佟 晶， 楊金中， 杜 鑫， 杜曉敏， 李春博， 安 娜

(1.中國自然資源航空物探遙感中心，北京 100083； 2.中國地質(zhì)大學(北京)土地科學技術(shù)學院，北京 100083)

0 引言

據(jù)初步統(tǒng)計，我國因工業(yè)企業(yè)關(guān)停轉(zhuǎn)移而遺留的污染地塊(也稱為“棕地(brownfields)”)數(shù)量超過50多萬塊[1]，不少地方存在著“污土入市”以及“毒地開發(fā)”的情況，危害著人居環(huán)境安全[2]。隨著《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法(試行)》、《中華人民共和國土壤污染防治法》等有關(guān)土壤污染治理方面的法律法規(guī)的頒布和實施[3-12]，加強對污染地塊再開發(fā)利用準入管理的迫切性日趨凸顯； 尤其對于進入風險管控與修復名錄的地塊，在其未完成風險管控與修復治理前，嚴禁開發(fā)為居住用地、公共管理和公共服務用地[3]。因此，利用技術(shù)手段對污染地塊再開發(fā)利用情況進行動態(tài)監(jiān)管尤為重要[13]?；诟呖臻g分辨率遙感影像的遙感監(jiān)測技術(shù)是目前開展土地利用現(xiàn)狀變化調(diào)查和研究的主要技術(shù)手段，其監(jiān)測結(jié)果具有及時性和客觀性，能夠為相關(guān)管理部門提供準確的研究數(shù)據(jù)。

在污染地塊再開發(fā)利用監(jiān)管方面，國內(nèi)目前僅對于污染地塊再開發(fā)利用的制度和政策方面有所研究[2-7，12，14-15]，但利用遙感技術(shù)開展污染地塊再開發(fā)利用監(jiān)測的成果尚未見報道。本文以浙江省2021年1月1日之前納入全國污染土壤信息管理系統(tǒng)中風險管控與修復名錄的污染地塊作為監(jiān)測目標，結(jié)合全國污染土壤信息管理系統(tǒng)中污染地塊移除風險管控與修復名錄信息，對浙江省污染地塊的土地治理和開發(fā)利用現(xiàn)狀進行遙感監(jiān)測，旨在探索污染地塊再開發(fā)利用遙感監(jiān)測的技術(shù)流程，掌握浙江省污染地塊風險管控與修復治理、再開發(fā)利用現(xiàn)狀情況，為地方自然資源和生態(tài)環(huán)境部門制定和完善污染地塊開發(fā)利用的管控措施提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

浙江省是長江經(jīng)濟帶的主要省份。近年來，隨著污染企業(yè)關(guān)停數(shù)量的快速增多，該省進入全國風險管控與修復名錄的地塊數(shù)量已居于全國前列?；谌珖廴就寥佬畔⒐芾硐到y(tǒng)，以2021年1月1日為時間節(jié)點，對浙江省風險管控與修復名錄中102個污染地塊信息進行下載和梳理，選取來源于電氣機械和器材制造業(yè)、紡織業(yè)、化學原料和化學制品制造業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、金屬及非金屬制品業(yè)、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、裝卸搬運和倉儲業(yè)等9個污染源類型的98個地塊作為監(jiān)測對象(圖1)。

圖1 浙江省風險管控與修復名錄監(jiān)測污染地塊區(qū)域分布圖Fig.1 Regional distribution of the monitored brownfieldsin the risk control and rehabilitationlist in Zhejiang Province

2 遙感監(jiān)測方法

本研究技術(shù)流程如圖2所示。主要基于ArcGIS平臺，開展污染地塊的空間信息及屬性數(shù)據(jù)整理、遙感影像數(shù)據(jù)處理和解譯、監(jiān)測結(jié)果綜合分析等工作。監(jiān)測方法是基于污染地塊空間信息定位獲取遙感影像數(shù)據(jù)，將污染地塊調(diào)查階段的影像作為歷史期影像、2021年上半年的影像作為對比監(jiān)測影像； 在對遙感影像的數(shù)據(jù)裁剪及校正處理的基礎上，建立遙感解譯標志； 通過人工目視解譯，識別出污染地塊邊界范圍內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀信息； 結(jié)合全國污染土壤信息管理系統(tǒng)中名錄污染地塊風險管控及修復效果評估的完成情況，對監(jiān)測結(jié)果進行綜合分析評價。

圖2 污染地塊土地再開發(fā)利用遙感監(jiān)測技術(shù)流程圖Fig.2 Chart of the monitoring technology of theredevelopment and use of the brownfields

2.1 數(shù)據(jù)整理及處理

本研究監(jiān)測所需要的數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)2類。矢量數(shù)據(jù)來源于浙江省風險管控與修復名錄中的污染地塊空間坐標及屬性數(shù)據(jù)?；贏rcGIS平臺將該數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為CGCS2000投影坐標，并進行地塊邊界矢量數(shù)據(jù)成圖和屬性賦予。針對污染地塊邊界矢量數(shù)據(jù)缺失或不準確的問題，本研究通過歷史影像和現(xiàn)狀影像的校正對比，結(jié)合污染地塊的調(diào)查及風險評估報告信息，重新識別提取了這些地塊的邊界。遙感影像數(shù)據(jù)包含污染地塊調(diào)查階段歷史期影像和由2021年最新遙感影像數(shù)據(jù)構(gòu)成的監(jiān)測期影像。歷史期影像數(shù)據(jù)源主要為國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)； 監(jiān)測期影像則收集融合多個傳感器的影像數(shù)據(jù)，包括2.0 m分辨率的高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)、2.0 m分辨率的高分六號全色光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)和2.16 m分辨率的資源三號衛(wèi)星數(shù)據(jù)。由于污染地塊面積較小，為了更好地掌握污染地塊周邊用地的情況，將污染地塊空間邊界矢量外擴500 m作為監(jiān)測工作范圍，通過批量裁剪處理，獲取了污染地塊歷史期和監(jiān)測期遙感數(shù)據(jù)。以監(jiān)測期影像為基礎，對污染地塊的歷史期影像進行了幾何糾正； 同時，對監(jiān)測期多源遙感影像進行了數(shù)據(jù)融合處理。

2.2 開發(fā)利用活動解譯識別

根據(jù)風險管控與修復名錄污染地塊范圍內(nèi)土地利用的實際情況，將開發(fā)利用活動跡象主要分為風險管控活動、修復活動、正在實施開發(fā)建設活動、已完成開發(fā)建設活動4種類型，其在高空間分辨率遙感影像上的識別標志如圖3 和表1所示。采用人機交換解譯的方法[16]，參考污染地塊的歷史期影像，基于2021年監(jiān)測期影像圈定污染地塊邊界范圍內(nèi)的土地實施風險管控、土壤修復、開發(fā)建設活動跡象圖斑； 再結(jié)合全國污染地塊信息系統(tǒng)中污染地塊的各類型報告，解譯識別所圈定圖斑的開發(fā)利用活動跡象。

表1 污染地塊土地治理與開發(fā)利用活動跡象解譯識別標志Tab.1 Remote sensing identification keys ofredevelopment and use of the brownfields

3 監(jiān)測效果評價

本文采用高分辨率遙感影像對浙江省風險管控與修復名錄中抽取的98個地塊開展了風險管控與修復治理、再開發(fā)建設活動圖斑的室內(nèi)遙感解譯，并隨機抽取6個地塊的圖斑進行了野外實地核查驗證，抽取的地塊包括了風險管控、土壤修復、開發(fā)建設活動及開發(fā)建設活動完成4種類型的圖斑(示例如圖4所示)，解譯正確率為90%，從野外驗證結(jié)果可以看出，采用高分辨率遙感影像開展土地治理與開發(fā)利用遙感監(jiān)測效果較好，建立的遙感解譯標志在實際監(jiān)測中識別率較高，解譯結(jié)果準確可靠。

4 監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計分析

4.1 風險管控與修復治理情況

風險管控與修復治理情況是指污染地塊范圍內(nèi)從事風險管控土壤修復活動等的進展和完成情況。通過2021年監(jiān)測期遙感影像解譯，并結(jié)合污染地塊風險管控與修復評估報告，識別出浙江省監(jiān)測污染地塊范圍內(nèi)正在實施土壤風險管控、土壤修復活動跡象的圖斑53個，面積1 401 380.96 m2，基于全國污染土壤環(huán)境管理信息系統(tǒng)中的移除名錄信息，已完成污染地塊風險管控與修復且移除風險管控與修復名錄地塊圖斑50個，面積2 710 367.02 m2，浙江省風險管控與修復治理完成率達48%。浙江省各市風險管控與修復名錄地塊的風險管控與修復面積統(tǒng)計如表2所示，文中所涉面積數(shù)據(jù)為遙感影像上的投影面積，與真值存在一定誤差。

表2 浙江省各市風險管控與修復名錄地塊的風險管控與修復情況統(tǒng)計列表

(續(xù)表)

4.2 開發(fā)建設活動情況

開發(fā)建設情況的監(jiān)測能夠及時了解風險管控與修復名錄污染地塊的安全利用情況，及時發(fā)現(xiàn)和制止“毒地開發(fā)”，降低污染地塊違規(guī)利用的風險。本研究中監(jiān)測開發(fā)建設活動包含正在實施的開發(fā)建設活動和已完成的開發(fā)建設活動2類。正在實施開發(fā)建設活動是指地塊上開展風險管控與土壤修復以外的有其他用途的建設活動，例如土地平整、打地基、房屋建設、綠化等活動。已完成開發(fā)建設活動是指地塊已經(jīng)開發(fā)為住宅、公共管理與公共服務用地的開發(fā)建設活動。通過遙感監(jiān)測解譯，識別出浙江省91個污染地塊范圍內(nèi)開發(fā)建設活動跡象圖斑94個，總面積4 225 714.59 m2，浙江省各市監(jiān)測污染地塊開發(fā)建設活動圖斑面積統(tǒng)計分析如表3所示。其中，正在實施開發(fā)建設活動地塊面積1 787 400.41 m2，已完成開發(fā)建設活動面積2 438 314.18 m2。此外，結(jié)合全國污染土壤環(huán)境管理信息系統(tǒng)中的移除名錄污染地塊信息，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)移除名錄地塊開發(fā)建設活動地塊總面積2 710 367.01 m2，未移除名錄污染地塊涉嫌開發(fā)建設活動面積達1 515 347.58 m2。文中所涉面積數(shù)據(jù)為遙感影像上的投影面積，與真值存在一定誤差。

表3 浙江省各市風險管控與修復名錄地塊的開發(fā)建設活動統(tǒng)計列表Tab.3 Statics of the redevelopment and use of the monitored contaminated plots in Zhejiang Province (m2)

5 結(jié)論與建議

1)按照土壤法關(guān)于污染地塊再開發(fā)利用統(tǒng)一的監(jiān)管監(jiān)測的技術(shù)要求，利用歷史遙感影像和對比監(jiān)測期遙感影像可快速查明污染地塊邊界范圍內(nèi)實施土壤風險管控、土壤修復治理及開發(fā)建設活動的現(xiàn)狀，從技術(shù)手段上能夠極大提升對風險管控與修復名錄地塊安全利用效率及質(zhì)量的監(jiān)督能力。

2)污染地塊空間矢量數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，是制約污染地塊安全再利用遙感監(jiān)測效率和質(zhì)量的主要因素。在對浙江省污染地塊邊界矢量數(shù)據(jù)進行核對的過程中，發(fā)現(xiàn)地塊坐標系缺失或矢量邊界與實際地塊邊界不一致等數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，占比27%。建議有關(guān)部門應加大對污染地塊空間邊界范圍的核實，從土地責任人、污染地塊調(diào)查方等多個角度進一步查明完善污染地塊邊界范圍的本底數(shù)據(jù)，加快風險管控與修復名錄污染地塊空間一張圖的建立，提高污染地塊建設用地的信息化協(xié)同監(jiān)測的準入監(jiān)管能力。

3)浙江省風險管控及修復治理環(huán)節(jié)與污染地塊再開發(fā)利用環(huán)節(jié)銜接較好，污染地塊再開發(fā)利用效率較高。監(jiān)測結(jié)果表明浙江省污染地塊風險管控與修復治理面積占總監(jiān)測污染地塊面積的73%，風險管控與修復治理完成率達到48%，風險管控與修復效果評估通過且移除名錄的污染地塊全部實現(xiàn)了再開發(fā)利用，無土地閑置狀況。

4)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)未移除名錄中的部分污染地塊邊界范圍內(nèi)存在疑似開發(fā)活動跡象，需要有關(guān)部門進一步現(xiàn)場核查核證這些污染地塊是否從事與風險管控與修復有關(guān)的開發(fā)建設活動。