大伙房水库环境风险源遥感解译

郭宝东 李崇 张永红

（1.辽宁省生态环境保护科技中心，辽宁沈阳 110161；2.辽宁省环境遥感技术应用重点实验室，辽宁沈阳 110161）

1 引言

水源安全是人民群众身体健康的基础保障，确保饮用水水源安全才能保障经济发展和社会稳定。因此，饮用水水源风险排查对于城市安全尤为重要。

大伙房水库是辽河流域最重要的水库型饮用水水源地，为沈阳、大连、鞍山、抚顺、营口、辽阳和盘锦7 个城市提供生活和工业用水，可实现年供水21亿m3，服务人口2 300 万人，对辽宁全省经济社会可持续发展具有重大的战略意义［1］。

饮用水水源地风险排查传统采用在线监测、人工巡查、卫星遥感方法，优势是灵活、易操作，劣势是时间长、效率低、范围小。相比之下，无人机监测具有影像分辨率高、方便快捷、安全稳定、机动灵活、节约人力物力等优势。

本文旨在通过无人机航拍对大伙房水库周边潜在风险源进行全面排查，及时更新有关信息，以进一步增强水源地保护区管理能力，使水源保护区内的生态环境质量持续向好。

2 大伙房水库概况

2.1 地理位置

大伙房水库是大伙房饮用水水源的取水口所在地，位于辽宁省东部偏北，浑河抚顺市区段上游，距抚顺市中心18 km，距沈阳市68 km，地理坐标为123°39'42＂—125°28'58＂E，41°41'10＂—42°38'32＂N之间［2］。大伙房水库主要服务功能为生活饮用水、防洪、灌溉和发电，其形态特征见表1。

表1 大伙房水库形态特征

大伙房水库东西长约35 km，水面最宽处达4 km，最窄处约0.3 km，是一个带状河谷型水库，流域面积为5 437 km2，最大水深37.0 m，建设初期最大库容21.87 亿m3，2005 年进行除险加固工程后总库容增至22.68 亿m3［3］。

2.2 水文特征

大伙房水库集水面积广，水资源主要来源于较为充沛的降水，流域控制面积5 437 km2，年均径流量15.7 亿m3，最大径流量为30.31 亿m3，最小径流量为5.72 亿m3。大伙房饮用水水源地保护区内共有流域面积50 km2以上的河流35 条，其中直接汇入大伙房水库的河流有浑河、苏子河和社河3 条；此外，还有流域面积10～50 km2的7 条小型河流直接汇入大伙房水库［4］。

3 航拍平台及参数

3.1 航拍平台

航拍平台采用成都纵横CW-15 垂直起降型无人机。CW-15 使用飞行全程主动安全技术，其搭载前视、下视毫米波雷达，在起飞、巡航、降落各阶段实时感知障碍物，通过智能避障算法，实现飞行路径动态规划。避障系统可以帮用户躲避新建的障碍物；利用下视双目智能避障系统，则可自动进行地形智能感知，降落点智能筛选，在复杂情况下确保无人机安全降落。CW-15 还配备有ADS-B，可以实时感知160 km 范围内的飞行器，实现威胁预警与自动规避；该机基于高精度数字三维地图，利用快速全局路径搜索、路径规划和碰撞检测算法，还能实现点对点智能地形匹配飞行。CW-15 无人机见图1。

图1 CW-15 无人机

CW-15 无人机参数见表2。

表2 CW-15无人机参数

传感器参数见表3。

3.2 航拍参数

航拍时间为2021 年10 月19 日至2021 年10月23 日，飞行高度950 m，航拍范围为大伙房水源地一、二级保护区，共获取照片11 828 张。利用武汉航天远景公司摄影测量软件进行影像拼接与处理，生成保护区的正射影像。

4 疑似风险源遥感解译

4.1 风险源分类标准

根据实际管理工作的需要，风险源按照如下分类：工业企业、养殖企业、污水处理厂、加油站、医疗院所、桥梁、垃圾填埋场、采矿企业和其他。

4.2 遥感解译流程

本次解译采用了传统的目视解译方式。先根据已掌握的风险源数据，将其和航拍正射影像叠加，参考风险源目标处影像的颜色、色调、纹理、形状、大小、阴影、图案、位置、布局等，建立目标水源地风险源解译标志，然后完成整个保护区内风险源的解译。对于无法在影像上准确判断的地类，如加油站、医疗院所等，从其他数据源如天地图、高德等在线地图上提取保护区的POI 信息，再结合遥感影像确定。

通过遥感解译提取大伙房水库内风险源图斑，利用航拍影像和卫星影像解译大伙房水库的疑似风险源。同时，对保护区内每个疑似风险源在ArcGIS中编写Arcpy 脚本，制作每个图版的示意图，标注解译出的类别、经纬度、行政区等，为地方环境保护部门提供管理依据。

4.3 解译结论

根据遥感信息解译出的大伙房水库疑似风险源清单具体见表4。

表4 大伙房水库疑似风险源清单

根据解译结果统计信息可以看出，大伙房水源保护区内风险源共22 个，以小型养殖企业和工业企业为主，采矿企业次之，其他风险源数量相对较少。

5 结语

本文以无人机风险排查为手段，梳理了大伙房水库周边所有疑似风险源清单，统计出疑似风险源共22 个，主要为小型养殖企业和工业企业。如需进一步确定各个风险源真实性质，仍需辅助资料收集和实地走访等方式。从初级层面，无人机风险排查已大大减少时间成本，证明了无人机监测识别饮用水水源风险源的可行性，为水环境风险常规监测提供了新的技术手段。研究结果对于管理城市水资源具有现实意义，对于水源风险监测与防控技术体系建设具有一定参考价值。