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按需牽引,遙感衛星應用走向飲用水源保護前線

洪月月 泰伯網2019-08-21 16:22:17

摘要: 提取飲用水水源保護區内養殖網箱結果精度可達90%以上

       近日,湖南省以遙感衛星的自主創新監測分析方法保護飲用水水源保護區成果引人關注,通過該方法,提取飲用水水源保護區内養殖網箱結果精度可達90%以上。對飲用水水源地的保護,遙感衛星監控也因此從事後執法取證走向事前檢測的保衛前線。

       日前,湖南省第二測繪院承擔的長江經濟帶監測(湖南)項目順利通過驗收。其中,備受關注的縣級以上飲用水水源地保護區監測和水庫圍庫監測兩部分内容就屬于該項目的特色監測。

飲用水水源監測需求牽引

       2018年,自然資源部辦公廳印發《關于下達2018年國家地理國情監測項目生産計劃和任務書的通知》(自然資辦發〔2018〕12号),由四川測繪地理信息局牽頭,長江經濟帶11個省市的測繪地理信息行政主管部門、國家測繪地理信息局重慶測繪院參與,共同承擔完成“長江經濟帶監測項目”。

       湖南省第二測繪院承擔了長江經濟帶監測(湖南)項目。該項目負責人湖南省第二測繪院陳鑄向泰伯網介紹,按照自然資源部“需求牽引,服務大局”的基本原則,為更好的對應湖南省實際情況和發展需要,項目組先後赴湖南省發改委、省水利廳、省河長辦對長江經濟帶監測項目需求進行調研。

       陳鑄介紹,在2018年3月9日,國家環保部(現生态環境部)和水利部聯合印發《全國集中式飲用水水源地環境保護專項行動方案》,要求利用兩年時間,全面完成縣級及以上城市地表水型集中式飲用水水源保護區“化、立、治”三項重點任務,努力實現“保”的目标。此外,湖南省還連續發布第3号、4号、5号總河長令,進一步強調湖南加強飲用水水源保護。

       因此,項目組明确了做好長江經濟帶自然資源和生态環境的保護和修複中,湖南省的工作重點當屬水域環境治理。通過座談會,項目組了解到各部門的相關監測需求,最終确定了湖南“飲用水水源地保護區監測和水庫圍庫監測”的特色監測内容。

創新監測分析方法,遙感衛星走向保護前線

       據了解,飲用水水源保護區環境執法空間範圍大,有的區域覆蓋幾十、上百甚至幾千平方公裡,而且多地處偏僻的山區或人煙稀少處,交通不便。同時,水源保護區域環境問題種類多樣,如果采用傳統地面調查手段來确定風險源名錄及空間分布位置,工作量巨大且時效性較差,年度更新成本更高。

       明确需求後,項目組開始技術研究。最終,陳鑄等三名主要研發人員曆時半年取得目前的成果:通過創新衛星遙感監測技術方法,将基于NDTI(歸一化渾濁)指數識别養殖網箱模型。陳鑄介紹,該方法是根據養殖網箱區域内渾濁水體與周邊自然水體的光譜特征差異,對Sentinel-2遙感多光譜數據進行研究分析,提出的一種基于NDTI指數的養殖網箱識别提取模型。

 按需牽引,遙感衛星應用走向飲用水源保護前線

    提取結果(紅色範圍是提取的養殖業網箱)/高分二号影像

       為進一步驗證NDTI指數提取模型的正确性與準确性,項目組研發過程中前往庫區實地開展野外調查,調查結果顯示,利用NDTI指數識别提取的養殖網箱與外業調查成果基本保持一緻。項目組還利用同一時期的高分二号遙感影像數據結合外業調查對提取結果進行驗證,發現該方法識别提取養殖網箱精度可達90%以上。

       其實,遙感衛星影像數據在監測水體污染中早有應用,隻不過以往遙感衛星影像是在水體污染後才能分析出,為監管部門留存污染證據,重在執法監督。陳鑄指出,對目前湖南省劃定的縣級以上163處水源保護區的水域,衛星重訪周期為5天左右。“也就是說,天氣條件允許的情況下,每5天就能監測一次保護區水域是否存在網箱養殖。”這種方法相比高分二号遙感影像數據更高效快捷。

       陳鑄表示,因湖南省劃定的水源保護區達163處之多,各水源保護區環境不同、情況複雜,因此該檢測分析法對飲用水水源保護區監測養殖網箱比較具有普遍性,在全國範圍内推廣複制難度不大。

       此外,該創新可以應用到各地飲用水水源地保護區專項整治行動以及環保督察“回頭看”工作中,革新以往傳統人工巡查方法,全面提升違法養殖網箱信息化、自動化監測水平,為生态環境保護工作提供科學有效的技術支撐。

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[責任編輯:洪月月]
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