賴 杭，鄒顯勇，范光偉，楊 躍，田茂春

(1.珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院 智慧水利研究所，廣州 510610；2.華南理工大學(xué) 軟件學(xué)院，廣州 510006)

1 研究背景

2016—2017年，中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組、中共中央辦公廳和國(guó)務(wù)院辦公廳相繼印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》和《關(guān)于在湖泊實(shí)施湖長(zhǎng)制的指導(dǎo)意見》，明確提出了加強(qiáng)河湖水域岸線管理保護(hù)、加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管、建立河湖日常監(jiān)管巡查制度等方面的工作要求。

目前，已有不少學(xué)者在強(qiáng)化河湖岸線監(jiān)管方面進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[1]—文獻(xiàn)[4]基于無(wú)人機(jī)及遙感技術(shù)的特點(diǎn)，分析了無(wú)人機(jī)及遙感技術(shù)在河湖岸線監(jiān)管中應(yīng)用的可行性，提出了相應(yīng)的應(yīng)用模式。金晶等[5-6]提出通過(guò)無(wú)人機(jī)三維傾斜攝影、遙感航攝等手段實(shí)時(shí)高效采集河湖岸線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，搭建無(wú)人機(jī)遙感河湖岸線監(jiān)測(cè)平臺(tái)。同時(shí)，針對(duì)河湖岸線監(jiān)管效率不高及監(jiān)管手段信息化程度不足等現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)和開發(fā)了河湖岸線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，為河湖綜合治理提供技術(shù)支撐。丁春梅等[7]根據(jù)黑臭水體的特性，選取透明度、溶解氧等監(jiān)測(cè)指標(biāo)，構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，為降低河長(zhǎng)巡河問(wèn)題的漏報(bào)率，做到及時(shí)預(yù)警提供了技術(shù)支撐。陳鵬等[8]提出應(yīng)用輿情分析、圖像識(shí)別、智能語(yǔ)音交互、知識(shí)圖譜等人工智能技術(shù)，輔助河長(zhǎng)制輿情監(jiān)控、河湖突發(fā)事件監(jiān)控、巡河監(jiān)督等業(yè)務(wù)的高效和精細(xì)管理，支撐河長(zhǎng)制長(zhǎng)效管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。許靜波[9]利用視頻監(jiān)控搭建水面漂浮物監(jiān)測(cè)及估算系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水面漂浮物信息的數(shù)據(jù)采集、處理和資源共享,為河道的強(qiáng)化管理提供了新思路。還有不少學(xué)者[10-12]提出了基于移動(dòng)端與PC端協(xié)同的河長(zhǎng)制信息管理系統(tǒng)，利用PC端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各類信息高效處理，利用移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)戶外高效巡河。此外，談廣鳴等[13]提出要研發(fā)河湖水域及岸線動(dòng)態(tài)監(jiān)管與功能評(píng)估技術(shù)，構(gòu)建河湖岸線動(dòng)態(tài)監(jiān)管模式與服務(wù)平臺(tái)，為建設(shè)生態(tài)岸線、平安岸線提供科技支撐。劉晉高等[14]提出了綜合利用多種監(jiān)管技術(shù)手段的河湖岸線智慧監(jiān)管方案，為提高河湖岸線監(jiān)管水平提供了新的思路，但并未介紹方案具體該如何實(shí)現(xiàn)。

綜上可知，已有的研究主要集中在單獨(dú)利用遙感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)手段進(jìn)行河湖及岸線監(jiān)管，綜合利用多種監(jiān)管手段進(jìn)行河湖岸線監(jiān)管的研究較少。在現(xiàn)有的河湖長(zhǎng)制工作方案基礎(chǔ)上，如何綜合利用各種監(jiān)管手段，建立有效可持續(xù)的監(jiān)管技術(shù)方案，已是水利管理工作者切實(shí)關(guān)注的問(wèn)題。本文提出一種綜合利用空、天、地立體監(jiān)管手段進(jìn)行河湖岸線監(jiān)管的監(jiān)管模式，同時(shí)，研究分析了綜合利用空、天、地等監(jiān)管技術(shù)存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方法。最后，以廣州市南沙區(qū)為例，設(shè)計(jì)開發(fā)一套可綜合利用空、天、地等監(jiān)管手段的河湖岸線智慧監(jiān)管平臺(tái)，以期為河湖岸線智慧監(jiān)管提供技術(shù)支撐，提高河湖岸線監(jiān)管水平。

2 綜合監(jiān)管模式

當(dāng)前，空、天、地監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法主要有遙感影像解譯、無(wú)人機(jī)航拍、無(wú)人監(jiān)測(cè)船、水文水質(zhì)測(cè)站和視頻監(jiān)控站等。不同的監(jiān)測(cè)方法對(duì)應(yīng)不同的監(jiān)管手段，本文將監(jiān)管手段分成基于遙感監(jiān)測(cè)的遙感監(jiān)管、基于現(xiàn)場(chǎng)巡查和無(wú)人機(jī)航拍的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、基于各類測(cè)站監(jiān)測(cè)的測(cè)站監(jiān)管。不同的監(jiān)測(cè)手段各有特點(diǎn)，適用于不同的監(jiān)管場(chǎng)景，如表1所示。

表1 監(jiān)測(cè)手段特點(diǎn)及適用場(chǎng)景Table 1 Characteristics and application scenarios of monitoring approaches

面對(duì)范圍廣、問(wèn)題類型多、場(chǎng)景復(fù)雜的河湖岸線，單獨(dú)使用某種監(jiān)測(cè)手段難以實(shí)現(xiàn)全面高效監(jiān)管，所以，需綜合利用上述監(jiān)管手段，充分發(fā)揮各種監(jiān)管手段的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)河湖岸線的智慧監(jiān)管。本文提出一種將遙感監(jiān)管、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、測(cè)站監(jiān)管相結(jié)合的監(jiān)管模式。以最常見的岸線侵占監(jiān)管為例，首先，以遙感監(jiān)管為基礎(chǔ)，利用遙感監(jiān)管對(duì)岸線進(jìn)行摸底，通過(guò)分析遙感監(jiān)管成果，制定現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管方案；然后，以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管為補(bǔ)充，結(jié)合無(wú)人機(jī)及人工巡查對(duì)遙感監(jiān)管及測(cè)站監(jiān)管發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核及處置；最后，對(duì)一些重點(diǎn)問(wèn)題利用視頻圖像、水文水質(zhì)等測(cè)站進(jìn)行持續(xù)監(jiān)管。監(jiān)管流程如圖1所示。

圖1 綜合監(jiān)管流程Fig.1 Comprehensive supervision process

綜合監(jiān)管中，不同監(jiān)管手段之間的數(shù)據(jù)可以相互驗(yàn)證、相互補(bǔ)充，提高監(jiān)管的準(zhǔn)確性和監(jiān)管效率。在遙感監(jiān)管和測(cè)站監(jiān)管間，一方面，通過(guò)遙感反演可以獲取河段范圍內(nèi)可能存在的污染點(diǎn)，為測(cè)站安裝選址提供參考；另一方面，通過(guò)測(cè)站監(jiān)測(cè)到的水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)遙感反演的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和率定，不斷優(yōu)化模型，使得遙感反演的結(jié)果更加準(zhǔn)確。在遙感監(jiān)管和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管間，一方面，遙感解譯發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題可以幫助制定現(xiàn)場(chǎng)巡查方案，根據(jù)問(wèn)題點(diǎn)的數(shù)量、面積、位置提前規(guī)劃好巡查的人數(shù)、路線、要攜帶的設(shè)備，當(dāng)問(wèn)題點(diǎn)擾動(dòng)的面積較大時(shí)，還可以提前計(jì)劃攜帶無(wú)人機(jī)輔助現(xiàn)場(chǎng)勘察，提高現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管效率，避免盲目巡河；另一方面，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管除了可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處置，還可以對(duì)遙感解譯的成果進(jìn)行復(fù)核，排除一些非監(jiān)管問(wèn)題，如一些地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的擾動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和測(cè)站監(jiān)管間，一方面，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管可以對(duì)測(cè)站監(jiān)管的問(wèn)題進(jìn)行處置和復(fù)核，如水質(zhì)數(shù)據(jù)異常也可能是設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致的；另一方面，測(cè)站監(jiān)管可以輕松實(shí)現(xiàn)問(wèn)題點(diǎn)的無(wú)人值守，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后再派人到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處置，可以提高監(jiān)管效率，減少監(jiān)管工作量。

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 基于分布式的遙感監(jiān)管技術(shù)

遙感技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于河湖水域岸線管理保護(hù)、水質(zhì)與水污染監(jiān)測(cè)。以“四亂”(亂占、亂采、亂堆、亂建)中的岸線侵占為例，利用遙感影像進(jìn)行監(jiān)管的主要流程如圖2所示。其中，解譯成果綜合分析是將解譯結(jié)果結(jié)合岸線規(guī)劃信息、涉水工程審批信息、測(cè)站監(jiān)測(cè)信息以及現(xiàn)場(chǎng)巡查信息進(jìn)行綜合比對(duì)，從而判斷某一圖斑是否存在監(jiān)管問(wèn)題，如是否在岸線保護(hù)范圍內(nèi)、是否經(jīng)過(guò)審批、是否超出建設(shè)范圍等。

圖2 遙感監(jiān)管流程Fig.2 Remote sensing supervision process

遙感監(jiān)管的實(shí)現(xiàn)離不開一些關(guān)鍵技術(shù)的支持。在數(shù)據(jù)管理方面，遙感監(jiān)管離不開海量的遙感影像，對(duì)海量遙感影像的高效管理、快速檢索是實(shí)現(xiàn)持續(xù)性遙感監(jiān)管的基礎(chǔ)。利用基于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的海量遙感影像存儲(chǔ)技術(shù)[15-17]可以解決海量遙感影像存儲(chǔ)管理問(wèn)題。在數(shù)據(jù)訪問(wèn)方面，遙感影像因?yàn)閿?shù)據(jù)量大，直接使用幾GB甚至十幾GB的原始數(shù)據(jù)較為困難，利用基于分布式的遙感影像快速切片技術(shù)[18-20]可以將遙感影像轉(zhuǎn)化成影像瓦片，再將瓦片發(fā)布成地圖服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線訪問(wèn)，可解決遙感數(shù)據(jù)在線訪問(wèn)問(wèn)題。本文綜合利用上述分布式、大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的高效管理，為實(shí)現(xiàn)高效可持續(xù)的遙感監(jiān)管奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 基于微信小程序的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管技術(shù)

針對(duì)遙感監(jiān)管發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管對(duì)問(wèn)題進(jìn)行復(fù)核及處置。對(duì)于較小的侵占問(wèn)題，可以通過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)勘察的方式進(jìn)行復(fù)核。對(duì)于侵占數(shù)量多且侵占面積較大的區(qū)域，可以選擇利用無(wú)人機(jī)航拍對(duì)侵占區(qū)域進(jìn)行取證。利用無(wú)人機(jī)航拍可根據(jù)需要采集現(xiàn)場(chǎng)視頻、圖像、激光點(diǎn)云等數(shù)據(jù)，除了可以提高現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管效率，后期還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工獲得更豐富的數(shù)據(jù)，如加工成正射影像、三維模型或者全景圖。將加工后的數(shù)據(jù)和工程審批信息進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)比，可以幫助判定工程項(xiàng)目是否存在違規(guī)行為，以及準(zhǔn)確計(jì)算違規(guī)面積的大小。此外，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管還包括河長(zhǎng)制日常巡河，在巡河過(guò)程中可能發(fā)現(xiàn)一些遙感解譯無(wú)法發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如岸邊小面積的垃圾堆放、隱蔽處的排污口。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管離不開移動(dòng)端應(yīng)用的配合。目前主流的移動(dòng)端應(yīng)用大致可分為傳統(tǒng)App和微信小程序兩類。傳統(tǒng)App開發(fā)成本高、開發(fā)周期長(zhǎng)、升級(jí)維護(hù)繁瑣、用戶體驗(yàn)不佳；和傳統(tǒng)App相比，微信小程序具有更多優(yōu)勢(shì)[21-24]。從用戶角度看，微信小程序使用方便，用戶體驗(yàn)好。微信小程序無(wú)需安裝、隨點(diǎn)隨用、資源占用小、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)極大提升了用戶體驗(yàn)；從開發(fā)者角度看，微信小程序開發(fā)成本低、開發(fā)周期短。微信小程序采用組件化開發(fā)框架，有良好的開發(fā)生態(tài)圈，提供豐富的組件及應(yīng)用程序編程接口(API)，具有原生的跨平臺(tái)性，可滿足不同手機(jī)平臺(tái)的需求。

為提高現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管效率和能力，開發(fā)與平臺(tái)配套的巡查小助手微信小程序，通過(guò)平臺(tái)與移動(dòng)端相互配合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管能力的提升。一方面，平臺(tái)為人工巡河提供問(wèn)題導(dǎo)向，避免盲目巡河，提高巡河效率：巡河前，通過(guò)小程序從平臺(tái)自動(dòng)獲取存在的監(jiān)管問(wèn)題，然后針對(duì)問(wèn)題地點(diǎn)進(jìn)行巡查；到現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行確認(rèn)和處置時(shí)，可以采集現(xiàn)場(chǎng)的音視頻信息，同時(shí)將信息上傳到平臺(tái)。另一方面，平臺(tái)為巡河問(wèn)題的判斷提供信息支撐，在巡查過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)不確定的問(wèn)題，可以通過(guò)小程序?qū)?wèn)題位置、問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)的音視頻圖片等信息上傳到平臺(tái)，由平臺(tái)結(jié)合岸線規(guī)劃信息、涉水工程審批信息、水利設(shè)施信息對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性與定量分析，如河邊的建筑是否在河道管理范圍內(nèi)，進(jìn)一步，計(jì)算有多大面積是在河道管理范圍內(nèi)或者有多大面積超出審批范圍。這些問(wèn)題的定性及定量分析單靠現(xiàn)場(chǎng)目視是無(wú)法完成的。

3.3 基于人工智能的測(cè)站監(jiān)管技術(shù)

針對(duì)一些長(zhǎng)期存在且反復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題，如工廠排污、工地施工廢水排放等，利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)可以對(duì)問(wèn)題點(diǎn)實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)管。對(duì)于水質(zhì)水文測(cè)站獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)只需將監(jiān)測(cè)結(jié)果跟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)即可發(fā)現(xiàn)結(jié)果是否正常，如果結(jié)果超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則在系統(tǒng)中增加相應(yīng)的監(jiān)管問(wèn)題，并通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行提示。對(duì)于視頻圖像監(jiān)測(cè)站獲取的監(jiān)控視頻圖像，因?yàn)檫`規(guī)事件發(fā)生過(guò)程往往只需1～2 min，甚至只有幾秒，如何從大量的視頻圖像中發(fā)現(xiàn)有用的信息是實(shí)現(xiàn)基于視頻圖像監(jiān)管可持續(xù)的關(guān)鍵。利用基于人工智能的圖像識(shí)別目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)可以幫助快速發(fā)現(xiàn)圖像中存在的監(jiān)管問(wèn)題。以岸線侵占中的岸邊砂場(chǎng)監(jiān)管為例，可通過(guò)檢測(cè)砂場(chǎng)中的卡車、船舶等關(guān)鍵目標(biāo)判斷砂場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。砂場(chǎng)正常運(yùn)行期間通過(guò)船舶將河砂運(yùn)到岸邊，再由卡車將河砂運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。所以，檢測(cè)到的卡車和船舶的數(shù)量越多說(shuō)明砂場(chǎng)的運(yùn)行情況越好;相反，如果較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)砂場(chǎng)都沒有卡車駛?cè)?，則說(shuō)明砂場(chǎng)可能已經(jīng)停工。

YOLO(You Only Look Once)[25]是一個(gè)端到端的統(tǒng)一的實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，具有速度快、背景誤檢率低、泛化能力強(qiáng)等特點(diǎn)。文獻(xiàn)[26]—文獻(xiàn)[30]研究表明，由于模型的上述優(yōu)點(diǎn)，基于該模型或者該模型的改進(jìn)模型已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的目標(biāo)檢測(cè)當(dāng)中。本文選擇利用YOLO模型進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)基于視頻圖像的智能監(jiān)管。YOLO模型實(shí)現(xiàn)了包括船舶、卡車、行人在內(nèi)的一共80類物體的目標(biāo)檢測(cè)功能，為了提高模型在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)目標(biāo)檢測(cè)的準(zhǔn)確率，可以利用監(jiān)控的圖片對(duì)模型進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。首先，在監(jiān)控的圖片中標(biāo)注一批關(guān)鍵目標(biāo)的樣本;然后，利用標(biāo)記好的樣本對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練;最后，將訓(xùn)練好的模型用于監(jiān)控圖片的目標(biāo)檢測(cè)。

利用目標(biāo)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管的流程如圖3所示。以岸邊砂場(chǎng)監(jiān)管為例，站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的監(jiān)管場(chǎng)景是岸邊砂場(chǎng)，監(jiān)管問(wèn)題是砂場(chǎng)是否運(yùn)營(yíng)，關(guān)鍵目標(biāo)是船舶、卡車、行人。當(dāng)圖片檢測(cè)到目標(biāo)對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)生成該站點(diǎn)的“疑似砂場(chǎng)營(yíng)運(yùn)”問(wèn)題。因?yàn)闄z測(cè)存在誤差，所以將問(wèn)題標(biāo)注為疑似問(wèn)題，同時(shí)需要對(duì)疑似問(wèn)題進(jìn)行人工審核。

圖3 基于圖像識(shí)別的監(jiān)管流程Fig.3 Supervision process based on image recognition

識(shí)別到疑似問(wèn)題后平臺(tái)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示，管理人員通過(guò)查看相應(yīng)的監(jiān)控圖片以及綜合分析臨近時(shí)段內(nèi)的監(jiān)控圖片、測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)等判斷該問(wèn)題是否存在。如果確實(shí)存在，則可以將相應(yīng)的問(wèn)題推送給河長(zhǎng)制管理系統(tǒng)或者平臺(tái)移動(dòng)端，由巡河人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行問(wèn)題處理。如果結(jié)果為錯(cuò)誤識(shí)別，則將疑似問(wèn)題撤銷，同時(shí)更新檢測(cè)結(jié)果表中的記錄狀態(tài)為錯(cuò)誤檢測(cè)，后期可以利用檢測(cè)錯(cuò)誤的圖片對(duì)模型進(jìn)行新一輪的強(qiáng)化訓(xùn)練，從而提高模型的識(shí)別能力。

4 應(yīng)用實(shí)踐

4.1 平臺(tái)構(gòu)建

河湖岸線智慧監(jiān)管平臺(tái)依托云平臺(tái)，采用前后端分離的技術(shù)路線，前端采用Html5等技術(shù)，后臺(tái)采用SSM[31]框架，系統(tǒng)主界面如圖4所示。整體框架如圖5所示，包含數(shù)據(jù)層、方法層、應(yīng)用層。其中，數(shù)據(jù)層主要用于匯集多源、海量的各類動(dòng)態(tài)監(jiān)管數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速接入和高效存儲(chǔ)管理，如遙感影像數(shù)據(jù)的管理；方法層采用組件化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類監(jiān)管數(shù)據(jù)處理方法的封裝和高效集成，如智能圖像識(shí)別功能實(shí)現(xiàn)視頻圖像的智能識(shí)別；應(yīng)用層是系統(tǒng)人機(jī)交互的接口，通過(guò)PC端和移動(dòng)端為用戶提供河湖岸線動(dòng)態(tài)監(jiān)管服務(wù)，為各層級(jí)河湖岸線管理保護(hù)與高效利用提供支撐。

圖4 系統(tǒng)主界面Fig.4 Main interface of the system

圖5 系統(tǒng)框架Fig.5 Architecture of the system

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層包括了基礎(chǔ)地理庫(kù)、立體監(jiān)測(cè)庫(kù)、評(píng)估規(guī)劃庫(kù)、河湖監(jiān)管庫(kù)等。從業(yè)務(wù)層看，基礎(chǔ)地理庫(kù)用于存放河流水系、水利設(shè)施、遙感影像等河湖岸線相關(guān)的地理數(shù)據(jù)；立體監(jiān)測(cè)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)遙感解譯成果、視頻圖像、水文水質(zhì)等監(jiān)測(cè)信息；河湖監(jiān)管庫(kù)包括涉水工程管理庫(kù)和監(jiān)管問(wèn)題庫(kù)。其中，涉水工程管理庫(kù)主要用于存放涉水工程數(shù)據(jù)，監(jiān)管問(wèn)題庫(kù)主要用于存儲(chǔ)在河湖岸線監(jiān)管過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)據(jù)及問(wèn)題的處理情況。

不同監(jiān)管手段間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，除了通過(guò)問(wèn)題編號(hào)，即針對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)不同手段獲取不同的監(jiān)管信息，然后補(bǔ)充到監(jiān)管問(wèn)題庫(kù)中，還可以通過(guò)監(jiān)管問(wèn)題中的地理位置信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如將巡查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與遙感解譯發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題在空間上進(jìn)行疊加，調(diào)用簡(jiǎn)單的GIS要素相交運(yùn)算，即可實(shí)現(xiàn)2個(gè)問(wèn)題的關(guān)聯(lián)分析。

4.2 實(shí)際應(yīng)用

系統(tǒng)研發(fā)完成后，利用系統(tǒng)對(duì)示范區(qū)進(jìn)行了立體監(jiān)管應(yīng)用測(cè)試。系統(tǒng)能夠綜合利用遙感影像、無(wú)人機(jī)航拍、視頻監(jiān)控、人工巡查對(duì)河湖岸線問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)管。結(jié)果表明，綜合利用多種監(jiān)管手段對(duì)河湖岸線進(jìn)行監(jiān)管相比單獨(dú)利用某種監(jiān)管手段，收集的問(wèn)題資料更加全面，更加有利于決策，符合設(shè)計(jì)預(yù)期功能，滿足河湖岸線監(jiān)管需求，提高了監(jiān)管效率和水平。部分監(jiān)管成果如表2所示。

表2 監(jiān)管成果統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of regulatory achievements

5 總結(jié)與展望

通過(guò)監(jiān)管應(yīng)用測(cè)試，證明系統(tǒng)能夠利用無(wú)人機(jī)遙感、人工智能、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，充分結(jié)合遙感監(jiān)管、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、測(cè)站監(jiān)管等監(jiān)管手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖岸線高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可達(dá)到及時(shí)、準(zhǔn)確、全面獲取河湖岸線監(jiān)管信息的目的，改善傳統(tǒng)監(jiān)管模式信息獲取不及時(shí)、監(jiān)測(cè)覆蓋面窄和工作效率低的問(wèn)題。該系統(tǒng)在河湖岸線日常管理中的應(yīng)用，將提高河湖岸線監(jiān)管工作的覆蓋面和時(shí)效性，為提高河湖岸線監(jiān)管水平，提高河湖岸線利用效率提供技術(shù)支撐。總而言之，本文提出綜合利用空、天、地多種監(jiān)管手段進(jìn)行河湖岸線監(jiān)管，為河湖岸線監(jiān)管提供了一種可行的參考方案，具有一定推廣應(yīng)用價(jià)值。

在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)還存在一些不足。如在監(jiān)控圖像識(shí)別過(guò)程中有一些錯(cuò)誤識(shí)別的情況，圖像識(shí)別的準(zhǔn)確率還有待提高；多種監(jiān)管信息的疊加分析還依賴人工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)管信息的自動(dòng)疊加分析；利用岸線監(jiān)管成果對(duì)岸線實(shí)現(xiàn)分析評(píng)價(jià)功能還未實(shí)現(xiàn)等。這些功能需要在后面的研究中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)、改進(jìn)和完善。