遥感和无人机技术在广西水土保持监管工作中的应用

陈炫宇

（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）

1 概况

1.1 地理位置

广西地处中国华南地区，北回归线横贯中部。与广东、湖南、贵州、云南相邻，并与海南隔海相望，南濒北部湾、面向东南亚，西南与越南毗邻，大陆海岸线长约1595 km，是西南地区最便捷的出海通道，在中国与东南亚的经济交往中占有重要地位，是中国—东盟博览会的举办地。

1.2 气候条件

广西地处低纬度，南临热带海洋，北接南岭山地，西延云贵高原，属亚热带季风气候区。气候温暖，雨水丰沛，光照充足。夏季日照时间长、气温高、降水多，冬季日照时间短、天气干暖。受西南暖湿气流和北方变性冷气团的交替影响，干旱、暴雨、热带气旋、大风、雷暴、冰雹、低温冷（冻）害气象灾害较为常见。全区各地极端最高气温为33.7～42.5℃，极端最低气温为-8.4～2.9℃，年平均气温在16.5～23.1℃之间。全区大部地区气候温暖，热量丰富，雨水丰沛，干湿分明，季节变化不明显，日照适中，冬少夏多。

1.3 水土流失现状

根据2020年广西壮族自治区水利厅发布的《广西壮族自治区水土保持公报》（2019年），2019年，全区水土流失面积为38 877.49 km2，占广西国土面积的16.36%。其中轻度侵蚀25 631.32 km2，占水土流失总面积的65.93%；中度侵蚀6 190.66 km2，占水土流失总面积的15.92%；强烈侵蚀2 962.07 km2，占水土流失总面积的7.62%；极强烈侵蚀2 516.80 km2，占水土流失总面积的6.47%；剧烈侵蚀1 576.64 km2，占水土流失总面积的4.06%（见图1）。

图1 广西土壤侵蚀强度分级比例图

2019年，全区共完成水土流失治理面积2 000.83 km2，其中水利部门实施的水土保持工程建设完成水土流失治理面积623.80 km2（包括工程措施1 624.47 hm2，种植林草472.22 hm2，封禁治理60 283.17 hm2），其他部门生态建设项目及社会力量共同完成水土流失治理面积1 377.03 km2（实施工程措施3 233.34 hm2，种植林草105 114.31 hm2，封禁治理24 538.24 hm2，其他措施4 817.43 hm2）。全区共审批生产建设项目水土保持方案2468个，其中自治区本级审批19个，市级审批406个，县级审批2043个；受理自主验收备案项目379个，其中自治区本级23个，市级176个，县级180个。

2 技术路线

生产建设项目在为国家和地方经济发展作出重要贡献的同时，也对生态环境造成了一定的负面影响。本着“谁破坏，谁治理”的原则，监督生产建设单位做好水土流失防治工作，提高全民参与水土保持的意识，减少人为水土流失的发生，守护好来之不易的生态环境和秀美山川，是法律法规授权给水土保持监督管理机构的重要职责。根据水利部部署，生产建设项目水土保持“天地一体化”监管示范、水土保持重点治理工程图斑精细化管理正在广西开展，广西生产建设项目水土保持“天地一体化”分为区域协同监管和区域项目监管。

2.1 区域协同监管

水利部水土保持监测中心通过收集、解译及处理高分遥感影像（2 m分辨率），并对比全国水土保持信息管理系统内生产建设项已目录入水土流失防治责任范围矢量图斑，结合先验知识，人机交互勾绘更新生产建设项目扰动范围图斑，通过判别并筛选较大扰动图斑，确定疑似违法违规扰动图斑清单。通过监管移动终端及服务端操作将疑似违法违规扰动图斑清单下发至相关设区市、县级工作人员手上，工作人员依托监管系统开展疑似违法违规扰动图斑现场核查工作。区域协同监管技术路线图见图2。

图2 区域协同监管技术路线图

2.2 区域项目监管

在收集到的区域协同监管影像基础上，对部分涉及重点监管项目区域增加影像收集频次，补充收集了广西高分影像数据（数据源主要为GF-2）；对补充收集的遥感数据进行了辐射纠正、正射纠正、增强融合、镶嵌等预处理工作，正射影像处理成果满足相关规范要求。根据遥感普查成果和历年监督检查资料，配合日常监督检查需求，筛查重点项目，按照规范要求收集整理相关资料，检查补充完善监管系统内重点项目水土保持基本信息、防治责任范围图、取（弃）土场平面布置图及其他附表附件等有关水土保持信息，完成项目监管全数据系统录入。收集覆盖重点项目区域的高分辨率遥感影像，优先采集处理项目区域内0.8 m 分辨率影像，如该时段内无法采集到0.8 m影像则选用其他高分遥感影像（影像分辨率不低于2 m）。对高分遥感影像原始数据进行专题信息增强、融合、镶嵌等处理，生成监管影像底图。

利用高分辨率影像对重点项目进行水土保持信息提取与解译，精细掌握重点项目水土保持措施落实情况。解译内容包括：主体工程进度状况、扰动地表情况、水土保持措施落实情况、取（弃）土情况等，并对项目扰动图斑进行现场复核录入属性信息，拍摄照片，精细掌握重点项目水土保持措施落实情况。

现场采集重点部位无人机调查正射影像，深度解译分析重点部位水土保持措施落实情况、取弃土状况、水土流失敏感点等，掌握重点部位水土保持状况，取证违规行为。并将无人机调查影像解译结果部署至监管系统。区域项目监管技术路线图见图3

图3 区域项目监管技术路线图

3 卫星遥感监管信息化完成情况

3.1 开展生产建设活动全覆盖卫星遥感监管工作情况

自治区水利厅组织全区各级水行政主管部门对水利部2020年下发至广西的6571个疑似违法违规图斑开展现场复核、认定和查处工作，并及时组织技术支撑单位到全区14 个市对县级水行政主管部门业务骨干开展生产建设项目“天地一体化”监管业务指导。利用高分遥感和无人机技术对生产建设项目水土流失防治责任范围、扰动地表面积、取土场及弃渣场的设置、水土保持措施实施等情况实时监控，2020 年底已完成6571 个扰动图斑的复核、认定工作，对现场核查认定为“未批先建”“超出防治责任范围”“未批先弃”及施工过程中的其他违法违规行为的1524 个图斑，下发了责令整改通知，并对其中6个“未批先建”违法违规项目实施挂牌督办。11 月自治区水利厅下发2020 年度加密疑似违法违规扰动图斑979 个。通过实施遥感监管，做到“天上看、地上查、网上管”，突破了时效性、地域性、准确性的技术壁垒，有效地减少和防治了人为水土流失。

3.2 生产建设项目现场检查信息化应用情况

2020 年，自治区水利厅对省级审批的30 个生产建设项目进行监督检查，其中根据高频次遥感普查，历史监督检查情况等确定的水土流失影响较大，实际扰动范围超出防治责任范围较多的14个生产建设项目，采用高分辨率遥感影像开展高精度遥感详查，精细掌握重点项目水土保持措施落实情况（见图4）。利用无人机对16 个在建生产建设项目开展现场检查工作，现场重点部位采用无人机拍摄生成正射影像，深度解译分析生产建设项目重点部位水土保持措施落实情况、取弃土状况、水土流失敏感点，结合高分辨率影像对重点项目的主体工程进度状况、扰动地表情况进行水土保持信息提取与解译，精准掌握重点部位水土保持状况，取证违法违规行为，印发监督检查意见，并对其中4个违法违规生产建设项目实施挂牌督办。

图4 遥感影像解译扰动土地动态对比

4 结语

遥感技术、无人机技术等信息化手段在水土保持监管工作中的应用，能及时精准发现、依法查处人为水土流失违法违规行为，准确掌握水土保持重点工程建设管理情况，确保工程建设成效，提高水土保持监管能力和水平。通过开展广西壮族自治区生产建设项目水土保持“天地一体化”监管，进一步推进完成广西生产建设项目“天地一体化”监管全覆盖，全面、动态掌握广西区级生产建设项目水土保持工作状况，实现广西生产建设项目水土保持监管工作的信息化和现代化管理，促进广西生产建设项目水土保持监督管理工作优质高效、有序落实。广西各级水行政主管部门在开展日常监督检查工作的同时，探索通过遥感技术等高新手段开展扰动土地信息的提取，水土保持方案的上图，通过地理信息的叠加和分析，实现疑似违法生产建设项目的判别和前期筛查；通过信息手段辅助人工核查，对生产建设项目中“疑似未批先建”“疑似超出防治责任范围”“未批先弃”等违法违规情况进行有效监察，强化生产建设项目水土保持事中定位监管和事后核查，有效提高水土保持监督管理工作的水平。

总而言之，在水土保持领域应用遥感技术，是水土保持领域顺应科技发展的重要体现。为了进一步提高水土流失的综合治理效果，还需要深入进行遥感技术的分析，结合遥感技术的优点，从水土流失的动态监测、综合治理着手，充分发挥遥感技术的作用，从而提高水土保持的防治效果。