張 衛(wèi)

(水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司，山東 濟南 250014)

河流、湖泊等水域不但為我們社會進步發(fā)展提供必需的生活用水，而且在灌溉排澇、航道運輸、發(fā)電等方面發(fā)揮必不可少的作用，促進社會穩(wěn)定與持續(xù)發(fā)展。因為河流、湖泊在日常監(jiān)管中存在諸多問題，違法占用河道、垃圾污水排放及河道內(nèi)非法采砂等現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重影響水質(zhì)及河道運載能力。為優(yōu)化水資源環(huán)境，明確河湖管權(quán)責(zé)任分工，規(guī)范水利工程管理保護責(zé)任體系，國家相關(guān)部門對河道治理模式進行了有效探索，并于2016年12月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長制的意見》，意見指出：依法依規(guī)落實地方主體責(zé)任，協(xié)調(diào)整合各方力量，有力促進了水資源保護、水域岸線管理、水污染防治、水環(huán)境治理等工作。全面推行河長制是落實綠色發(fā)展理念、推進生態(tài)文明建設(shè)的內(nèi)在要求，是解決我國復(fù)雜水問題、維護河湖健康生命的有效舉措，是完善水治理體系、保障國家水安全的制度創(chuàng)新[1]。

各地為實現(xiàn)河湖管理全方位、全覆蓋，推進河長巡河履職、相關(guān)部門協(xié)調(diào)配合、監(jiān)督檢查永抓不放等工作措施。但“河長制”工作技術(shù)支持仍存在流域長、區(qū)域跨度大、河道管理難、監(jiān)測管理費時費力、體系不全面等問題。為徹底解決“河長制”推進、運行過程中的技術(shù)難點問題，山東省引入航攝技術(shù)，發(fā)揮其成本低、飛行距離遠、獲取海量信息等特點，更好地為河湖工作的實施提供有效保障。

1 無人機航攝技術(shù)

遙感技術(shù)擁有環(huán)境適應(yīng)能力強、操作簡便、精度高等特點，根據(jù)傳感器離著地面的距離不同，將遙感分為航天遙感、航空遙感和地面遙感三類。通常意義的、廣泛應(yīng)用的遙感是低空遙感，即設(shè)計飛行高度不高于1000m的航攝遙感技術(shù)。無人機航攝技術(shù)是一種集無人駕駛飛行器、遙感傳感慣性導(dǎo)航技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS技術(shù)于一身的新型智能技術(shù)[2-4]。

無人機機動、靈活、飛行高度可在100m左右，能迅速到達指定區(qū)域，對目標(biāo)進行精準(zhǔn)航拍、錄像。其對起飛環(huán)境的要求也不高，智能化程度高，可以自行規(guī)劃線路，并有實時避障功能。其獲得的影像分辨率高，地物特征易識別、區(qū)分，精度達到厘米級。成果不僅可以是正射影像數(shù)據(jù)，也可以是利用傾斜攝影技術(shù)多角度拍攝、形成空間三維模型的立體數(shù)據(jù)，另外也可獲取空中俯視角度的錄像、照片，更直觀、更全面。

2 河長制

河湖是水資源的重要載體，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，保護河湖水資源、維護河湖生態(tài)系統(tǒng)完整性，是貫徹落實綠色發(fā)展理念、推進生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)美麗中國的必然要求。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記多次就治水做出重要指示，明確提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，為推進新時代治水提供了科學(xué)指南和根本遵循。

踐行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，呵護山水林田湖草生命共同體，需要充分發(fā)揮河湖長制平臺作用，系統(tǒng)推進河湖管理保護各項工作邁上新臺階。具體來說，一是以推動河長制、湖長制從“有名”向“有實”“有能”轉(zhuǎn)變?yōu)橹骶€，壓緊壓實河長、湖長和有關(guān)部門責(zé)任，做到“有人管”“管得住”“管得好”；二是持續(xù)清理整治河湖“亂象”，恢復(fù)河湖水系連通功能，騰退河湖岸線生態(tài)空間，改善河湖面貌；三是強化水資源剛性約束，實現(xiàn)合理分水、管住用水、系統(tǒng)治水；四是大力推進法規(guī)制度建設(shè)，構(gòu)建河湖管護長效機制[5]。

利用無人機航攝技術(shù)，能有效彌補人力無法到達預(yù)定位置、時間有限等缺點，可以從宏觀上、微觀上在河道動態(tài)監(jiān)督、巡查方面發(fā)揮極大用途。真正做到以點帶線、巡線找點，細化督查，找問題、查責(zé)任、促履職，調(diào)動加強河湖管理保護的積極性，推動河長制、湖長制實現(xiàn)名實相符。

3 山東河長制工作中遙感應(yīng)用成果分析

山東全力推動河長制、湖長制從全面建立到全面見效轉(zhuǎn)變，全省河湖面貌煥然一新，界明、河暢、水清、景美成為山東美麗河湖的“新名片”，無人機航攝技術(shù)起著重要作用。

3.1 完成河湖水系岸線劃界

山東省全力推進河湖管理范圍劃定工作，2019年流域面積在50km2以上的河流以及設(shè)立縣級以上河湖長的1980條(段)河湖劃界工作完成；截至2020年10月，7700余條(段)農(nóng)村河湖劃界基本完成，測繪岸線5.27萬km，埋設(shè)界樁22.4萬個。河湖管理范圍由縣級以上人民政府公告，實現(xiàn)管理范圍矢量數(shù)據(jù)上圖，界樁信息移動端查詢，全省河湖劃界進展在全國領(lǐng)先。通過河湖劃界，權(quán)責(zé)界限更加清晰，水域岸線更加規(guī)范，有效夯實了河湖空間管控基礎(chǔ)，為實現(xiàn)河湖精準(zhǔn)化治理、精細化管護打下了堅實基礎(chǔ)。

具體劃界工作：基于衛(wèi)星航攝技術(shù)，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上河湖、閘壩及相關(guān)水利構(gòu)筑物進行線畫標(biāo)繪、校核和埋樁，理清省、市、縣流域分布，實現(xiàn)河流、湖庫、各類水利設(shè)施數(shù)字化，明確界限、范圍、責(zé)任。文章以淄博市石馬水庫為例，運用大疆精靈4RTK航飛、處理并劃界。

(1)外業(yè)采集：在項目實施過程中首先確定測區(qū)范圍，在水庫周邊明顯十字路口、山頂均勻布測像控點。根據(jù)測區(qū)地物情況、1∶5000比例尺精度設(shè)置無人機的起飛參數(shù)，確定航高、重疊度及拍照方式等，完成飛行過程。飛行完成后，現(xiàn)場查看航飛質(zhì)量，完善飛行成果。

(2)內(nèi)業(yè)處理：飛回的帶pose的照片數(shù)據(jù)導(dǎo)入pix4d軟件先進行平差，后利用像控制刺點完成空三優(yōu)化，然后空三加密，保證同名點對對相交。根據(jù)空三加密結(jié)果，對影像進行重采樣，生成核線影像，然后影像金字塔匹配生成DSM?；诮ㄖ锾卣骶€構(gòu)建TIN，數(shù)字微分糾正生成DOM，對原始的DOM進行勻光勻色、邊界裁切，獲得滿足精度要求的DOM。利用清華山維EPS軟件，根據(jù)DSM實景表面模型生成DLG，實地調(diào)繪、補測航攝漏洞[6-8]。

(3)岸線劃界：結(jié)合石馬水庫國土證資料、興利水位、設(shè)計水位等確定水庫349.50m水位以下為管理范圍線，并結(jié)合《五陽湖國家濕地公園總體規(guī)劃》(2017—2021年)、石馬鎮(zhèn)總體規(guī)劃等，劃定適合庫區(qū)的管理范圍線，即外緣控制線，埋樁、建立樁點身份信息、并標(biāo)繪保護區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)等范圍。

3.2 助力河湖“清四亂”

2017年以來，山東省先后實施“清河行動”“清河行動回頭看”“深化清違整治、構(gòu)建無違河湖”等專項行動，成效顯著，先后核查整改河湖違法違規(guī)問題8.5萬余處，違法建筑、種養(yǎng)殖大棚等一大批河湖頑瘴痼疾和陳年積弊被清除。

在河湖“清四亂”過程中，充分利用遙感智能識別系統(tǒng)、河湖岸線成果、巡河App，發(fā)現(xiàn)問題、整改督辦。問題清單下派后，對全部問題逐一開展現(xiàn)場核實。確認是否屬實，不屬實的確認類型是水利合法項目、管理范圍線外，還是做過洪評等，出具相關(guān)證明；屬實的，進行整改清除，并提交整改前后對比照片，全面實現(xiàn)河湖問題精準(zhǔn)監(jiān)督，點對點落實問題，提高了“河長制”工作效率[9-11]。

3.3 助力日常巡河

為落實河長職責(zé)，加大河道日常巡河頻次，實現(xiàn)對河道污染問題及時發(fā)現(xiàn)、及時處理、找源頭早懲戒。濰坊市采用無人機巡河，低空安全范圍排查，構(gòu)建地面與空間結(jié)合、河長與無人機集合的多方式高效率巡河模式[12-13]。

4 結(jié)語

無人機航攝技術(shù)為河長制工作的開展提供了岸線數(shù)據(jù)支撐，并為后續(xù)工作提供了保證。該手段對河道日常巡查、深度巡查、污染口監(jiān)管等工作發(fā)揮積極作用，尤其對人力無法到達的地段及偏遠地區(qū)的河長制工作更有極大的推動作用。無人機航攝技術(shù)有利于落實“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，建設(shè)造福人民的幸福河湖。