遥感技术在水政执法监察中的应用

许健，黄志环

（中水北方勘测设计研究有限公司，天津300222）

1 引言

具有覆盖范围广、获取方式多样、时效性强、获取信息量大、不受地面条件限制等特点的遥感技术[1]已广泛应用在了国土资源、气象监测、工程建设、自然资源监测等方面，在水利行业如水政执法监察中也得到了广泛应用。

全面建设水政监察基础设施建设遥感遥测监测工程，实现与中央共享平台集成，将日常执法巡查监控、遥感定期监控以及视频实时监控、常规的水政管理工作形成统一的管理运行体系，对提升水政监察队伍的现场执法能力和快速反应能力具有重要意义。

本底数据库作为工程的基础数据，主要包括正射影像、监测对象遥感解译、监测对象遥感解译样本、元数据、专题图等。工程正式运行后，将利用遥感技术手段进行水政动态监察，根据监测目标进行多分辨率遥感影像的获取，基于建设的水政三维信息管理平台，通过影像对比、矢量对比等手段，对监测对象进行实时监测，为实现水政的动态监察与管理提供客观、丰富的数据信息。

2 总体设计情况

图1 项目总体设计图

工程项目的技术路线如图1所示。获取高分辨率航飞影像，采用全数字摄影测量的方法制作DOM，分辨率为0.5m。以DOM为底图，对河道（水库）重点监测对象进行目视解译，建立监测对象的遥感影像解译样本。

获取不同时相的卫星遥感影像，并进行DOM的制作，分辨率为2m。以DOM为底图进行监测对象的遥感解译。

系统建设完成后，将上述成果进行在线对比分析、矢量数据在线对比分析等功能测试，为系统运行实现水政动态监测做好充分准备。

3 关键技术问题

3.1 监测对象采集方式的选择

面向数据库的采集方式有点、线、面三种形式，对要素赋予相应的属性。根据水政执法业务范围的要求，并结合监测对象特征、对比分析等后续数据的应用情况，将监测对象进行以下方式采集，见表1。

表1 遥感遥测监测对象分类表

以不同时相、不同分辨率大小的DOM为底图，按照上述采集方式进行监测对象的遥感解译，成果可利用系统平台计算监测对象的空间位置、长度、面积等信息，并进行对比分析，为水政执法监测提供客观、准确的数据资料。

3.2 多分辨率遥感影像对监测对象遥感解译的影响

通过对0.5m分辨率DOM、2m分辨率DOM不同分辨率、不同时相遥感影像进行监测对象遥感解译发现，采用的遥感影像分辨率大小与目前数据采集过程中显示设备的显示分辨能力、人为分辨地物属性能力有着重要的联系。例如：对于涉水建设项目如小型的水闸、水电站、取水口、尾矿库、网箱养殖等尺寸较小地物，需考虑分辨率对其解译影响。对于季节性生长植物如片林，需考虑时相对其解译的影响。

图2 2m分辨率水闸与0.5m分辨率水闸（面积约为400 m2）

图3 2m分辨率水闸与0.5m分辨率水闸（面积约为450 m2）

例如退水口，如图2所示，小型水闸面积为400 m2，在2米分辨率像素个数为10*10，目视解译可判断地物，但难以定性；图3所示，小型水闸面积为450 m2，在2m分辨率像素个数约为11*11时，根据与周边地物的关系可判断其属性。

以上仅通过人工目视解译得出经验值，建议在运行期动态监测过程中，明确监测对象的特征，将人工目视解译可分辨地物属性的像素值个数作为考虑因素之一，选用适合的分辨率遥感影像，将遥感影像、基础数据解译成果利用率达到最优。

3.3 地形起伏对多源遥感卫星配准及监测对象对比的影响

以0.5m分辨率DOM为参考影像，进行2m卫星遥感影像正射纠正过程中，对于平原丘陵地区，二者的配准精度较高，而对于山区，平面精度会存在较大误差，即使加入了DEM，平面精度也不理想。以DOM为底图进行的监测对象遥感解译成果，在系统平台进行自动对比分析中容易产生较大误差。

对于上述问题，在纠正过程中，采用了分块分区并设置平均高程的方法，确保河道周边的平面精度满足要求。具体如图4、5所示。在日常水政执法监察过程中，亦可采用实地测量的方法，获取不同时间的监测对象准确信息。

4 结语

本文讨论了利用遥感技术手段，完成水政执法监察本地数据库建设情况，表明利用遥感技术手段，能够快速、高效地获取监测对象数据的位置和属性信息，可大大提升水政执法监察队伍的现场执法能力和快速反应能力，能够为日常执法巡查监控、遥感定期监控提供必要的辅助手段。

图4 2015（左）、2014（右）DOM 套合情况（平原）

图5 2015（左）、2014（右）DOM 套合情况（山区）

本文重点探讨了监测对象解译方式的选择、影像时相和分辨率的不同对监测对象的影响以及地形起伏对影像套合及监测对象对比分析的影响三个方面，表明随着遥感技术手段、产品的多样化，更应注重前期的需求分析和可行性分析，选择最优路线达到最优效果。