強(qiáng)化遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用不斷提升首都水土保持工作水平

周 嶸，陳芳孝，趙 宇，楊元輝，楊 坤

(北京市水土保持工作總站，北京 100036)

近年來，在水利部的指導(dǎo)下，北京市高度重視信息技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用，印發(fā)了《北京市水土保持信息化規(guī)劃(2017—2020年)》，利用遙感技術(shù)探索“天地一體化”監(jiān)管模式，不斷完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系，出臺地方性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，目前已初步形成了由信息化基礎(chǔ)設(shè)施、核心業(yè)務(wù)平臺組成的北京市水土保持信息化體系，水土保持信息化管理水平得到明顯提升，為水土保持監(jiān)督執(zhí)法、生態(tài)建設(shè)、水土流失監(jiān)測提供了支撐。

1 建成核心業(yè)務(wù)平臺，首都水土保持工作開創(chuàng)新局面

北京市統(tǒng)籌市、區(qū)兩級業(yè)務(wù)需求，積極推進(jìn)智能傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、GIS、RS等技術(shù)與水土保持業(yè)務(wù)的融合，以信息資源建設(shè)為重點(diǎn)，建成了北京市水土保持核心業(yè)務(wù)平臺。依托該平臺開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，建立了市、區(qū)兩級數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)督管理、生態(tài)建設(shè)、水土流失監(jiān)測、小流域?qū)I(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。以小流域?yàn)閱卧_展了基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)提取，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)要素空間定位和“流域”“行政區(qū)域”的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)。通過對數(shù)據(jù)的處理、整合與入庫管理，形成了小流域邊界數(shù)據(jù)、小流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水土保持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等信息資源，獲取了以行政和流域兩種邏輯管理的46個圖層，積累數(shù)據(jù)535 GB，為水土保持業(yè)務(wù)提供了數(shù)據(jù)支撐。該成果分別獲得中國地理信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀工程金獎、中國水土保持學(xué)會科學(xué)技術(shù)三等獎等獎項(xiàng)，并形成發(fā)明專利22項(xiàng)。

2 探索“天地一體化”模式，水土保持監(jiān)督管理取得新成效

按照水利部提出的“天地一體化”水土保持監(jiān)督管理工作要求，北京市建成了衛(wèi)星遙感監(jiān)察系統(tǒng)，基于高分辨率遙感影像判讀地表擾動情況，輔助監(jiān)督執(zhí)法，提高了監(jiān)督管理工作效率。依托每年5期高分辨率遙感影像，采用衛(wèi)星監(jiān)察與人工核查相結(jié)合的方式，開展了“天地一體化”監(jiān)管工作。2013年以房山區(qū)為試點(diǎn)，2014年起拓展至全市范圍。

通過對動土圖斑與生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目防治責(zé)任范圍疊加分析，可判別未批先建和超范圍建設(shè)等違法情況。2015年以來，通過市級抽查及各區(qū)核查等方式，北京市累計(jì)出動水土保持監(jiān)督執(zhí)法人員近6 000人次。2017年，在督促建設(shè)單位對相關(guān)問題進(jìn)行整改的基礎(chǔ)上，對78個違法項(xiàng)目進(jìn)行了立案查處，其中已經(jīng)結(jié)案53個。北京電視臺、《北京日報》等媒體對相關(guān)的成果進(jìn)行了專題宣傳和報道，進(jìn)一步增強(qiáng)了全社會對水土保持法律法規(guī)的知法、守法意識。

2009年，“北京市水土保持預(yù)防監(jiān)督管理系統(tǒng)”建成。2017年，在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合“天地一體化”監(jiān)管、水影響評價等相關(guān)要求進(jìn)行了升級改造，與“全國水土保持監(jiān)督管理系統(tǒng)V3.0”對接，實(shí)施水土保持方案信息填報、防治責(zé)任范圍上圖、土石方信息月報、監(jiān)測報告報送、設(shè)施驗(yàn)收等工作網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目水土保持全過程監(jiān)管。

3 借助現(xiàn)代遙感技術(shù)，生態(tài)建設(shè)全程監(jiān)管取得新進(jìn)展

利用遙感影像與小流域措施設(shè)計(jì)圖件對比分析，輔助專家進(jìn)行設(shè)計(jì)審查，提高了評審的針對性。探索利用遙感影像開展小流域建設(shè)內(nèi)容與批復(fù)內(nèi)容對比分析，加強(qiáng)工程建設(shè)監(jiān)管，輔助項(xiàng)目竣工驗(yàn)收，并對已建成小流域工程設(shè)施運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)管。

2014年以來，應(yīng)用高分辨率遙感影像對119條生態(tài)清潔小流域設(shè)計(jì)開展了輔助審查，涉及全市13個區(qū)、流域面積2 100多km2。利用高分辨率遙感影像與工程治理措施疊加，判讀工程措施布設(shè)的合理性，輔助專家技術(shù)審查，在加強(qiáng)前期工作質(zhì)量的同時提高了設(shè)計(jì)審查的工作效率。

4 建立土壤侵蝕模型，水土流失監(jiān)測水平取得新突破

建立了北京市土壤侵蝕模型，用于全市年度土壤流失量計(jì)算分析，30 min內(nèi)可完成全市次、日、年、多年平均等時點(diǎn)土壤侵蝕分布情況在線計(jì)算。完善地面監(jiān)測、遙感觀測互為補(bǔ)充的技術(shù)體系，建立了坡面、溝道和小流域3個尺度范圍的水土流失及面源污染監(jiān)測站點(diǎn)和上下聯(lián)通的基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境。在典型監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)安裝土壤水分傳感器、翻斗式徑流自記儀、泥沙采樣器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)無線傳輸和管理。

建成水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和自動監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動獲取、統(tǒng)計(jì)和分析。通過該系統(tǒng)并結(jié)合其他綜合分析，用模型計(jì)算了“7·21”特大暴雨時全市土壤侵蝕量；選擇典型小流域開展了有、無水土保持措施情況下的洪水淹沒范圍對比分析，為今后水土保持措施設(shè)計(jì)及工程實(shí)施提供了參考。

5 踐行綠色發(fā)展理念，推進(jìn)“十三五”水保工作

“十三五”期間，北京市水土保持工作將充分利用信息化手段，加強(qiáng)《中華人民共和國水土保持法》《北京市水土保持條例》等法律法規(guī)的貫徹實(shí)施，穩(wěn)步推進(jìn)《北京市水土保持信息化規(guī)劃(2017—2020年)》的實(shí)施。同時，發(fā)揮好首都的科技和人才優(yōu)勢，繼續(xù)深化遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)督管理工作中的應(yīng)用，加強(qiáng)定位監(jiān)督，全面提升監(jiān)督管理水平；實(shí)現(xiàn)生態(tài)清潔小流域建設(shè)全過程信息化管理，進(jìn)一步提高實(shí)施效果評價水平；采用信息技術(shù)手段，完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和水土保持科技示范園區(qū)建設(shè)，強(qiáng)化動態(tài)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)采集自動化，全面提高水土流失監(jiān)測水平。