遥感技术在高邮湖邵伯湖管理中的应用研究

樊 旭，张 晖， 梁文广

（1.江苏省江都水利工程管理处，225200，江都；2.江苏省水利科学研究院，210017，南京）

一、概述

为加强湖泊保护，江苏省于2004年颁布了《江苏省湖泊保护条例》，为高邮湖、邵伯湖的管理与保护提供了法律依据。江苏省水利厅授权江苏省江都水利工程管理处负责对高邮湖、邵伯湖进行统一管理与保护，建立了高邮湖、邵伯湖执法巡查制度，查处、打击高邮湖、邵伯湖保护范围内违法占用行为。但是，通过一段时间的车船巡查发现，受湖区范围大、地形复杂、人员经费少等因素限制，常规巡查不利于及时发现全湖范围内的违法开发行为，从而助长了涉湖违法建设项目的进一步增加。

遥感技术是一种借助于卫星、飞机、气球等平台的探测技术，具有探测范围广、快速、动态监测、经济客观等一系列优点，是进行湖泊动态监测的一种行之有效的手段。遥感技术的这些特点，能够较好地弥补常规湖泊巡查中的不足，有利于及时发现涉湖周边违法开发建设项目。2009年开始，江苏省水利厅委托江苏省水利科学研究院，利用高分遥感卫星数据对高邮湖、邵伯湖保护范围内进行开发利用监测，对遥感发现的变化经巡查核实后确认为违法行为的，进行及时查处。该工作至今已连续开展了四年。

二、技术方法

1.资料收集与处理

需要收集的遥感影像资料包括高邮湖、邵伯湖现状（本年度）遥感影像和历史（上一年度）参考影像。考虑到监测目标的大小以及遥感数据的成本等因素，通常选用2.5 m左右分辨率影像。高分遥感数据源包括国产CBERS—02B与ZY—1 02C、日本 A—LOS和印度P5等，详见表1所示。

影像资料收集后，经过图像融合、几何校正、图像拼接、图像裁剪、图像增强等处理，得到研究区高分辨率彩色融合遥感影像。其中，遥感影像几何校正选用1∶1万地形图，几何校正误差控制在一个像元内。

其他需要收集的资料包括高邮湖、邵伯湖保护范围线、湖泊保护界桩数据、水位数据、湖泊开发利用图和县级行政边界等。

2.湖泊年度对比及变化区域提取

在Arcgis软件支持下，叠加本年度与上一年度高邮湖、邵伯湖高分遥感影像、保护范围线等数据，以高分遥感影像目视判读为基础，通过对比分析两期遥感影像，提取高邮湖、邵伯湖保护范围内变化的区域。

表1 2008—2012年遥感数据源

结合湖泊开发利用图、湖泊水位数据等资料，采用综合遥感分析方法，剔除水位变化、船只临时停靠等变化区域，保留可能为开发利用变化的区域，并记录该变化区域中心地理坐标、面积、所属行政区划、临近湖泊保护界桩等，制作湖泊年度变化分布图和变化区域遥感对比图片。

在此基础上对高邮湖、邵伯湖保护范围内变化区域进行整理，形成高邮湖、邵伯湖保护范围内开发利用年度变化遥感监测分析报告初稿。

3.现场核实

为了核实遥感监测到的详细变化情况，江苏省江都水利工程管理处将湖泊监测报告分发到湖泊变化区域所属市县区水利(务)局湖泊管理部门，各部门结合变化区域的地理坐标和邻近界桩号，通过湖泊巡查对变化区域进行现场核实。核实内容包括该变化是否属实，建设项目名称、内容、审批情况以及是否违规，并拍摄相关照片。

江苏省江都水利工程管理处将根据现场核实情况，对遥感监测变化进一步整理，将每一处遥感监测到的变化附加现场核实情况和照片，形成年度高邮湖、邵伯湖保护范围内开发利用变化遥感监测报告。

4.违法行为查处

江苏省水利厅编制了省管湖泊月报，每月通报湖泊违法行为查处情况，以督促涉湖违法行为的处理。

三、监测结果

2009年高邮湖、邵伯湖保护范围内变化较少，而2010年后，变化区域迅速增加。2009—2012年，高邮湖保护范围内共发现变化66处，总面积4.00 km2；而同期邵伯湖共发现变化56处，总面积3.16 km2。这反映了高邮湖、邵伯湖近年周边开发力度比较大。

通过分析现场核实后的资料，高邮湖近年监测到的变化主要为路桥建设 （S333省道及新民滩特大桥、状元沟大桥等）、避风港建设、水利工程维护（堤防加固、闸站拆除）、候鸟观测站、土地平整、工程临时工棚等；邵伯湖主要变化为S333省道及新民滩特大桥、淮河入江水道整治工程新民滩切滩工程、高压线建设、湖泊管理单位管理用房建设、临时养鸭棚等。

2009—2012年高邮湖、邵伯湖保护范围内大工程、大项目等不断出现，反映了高邮湖、邵伯湖的保护面临着紧迫形势，因此必须加强湖泊的管理与保护，运用高科技手段（比如遥感技术)加强对湖泊的定期监测。

四、结论与建议

将遥感技术与湖泊巡查、湖泊执法结合起来，建立遥感监测、巡查核实、湖泊执法的湖泊管理模式，克服了常规湖泊车船巡查受范围、环境、经费、人员等的限制，以及巡查的盲目性等不足。将遥感技术与湖泊巡查相结合，融合了遥感监测全面、快速、客观、经济、针对性强的特点，以及现场核实的准确性，为湖泊执法建立了较好的技术支撑，提升了高邮湖、邵伯湖信息化与现代化管理水平，促进了湖泊的保护与合理开发。但是，通过多年的湖泊遥感监测也发现了一些问题与不足，主要表现在：

①卫星遥感数据尤其是高分卫片数据由于单景影像覆盖范围较小，重访周期较长，通常一年内有效覆盖只有一到两次，时效性不理想，不利于及时发现湖泊周边违法行为，从而造成了违法行为的既成事实，增加了事件处理的难度，提高了成本；另外高分遥感影像资料较少且成本较高，一定程度上限制了在湖泊管理中的应用。

②随着国家南水北调东线的开通，以及区域经济社会发展加剧了水质污染，对高邮湖、邵伯湖水质监测的需求进一步增强，而常规水质监测站点由于布点有限，不能准确反映全湖水质动态变化情况。目前缺乏高邮湖、邵伯湖全湖水质动态变化数据。

③高邮湖、邵伯湖为过水性湖泊，湖泊水面不是封闭水域，受周边河流的影响较大，而管理部门对河道的监管不足，进而影响到湖泊的管理与保护。

考虑到这些问题与不足，建议从以下方面改进提升高邮湖、邵伯湖现代化管理水平。

①鉴于无人机在数据采集方面的优势，在江苏省水利厅的支持下，开展无人机系统在湖泊开发利用监测中的应用研究，为无人机系统大规模应用于湖泊监测积累经验。

②考虑到国家南水北调东线工程对流经区域水质的控制，以及区域内工业发展与圈圩养殖等生产生活行为造成水质下降的趋势，建议加强高邮湖、邵伯湖水质遥感动态监测研究，定期评估湖泊水质状况，对湖泊管理部门掌握全湖范围内水质动态变化、保障国家南水北调东线和区域内的水质安全具有重要的意义。

③为进一步保证流域防洪安全与生态安全，建议加强高邮湖、邵伯湖周边河流遥感监测，全面监控湖泊与河道的开发利用行为。

[1]汤超，樊旭.高邮湖、邵伯湖水环境现状及治理对策[J].水环境治理，2009（11）.

[2]廖高明.高邮湖的形成与发展[J].地理学报,1992,47(2).

[3]于雪英，江南.基于 RS、GIS技术的湖面变化信息提取与分析 [J].湖泊科学，2003,15（1）.