán)境治理長(zhǎng)效機(jī)制要求的河長(zhǎng)制考核評(píng)價(jià)體系：法律層面，推進(jìn)河長(zhǎng)制治理成功經(jīng)驗(yàn)的法治化，水利、生態(tài)環(huán)境部門會(huì)同公安、司法部門，加大水污染執(zhí)法力度，面向大眾推廣公益訴訟制度；行政層面，強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的協(xié)調(diào)同步發(fā)展，從政府、市場(chǎng)、社會(huì)的不同角度出發(fā)，使考核主體多元化，同時(shí)豐富考核指標(biāo)體系，注重信息溝通、市場(chǎng)引導(dǎo)和公眾認(rèn)可等非傳統(tǒng)指標(biāo)的考核；社會(huì)層面，引導(dǎo)公眾廣泛參與，加大環(huán)境違法問題的曝光力度，充分利用媒體宣傳優(yōu)勢(shì)，提升公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

1.6信息共享體系

河長(zhǎng)制要想破除以往在面對(duì)河湖流動(dòng)性、跨地域、權(quán)責(zé)模糊等問題時(shí)所出現(xiàn)的“九龍治水”的執(zhí)行矛盾困局，同時(shí)杜絕多水利、生態(tài)環(huán)境等部門聯(lián)合行動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的信息無法共享整合、信息孤島和重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，就必須在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部門條例的基礎(chǔ)上，推進(jìn)地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的精細(xì)化，建立全面覆蓋的信息共享體系。要借鑒數(shù)據(jù)庫信息管理的原理，依托大數(shù)據(jù)、移動(dòng)智能化手段，根據(jù)管理對(duì)象和管理職責(zé)建立基本元素?cái)?shù)據(jù)庫，統(tǒng)一編碼并管理，提高各級(jí)河長(zhǎng)的工作效率和質(zhì)量。

2遙感技術(shù)在河長(zhǎng)制體系中的應(yīng)用

2.1水域動(dòng)態(tài)監(jiān)管

高分二號(hào)影像數(shù)據(jù)具有較大的幅寬范圍、較快的重訪周期和較高的空間分辨率，這些優(yōu)勢(shì)都為遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域創(chuàng)造了廣闊的應(yīng)用空間。相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)地調(diào)查的點(diǎn)狀監(jiān)管手段，遙感技術(shù)能夠從大面積范圍掌握流域內(nèi)水生態(tài)的實(shí)時(shí)變化狀況，全面分析引起水污染的誘因，高效監(jiān)控非法侵占水體行為。利用遙感技術(shù)對(duì)水域內(nèi)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)執(zhí)法監(jiān)察，首先要收集域內(nèi)的符合監(jiān)察證據(jù)采集周期要求的衛(wèi)星影像和無人機(jī)航測(cè)影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過影像預(yù)處理，制作出既保留豐富地物信息又具有高空間分辨率特征的工作底圖。結(jié)合河長(zhǎng)責(zé)任劃分區(qū)域范圍，落實(shí)到具體對(duì)象，責(zé)任范圍內(nèi)一旦發(fā)生違規(guī)建筑或違法侵占水體現(xiàn)象，可以借助人工解譯和監(jiān)督分 類方法，判讀違法實(shí)體，之后攜判讀結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)核查，若發(fā)現(xiàn)情況屬實(shí)，即可采取措施；如果不是，可再返回解譯環(huán)節(jié)查找原因，完善解譯方法。

2.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)

成像光譜技術(shù)中，不同的地物往往具有不同的光譜特征曲線，在影像上也會(huì)有色調(diào)和亮度的差異。利用光學(xué)遙感的這個(gè)特性，結(jié)合實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)反演，分析水質(zhì)指標(biāo)的特征光譜，以此定量識(shí)別所需的地物特征信息。定量分析的關(guān)鍵在于研究出能夠精確反演所需目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的主流指標(biāo)包括葉綠素含量、水體透明度、懸浮物濃度等。目前，有關(guān)領(lǐng)域圍繞上述參數(shù)指標(biāo)展開研究時(shí)，常用的水質(zhì)反演模型包括經(jīng)驗(yàn)法、半經(jīng)驗(yàn)/半分析法和分析法。經(jīng)驗(yàn)法通過建立遙感數(shù)據(jù)與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系來推算參數(shù)值；半經(jīng)驗(yàn)/半分析法在已知的光譜特征條件下，利用最佳波段或波段組合數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)參數(shù)建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系，估算模型參數(shù)；分析法利用遙感模型和水中各組分的吸收系數(shù)與后向散射系數(shù)關(guān)系模型，反演模型參數(shù)。

2.3水土保持

控制水土流失是水域內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)之一，也是關(guān)系到流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和庫區(qū)安全的主要任務(wù)之一。加強(qiáng)水域內(nèi)水土保持現(xiàn)狀的考核與分析，可以有效減少水土流失，為水域內(nèi)安全優(yōu)質(zhì)生存環(huán)境打下良好基礎(chǔ)。以GF-2號(hào)全色多光譜影像融合數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，配合以水土保持為目的的野外調(diào)查，可以建立以水域沿岸植被覆蓋度、土地利用現(xiàn)狀分類、土壤侵蝕類型和強(qiáng)度為代表的人工解譯和判讀標(biāo)志，搜集流域內(nèi)已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，結(jié)合柵格計(jì)算得到的區(qū)域坡度圖進(jìn)行疊加分析，最終對(duì)水土保持現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，考核流域綜合治理和生態(tài)修復(fù)的績(jī)效水平，并對(duì)水土流失發(fā)展趨勢(shì)做出科學(xué)預(yù)測(cè)。

3結(jié)論

長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，要想全面深入地推進(jìn)水環(huán)境改善工作，由“河長(zhǎng)治”向“河長(zhǎng)制”升級(jí)轉(zhuǎn)變，依然任重道遠(yuǎn)。一方面，要繼續(xù)堅(jiān)持建設(shè)和完善“六個(gè)體系”，即責(zé)任體系、檔案管理體系、信息采集與監(jiān)控體系、上報(bào)響應(yīng)和反饋體系、績(jī)效考核體系和信息共享體系；另一方面，要為河長(zhǎng)制注入遙感監(jiān)測(cè)、智慧河長(zhǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新鮮元素，積極探索新技術(shù)解決老問題的方法，實(shí)踐高科技接地氣的經(jīng)驗(yàn)。最終，要長(zhǎng)效構(gòu)建跨流域河流的區(qū)域協(xié)作機(jī)制、上下游聯(lián)動(dòng)機(jī)制和水污染事件應(yīng)急聯(lián)動(dòng)執(zhí)法機(jī)制，地方財(cái)政關(guān)于水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償辦法的流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，市級(jí)河湖管理保護(hù)規(guī)章制度和河湖生態(tài)健康技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的績(jī)效評(píng)價(jià)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

［1］黃愛寶.“河長(zhǎng)制”：制度形態(tài)與創(chuàng)新趨向［J］.學(xué)海，2015（4）：141-147.

［2］程乾，劉波，李婷，等.基于高分1號(hào)杭州灣河口懸浮泥沙濃度遙感反演模型構(gòu)建及應(yīng)用［J］.海洋環(huán)境科學(xué)，2015（4）：558-563.

［3］彭保發(fā)，陳哲夫，李建輝，等.基于GF-1影像的洞庭湖區(qū)水體水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)［J］.地理研究，2018（9）：1683-1691.

作者：郭鼎 單位：河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院