近日，湖南省以遙感衛(wèi)星的自主創(chuàng)新監(jiān)測(cè)分析方法保護(hù)飲用水水源保護(hù)區(qū)成果引人關(guān)注，通過(guò)該方法，提取飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖網(wǎng)箱結(jié)果精度可達(dá)90%以上。對(duì)飲用水水源地的保護(hù)，遙感衛(wèi)星監(jiān)控也因此從事后執(zhí)法取證走向事前檢測(cè)的保衛(wèi)前線。

       日前，湖南省第二測(cè)繪院承擔(dān)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶監(jiān)測(cè)（湖南）項(xiàng)目順利通過(guò)驗(yàn)收。其中，備受關(guān)注的縣級(jí)以上飲用水水源地保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)和水庫(kù)圍庫(kù)監(jiān)測(cè)兩部分內(nèi)容就屬于該項(xiàng)目的特色監(jiān)測(cè)。

飲用水水源監(jiān)測(cè)需求牽引

       2018年，自然資源部辦公廳印發(fā)《關(guān)于下達(dá)2018年國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目生產(chǎn)計(jì)劃和任務(wù)書的通知》（自然資辦發(fā)〔2018〕12號(hào)），由四川測(cè)繪地理信息局牽頭，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市的測(cè)繪地理信息行政主管部門、國(guó)家測(cè)繪地理信息局重慶測(cè)繪院參與，共同承擔(dān)完成“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”。

       湖南省第二測(cè)繪院承擔(dān)了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶監(jiān)測(cè)（湖南）項(xiàng)目。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人湖南省第二測(cè)繪院陳鑄向泰伯網(wǎng)介紹，按照自然資源部“需求牽引，服務(wù)大局”的基本原則，為更好的對(duì)應(yīng)湖南省實(shí)際情況和發(fā)展需要，項(xiàng)目組先后赴湖南省發(fā)改委、省水利廳、省河長(zhǎng)辦對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶監(jiān)測(cè)項(xiàng)目需求進(jìn)行調(diào)研。

       陳鑄介紹，在2018年3月9日，國(guó)家環(huán)保部（現(xiàn)生態(tài)環(huán)境部）和水利部聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)行動(dòng)方案》，要求利用兩年時(shí)間，全面完成縣級(jí)及以上城市地表水型集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)“化、立、治”三項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，努力實(shí)現(xiàn)“保”的目標(biāo)。此外，湖南省還連續(xù)發(fā)布第3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)總河長(zhǎng)令，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)湖南加強(qiáng)飲用水水源保護(hù)。

       因此，項(xiàng)目組明確了做好長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶自然資源和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)中，湖南省的工作重點(diǎn)當(dāng)屬水域環(huán)境治理。通過(guò)座談會(huì)，項(xiàng)目組了解到各部門的相關(guān)監(jiān)測(cè)需求，最終確定了湖南“飲用水水源地保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)和水庫(kù)圍庫(kù)監(jiān)測(cè)”的特色監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

創(chuàng)新監(jiān)測(cè)分析方法，遙感衛(wèi)星走向保護(hù)前線

       據(jù)了解，飲用水水源保護(hù)區(qū)環(huán)境執(zhí)法空間范圍大，有的區(qū)域覆蓋幾十、上百甚至幾千平方公里，而且多地處偏僻的山區(qū)或人煙稀少處，交通不便。同時(shí)，水源保護(hù)區(qū)域環(huán)境問題種類多樣，如果采用傳統(tǒng)地面調(diào)查手段來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)源名錄及空間分布位置，工作量巨大且時(shí)效性較差，年度更新成本更高。

       明確需求后，項(xiàng)目組開始技術(shù)研究。最終，陳鑄等三名主要研發(fā)人員歷時(shí)半年取得目前的成果：通過(guò)創(chuàng)新衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，將基于NDTI（歸一化渾濁）指數(shù)識(shí)別養(yǎng)殖網(wǎng)箱模型。陳鑄介紹，該方法是根據(jù)養(yǎng)殖網(wǎng)箱區(qū)域內(nèi)渾濁水體與周邊自然水體的光譜特征差異，對(duì)Sentinel-2遙感多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，提出的一種基于NDTI指數(shù)的養(yǎng)殖網(wǎng)箱識(shí)別提取模型。

    提取結(jié)果（紅色范圍是提取的養(yǎng)殖業(yè)網(wǎng)箱）／高分二號(hào)影像

       為進(jìn)一步驗(yàn)證NDTI指數(shù)提取模型的正確性與準(zhǔn)確性，項(xiàng)目組研發(fā)過(guò)程中前往庫(kù)區(qū)實(shí)地開展野外調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，利用NDTI指數(shù)識(shí)別提取的養(yǎng)殖網(wǎng)箱與外業(yè)調(diào)查成果基本保持一致。項(xiàng)目組還利用同一時(shí)期的高分二號(hào)遙感影像數(shù)據(jù)結(jié)合外業(yè)調(diào)查對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該方法識(shí)別提取養(yǎng)殖網(wǎng)箱精度可達(dá)90%以上。

       其實(shí)，遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在監(jiān)測(cè)水體污染中早有應(yīng)用，只不過(guò)以往遙感衛(wèi)星影像是在水體污染后才能分析出，為監(jiān)管部門留存污染證據(jù)，重在執(zhí)法監(jiān)督。陳鑄指出，對(duì)目前湖南省劃定的縣級(jí)以上163處水源保護(hù)區(qū)的水域，衛(wèi)星重訪周期為5天左右。“也就是說(shuō)，天氣條件允許的情況下，每5天就能監(jiān)測(cè)一次保護(hù)區(qū)水域是否存在網(wǎng)箱養(yǎng)殖。”這種方法相比高分二號(hào)遙感影像數(shù)據(jù)更高效快捷。

       陳鑄表示，因湖南省劃定的水源保護(hù)區(qū)達(dá)163處之多，各水源保護(hù)區(qū)環(huán)境不同、情況復(fù)雜，因此該檢測(cè)分析法對(duì)飲用水水源保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖網(wǎng)箱比較具有普遍性，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣復(fù)制難度不大。

       此外，該創(chuàng)新可以應(yīng)用到各地飲用水水源地保護(hù)區(qū)專項(xiàng)整治行動(dòng)以及環(huán)保督察“回頭看”工作中，革新以往傳統(tǒng)人工巡查方法，全面提升違法養(yǎng)殖網(wǎng)箱信息化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供科學(xué)有效的技術(shù)支撐。