基于無(wú)人機(jī)遙感的河長(zhǎng)制管理模式及應(yīng)用探索

高鑫旺

（甘肅省張掖市水務(wù)局，甘肅 張掖 734000）

河流與湖泊在防洪、供水、航運(yùn)以及維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著十分重要的作用。河湖管理事關(guān)人類(lèi)生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，歷來(lái)是治國(guó)安邦的大事。但是我國(guó)的河湖管理始終存在著超標(biāo)排污、圍墾湖泊、非法采砂、侵占岸線等問(wèn)題。這些問(wèn)題不僅限制著河流與湖泊生態(tài)功能與資源功能的發(fā)揮，還對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不可忽視的影響。在這種情況下，推行河長(zhǎng)制是非常有必要的，通過(guò)高質(zhì)量的河湖管理來(lái)改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)、防治水污染、保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)河湖功能永續(xù)利用，而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用，并發(fā)揮出重要作用，將其應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)在智慧河湖管護(hù)工作中的輔助作用，可以極大地提升河道巡查效率，進(jìn)一步加強(qiáng)河湖岸線的保護(hù)力度。但是如何對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

1 河長(zhǎng)制管理模式的應(yīng)用概述

1.1 河長(zhǎng)制管理模式的主要任務(wù)

河長(zhǎng)制管理主要包含以下6 個(gè)重點(diǎn)工作任務(wù)：水資源保護(hù)、河湖水域岸線管理保護(hù)、水污染防治、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)、執(zhí)法監(jiān)管。在這6 項(xiàng)管理任務(wù)的基礎(chǔ)上，各級(jí)河長(zhǎng)可以根據(jù)責(zé)任河段的特點(diǎn)選擇多種不同的行之有效的支撐工作方式，切實(shí)構(gòu)建閉環(huán)管理體系，從而據(jù)實(shí)掌握責(zé)任河段的基本信息及各河段所存在的主要問(wèn)題，結(jié)合自身所掌握的問(wèn)題，將河道巡查與重點(diǎn)工作任務(wù)監(jiān)督及治理對(duì)策落到實(shí)處，對(duì)河湖管理過(guò)程中存在的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決[1]。

1.2 河長(zhǎng)制管理體系

目前我國(guó)的河長(zhǎng)制管理體系主要包含2 條主線。首先是縱向主線，主要通過(guò)逐級(jí)落實(shí)建立省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村五級(jí)河長(zhǎng)體系，充分保證上傳下達(dá)的有效性與及時(shí)性，保證河湖巡查監(jiān)管責(zé)任的層層落實(shí)，確保每一條河流、每一個(gè)湖泊既“有人管”又能“管得住”，讓各級(jí)河湖長(zhǎng)切實(shí)當(dāng)好河流湖泊的守護(hù)者、治理者，當(dāng)好管理保護(hù)工作的指揮者、實(shí)踐者。其次是橫向主線，主要是各相關(guān)部門(mén)協(xié)同管理與資源配置，切實(shí)將河湖長(zhǎng)制當(dāng)作“分內(nèi)事”，各司其職，通過(guò)資源共享，密切配合，協(xié)同作戰(zhàn)，齊抓共管，形成河湖管理保護(hù)的整體合力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制的協(xié)調(diào)配合，打破河湖管理“瓶頸”，有效解決河湖長(zhǎng)制工作中的困難和問(wèn)題，推動(dòng)形成“共抓、共管、共治、共享”的良好局面，實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理的一體化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管范圍的全面覆蓋，進(jìn)一步為筑牢守好生態(tài)安全屏障，推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 河長(zhǎng)制管理過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 巡查方式單一

在河湖管理方面，很多地方依然在使用人工徒步的方式巡河。這種方式需要投入大量的人力和物力，其實(shí)際的巡查效率不高。尤其對(duì)于一些流域面積較大的河段，如果單純依靠河長(zhǎng)或者巡河人員，不僅無(wú)法保證河道巡查質(zhì)量，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)巡查的全覆蓋。

2.2 監(jiān)管力量薄弱

雖然目前已經(jīng)針對(duì)各級(jí)河長(zhǎng)制定了明確的河長(zhǎng)監(jiān)管體系和責(zé)任追究機(jī)制，一旦發(fā)現(xiàn)任何不利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的行為，就可按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行責(zé)任追究。但在具體的實(shí)施過(guò)程中，由于群眾的愛(ài)河護(hù)河意識(shí)不強(qiáng)，加上監(jiān)管力量不足，導(dǎo)致日常管理工作顧此失彼，使得河道“邊清理、邊污染”的現(xiàn)象偶有發(fā)生。

2.3 責(zé)任落實(shí)打折扣

部分省、市、自治區(qū)已經(jīng)制定了具有針對(duì)性的考核指標(biāo)，并將其納入當(dāng)?shù)攸h政領(lǐng)導(dǎo)干部綜合考核評(píng)價(jià)當(dāng)中，并據(jù)此對(duì)次年的河湖管理工作進(jìn)行合理的安排。如果年度考核成績(jī)不合格，則采取通報(bào)批評(píng)的處罰措施，并對(duì)總河長(zhǎng)進(jìn)行約談。盡管這一考核機(jī)制的實(shí)施有效提升了河湖管理效果。但是個(gè)別地區(qū)還存在“上熱中溫下冷”現(xiàn)象，一級(jí)抓一級(jí)、層層抓落實(shí)的工作格局尚未完全形成；部分河湖長(zhǎng)對(duì)河湖問(wèn)題排查整治工作的重要性認(rèn)識(shí)不足，巡河管護(hù)實(shí)效不夠，舉一反三、主動(dòng)自查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、整改問(wèn)題的意識(shí)不強(qiáng)。

2.4 群眾愛(ài)河護(hù)河意識(shí)不強(qiáng)

在河長(zhǎng)制管理體系運(yùn)行過(guò)程中，盡管部分地方各級(jí)河湖長(zhǎng)能夠積極履行河湖管理、保護(hù)、治理“三位一體”職責(zé)，定期開(kāi)展巡河、護(hù)河，對(duì)河湖存在的垃圾、采砂、廢污水、岸線生態(tài)等方面的問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)整改責(zé)任，但是部分群眾主動(dòng)愛(ài)河護(hù)河的意識(shí)不夠強(qiáng)，關(guān)愛(ài)保護(hù)河湖的日常良好行為習(xí)慣尚未完全養(yǎng)成，河湖管護(hù)范圍內(nèi)亂倒、亂堆垃圾及廢棄物的現(xiàn)象依然存在。由此便造成了各級(jí)河長(zhǎng)，尤其是基層一線河長(zhǎng)工作量巨大、任務(wù)異常繁重、管護(hù)難度較大等困難。

2.5 河湖水生態(tài)修復(fù)治理任務(wù)重、難度大

實(shí)現(xiàn)河湖水生態(tài)修復(fù)治理要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、主要保護(hù)目標(biāo)、水域的功能等因地制宜確定修復(fù)目標(biāo)，主要通過(guò)工程措施，實(shí)施河湖水生態(tài)治理保護(hù)。但是部分地方河流湖泊數(shù)量眾多，流域面積大，情況較為復(fù)雜，僅靠地方財(cái)力難以滿足治理需要。因此，在不破壞生態(tài)空間基本功能的前提下，建設(shè)親水設(shè)施，真正實(shí)現(xiàn)“河暢、水清、岸綠、景美、人和”的治理目標(biāo)，無(wú)論從資金上還是技術(shù)上都有一定的難度，而且任務(wù)比較繁重。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在河長(zhǎng)制管理模式中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要有以下6 大優(yōu)勢(shì)。第一，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，靈活性高，飛行速度快，巡河效率高，可以在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，能迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。第二，操作簡(jiǎn)單，智能化程度高，可以提前設(shè)置好飛行路線，然后在飛行過(guò)程中進(jìn)行校對(duì)與調(diào)整。如果設(shè)備發(fā)生故障，還可以自主進(jìn)行故障排除，若故障無(wú)法排除并修復(fù)則會(huì)自動(dòng)返航。第三，體積較小，操作簡(jiǎn)單，且存放、維護(hù)、調(diào)試都非常便捷，工作人員可以快速掌握操作技巧。第四，借助無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，大幅度高工作效率。第五，影像分辨率高，成像效果好，即便在高空，也可以對(duì)地面物體進(jìn)行有效地捕捉。第六，可以將平面數(shù)據(jù)信息、三維場(chǎng)景影像及三維數(shù)據(jù)信息有效顯示，數(shù)據(jù)精度較高。將其應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，與人工徒步巡河相比，巡查效率更高、巡查時(shí)間更短、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題更快，可以大幅度提高水環(huán)境治理效果，創(chuàng)新河流監(jiān)管模式[2]。

4 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在河長(zhǎng)制管理模式中的具體應(yīng)用

4.1 對(duì)河湖全景進(jìn)行有效展示

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，可以對(duì)河湖全景進(jìn)行有效展示。首先，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以將地物地貌進(jìn)行清晰、直觀的展示。其次，無(wú)人機(jī)正射影像技術(shù)可以形成帶有經(jīng)緯度信息和高程信息的二維影像或三維影像。與此同時(shí)，還可以對(duì)以下4 個(gè)方面的水平距離、高程差、面積以及體積進(jìn)行測(cè)量。第一，河道內(nèi)漂浮物空間分布及面積測(cè)量；第二，非法占用河道和開(kāi)墾情況的監(jiān)測(cè)；第三，河道內(nèi)垃圾集中堆放情況的監(jiān)測(cè)及體積測(cè)量；第四，河道黑臭水體和淤積河段分布的監(jiān)測(cè)及測(cè)量。最后，借助無(wú)人機(jī)遙感正射影像圖，可以對(duì)水閘、泵站以及橡膠壩等涉河湖建筑物的現(xiàn)狀以及空間分布等信息精準(zhǔn)掌握，為水利工程設(shè)施有效保護(hù)和嚴(yán)格監(jiān)管提供有力支撐，為各級(jí)河長(zhǎng)決策河湖治理保護(hù)工作提供重要技術(shù)支撐。

4.2 水域岸線保護(hù)

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，可以迅速、有效獲取河道管理范圍內(nèi)的正射影像，進(jìn)而將水域岸線管理保護(hù)現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行有效展示。之后，再借助smart3D、Pix4dmapper 等軟件進(jìn)行數(shù)字高程模型圖的生成，可以快速提取水域岸線內(nèi)的堤防工程分部情況、護(hù)坡工程分部情況。對(duì)相應(yīng)部分的長(zhǎng)度和相對(duì)高程進(jìn)行計(jì)算，就可以為優(yōu)化岸線保護(hù)與利用，規(guī)劃合理利用、科學(xué)布局岸線功能區(qū)（岸線保護(hù)區(qū)、岸線保留區(qū)、岸線控制利用區(qū)、岸線開(kāi)發(fā)利用區(qū)）提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，還可以加大侵占河道、圍墾湖泊等違法違規(guī)行為的查處與整治力度[3]。

4.3 巡河監(jiān)管取證

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，可以高效獲取水污染問(wèn)題和水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的遙感影像，進(jìn)而可以有效解決傳統(tǒng)河湖管理中河長(zhǎng)監(jiān)管取證困難的問(wèn)題。首先，借助無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的正射影像圖，可以標(biāo)注河道內(nèi)取水口、污水處理廠，并對(duì)其進(jìn)行空間定位。其次，無(wú)人機(jī)搭載熱成像設(shè)備載荷，還可以在夜間借助污水與河水的溫度差來(lái)確定非法排污口的位置，進(jìn)而加大對(duì)夜間排污行為的打擊力度，從而加強(qiáng)對(duì)入河排污口的監(jiān)管力度，為河湖執(zhí)法監(jiān)管提供強(qiáng)有力的支撐，也為水生態(tài)修復(fù)提供有力保障。

4.4 操作簡(jiǎn)便，成本低廉

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，操作人員通過(guò)手持終端設(shè)備在地面操控?zé)o人機(jī)，無(wú)人機(jī)會(huì)自動(dòng)分析和處理其檢測(cè)數(shù)據(jù)，并會(huì)合理設(shè)置工作任務(wù)及調(diào)整工作路線。利用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)獲取河道流域檢測(cè)數(shù)據(jù)，極大地節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所需的資源與資金。此外，無(wú)人機(jī)遙感的運(yùn)行維護(hù)成本低廉，飛機(jī)的零部件具有獨(dú)立性，若飛機(jī)的某個(gè)或多個(gè)部件被損壞，可以通過(guò)整體或部分更換零部件進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。

4.5 河長(zhǎng)考核督導(dǎo)

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，還可以進(jìn)一步明確每一位河長(zhǎng)的日常巡查監(jiān)管河段范圍，杜絕出現(xiàn)工作范圍斷點(diǎn)、重疊等問(wèn)題，充分保障河長(zhǎng)監(jiān)管范圍的連續(xù)性。一旦出現(xiàn)管理問(wèn)題，還可以及時(shí)找出相應(yīng)河段的責(zé)任河長(zhǎng)，徹底杜絕出現(xiàn)互相推諉扯皮等現(xiàn)象。另外，針對(duì)同一河段的管理范圍，將不同時(shí)期的遙感影像進(jìn)行對(duì)比，還可以將河長(zhǎng)的管理成果清晰地呈現(xiàn)出來(lái)[4]，為總結(jié)、推廣河湖管理經(jīng)驗(yàn)成效提供支撐、樹(shù)立典型。

5 結(jié)語(yǔ)

將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到河長(zhǎng)制管理模式中，對(duì)河長(zhǎng)制體系的高效有序運(yùn)行具有十分重要的意義。但是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用還有很多不成熟的地方，所以還需繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的深入研究，不斷挖掘無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用潛力，并將其應(yīng)用于河湖管理保護(hù)工作中，從而進(jìn)一步提升河湖管理保護(hù)水平，不斷維護(hù)河湖健康，實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展。