基于协同解译平台的生产建设项目扰动图斑解译

为积极践行"水利工程补短板、水利行业强监管"水利发展改革总基调,贯彻落实"在监管上强手段,在治理上补短板"的水土保持总体工作思路,面对生产建设项目全覆盖"天地一体化"监管所需全面提升监管成果的准确性、时效性、权威性的新要求,在分析传统的解译扰动图斑在工作环境、影像收集与分发、作业人员解译、质量控制,以及管理等方面所面临挑战的基础上,介绍了协同解译平台整体框架,并提出了基于协同解译平台的生产建设项目扰动图斑解译流程。基于协同解译平台完成了2019年全国647万km~2国土面积生产建设项目扰动图斑的解译与汇总,并与生产建设项目监管水土保持信息化监管平台实现了数据交换,有力地支撑了2019年全国生产建设项目"天地一体化"监管工作,面临2020年监管任务覆盖范围广、监测频次高的新特点,基于协同解译平台的解决方案将发挥更大的作用。     

区域监管APP在生产建设项目水土保持遥感监管工作中的应用

为了支撑生产建设项目水土保持区域监管外业调查工作,设计开发了一种基于移动终端的区域监管APP,实现了防治责任范围/扰动图斑查询、生产建设项目/扰动图斑导航、水土保持图斑信息采集、水土保持图斑标注、工作日志管理,实现了终端设备与全国水土保持信息管理系统、区域遥感解译成果库的数据实时共享。实践应用表明,区域监管APP运行稳定,可大幅度提高生产建设项目水土保持遥感监管外业调查的工作效率和成果质量。     

北京市生产建设项目水土保持遥感监管创新与实践

北京市从2013年开始以房山区为试点开展生产建设项目遥感监管工作,而后拓展至全市范围,探索建立了北京市遥感监管关键技术。通过影像处理、协同解译、防治责任范围空间化、扰动土提取、疑似违规图斑判读、现场核查及处理等方面不断进行优化与深入,形成了遥感监管"北京模式",水土保持监督执法工作取得跨越式发展,效果显著。     

生产建设项目水土保持区域监管的实践与思考

结合生产建设项目水土保持区域监管实践,对设计资料矢量化、扰动图斑解译、合规性分析、现场复核等技术进行了归纳和总结,并根据区域监管的实践体会,提出了关于生产建设项目区域监管的几点思考,一是项目各方要顺畅沟通、协调和密切配合,这是监管工作顺利实施的重要保障;二是设计资料要尽可能详细,以保障矢量化结果的准确性;三是监管成果分析中,应对已批项目情况进行全面分析;四是现场复核中发现的疑似未批先建、未批先弃且信息不详的图斑如何认定处置仍需进一步研究;五是生产建设项目水土保持宣传力度要加大。     

真彩色增强影像在“天地一体化”监管中的应用

由于卫星遥感影像存在地域和季相特征差异大、色彩不自然、波段相关性高、地物"同物异谱"和"异物同谱"现象突出等问题,因此难以满足生产建设项目水土保持"天地一体化"监管对遥感影像使用的需要。采用融合增强方法对真彩色影像进行增强处理,处理后的真彩色增强影像色彩自然,符合人的视觉习惯,具有信息丰富、层次分明、细节突出、季节差异小、可比性强等优点,突出了植被、建筑、水域、裸露地表和扰动地表等目标对象的影像特征差异,可以作为生产建设项目水土保持"天地一体化"监管的标准影像,广泛应用于水土流失防治责任范围上图、遥感解译标志库建立、水土保持状况解译、水土保持现场调查、监管成果制作与系统管理等监管工作各个环节。     

借助“天地一体化”动态监管 推动水土保持监督监测跨越发展

平定县属土石山区,位于太行山西麓,全县土地总面积1 391 km2,其中水土流失面积1 026 km2,占73.76%。县域矿产资源丰富,现已探明的矿藏达30多种,随着矿产资源的开发,将会造成局部地表强烈扰动,破坏植被与水土保持设施,从而加剧人为水土流失。2017年10月,平定县被省水利厅确定为水土保持"天地一体化"项目监管试点县,通过遥感影像解译、无人机监测和现场调查等技术手段,掌握生产建设项目和其他各类活动对地表的扰动情况,全面推动水土保持监督执法工作。试点工作成果表明,全县共确定扰动图斑349个,基本查清了生产建设项目和其他各类地面扰动现状,据此县水务局向有关企业下达了编报水土保持方案函59份。介绍了"天地一体化"动态监管试点工作的背景、成效与经验,展望了对提高水土保持监管工作的信息化水平、推动水土保持监督监测工作实现跨越式发展的前景。     

简阳市生产建设项目水土保持遥感监管工作模式与成效

随着成渝地区双城经济圈建设国家战略的深入推进，简阳市生产建设项目数量持续增多，由此引发的人为水土流失问题加大了水土流失防治和监管的压力。简阳市持续开展生产建设项目水土保持遥感监管工作，总结出包括水土保持方案资料收集整理、数据整理和填报、扰动图斑现场复核、认定查处和成果整理的水土保持遥感监管工作模式，构建了水土保持方案电子版资料库，完成了无人机监管技术试验，摸清了全市生产建设项目空间分布和类型特征，实现了违法违规项目数量的显著下降。     

淮委举办淮河流域水土保持信息化技术应用培训班

正为加强生产建设项目和水土保持重点工程信息化技术应用,提高流域内各级水土保持部门信息化应用和管理水平,2018年9月2—3日,淮委在山东省烟台市举办了淮河流域水土保持信息化技术应用培训班。本次培训班以"水土保持重点工程图斑精细化监管技术应用"和"生产建设项目水土保持天地一体化     

生产建设项目扰动范围合规性判别与预警技术

扰动地块合规性判别与预警是生产建设项目"天地一体化"监管中的一项重要工作。讨论了生产建设项目扰动图斑与防治责任范围之间的空间拓扑关系及其与实际情况的对应关系,提出了Arc GIS支持下生产建设项目扰动状况合规性判别与预警的技术方法。以生产建设项目监管示范项目区为例,对该技术方法进行了实际应用,结果表明应用该方法可以实现对项目区生产建设项目扰动范围合规性的判别。     

生产建设项目水土保持遥感解译与判别技术实践及思考

水利部连续两年组织实施了生产建设项目水土保持遥感监管项目,目前已形成一套比较成熟和完善的技术路线,其中遥感解译与判别是遥感监管的关键技术环节,是疑似违法违规图斑现场核查处置的基础工作。通过对遥感解译与判别技术要求和工作流程进行梳理、总结,形成了一套标准的技术执行体系,以期为遥感监管在全国各级开展应用提供参考。     

卫星遥感与无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监管中的应用——以晋陕蒙接壤地区部批生产建设项目为例

加强生产建设项目水土保持监管、防治人为水土流失是各级水行政主管部门的重要职责,但传统监管方式已难以满足日益严格的水土保持监管要求。以晋陕蒙接壤地区部批生产建设项目为例,探讨卫星遥感与无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监管中的应用,认为卫星遥感能够快速、高效地发现生产建设项目扰动,无人机遥感能够精准观测地面扰动和水土保持措施,可以为水土保持监管提供重要技术支撑。     

全网络化生产建设项目区域协同监管技术体系研究与实践

在水利改革发展总基调及水土保持工作总思路的指导下,围绕人为水土流失遥感监管的重点工作,结合"保障数据统一规范、促进信息全面共享、提高监管工作质效"等核心问题与需求,研究建立了具备"监管流程全覆盖、组织模式全融入、信息上下全贯通、图斑变化全闭环"的信息化协同监管技术模式与体系。该模式高效、科学地支撑了2019年水利部组织的全国生产建设项目水土保持遥感监管工作,为创新监管方式、形成各级水土保持监管合力、提高水土保持监管能力现代化提供了技术抓手。     

基于深度学习理论的山地城市水土保持卫星影像变化图斑提取实践

随着卫星遥感技术的不断发展,遥感监测已成为及时精准发现人为水土流失违法违规行为的有效手段。重庆高山环绕、丘陵广布且常年云雾,影像采集困难,图斑破碎,是典型的山地城市,传统的遥感人工目视解译需要耗费大量的人力物力,难以满足大区域山地城市的变化图斑提取需求。为提升重庆市水土保持遥感监测效率,将深度学习理论应用到对不同时期影像的变化检测分析中,采用基于语义信息的变化图斑提取和基于端到端深度网络的变化图斑提取方法,能够自动发现疑似水土保持扰动变化图斑,大大提高了水土保持监测监管的工作效率。     

Python和Visual Basic编程在水土保持数据处理工作中的应用

监测与处理数据是水土保持工作的基础，尽管数据处理工作简单，但人工处理耗时长、易出错，且经常需要进行修改。以工作需要为目标，采用编程方法可快速准确完成水土保持数据处理工作。借助Python和Visual Basic分别实现了生产建设项目扰动图斑编号自动输入、水土保持监测点降雨过程摘录数据快速整汇编处理。结果表明：(1)采用图斑编号批量自动输入的Python程序，300个扰动图斑的图斑编号输入用时10 s,与传统人工处理方式相比，工作效率提高了77倍；(2)采用降雨过程摘录数据成果表整汇编的Visual Basic程序，2 507条降雨过程数据整汇编用时5 min,工作效率提高了25倍；(3)Python和Visual Basic程序不仅可以快速准确完成水土保持遥感监管和监测点观测数据整汇编等数据处理工作，亦可完成河湖监管、水环境监测等其他行业类似要求的工作。     

无人机在生产建设项目水土保持“天地一体化”监管中的应用

对重点项目的精细化监管是实现生产建设项目水土保持"天地一体化"监管的重要组成部分。无人机摄影测量技术可以快速获取生产建设项目扰动土地情况,取土(石、料)场、弃土(石、渣)场情况,水土流失情况,水土保持措施情况等相关现场监管信息,与传统方法相比在客观性、直观性、工作效率、全局性等方面具有明显优势,是一种理想的非接触式高效监测手段,可以很好地服务于生产建设项目水土保持"天地一体化"监管。     

江西省水土保持科学研究院为“强监管”提供信息化支撑

2020年11月25—29日,江西省水土保持科学研究院派出信息化项目组赴新余、抚州等市,开展了2020年生产建设项目水保信息化区域监管成果现场复核工作。项目组对已审批的生产建设项目水保方案资料进行了收集、整理,解译了项目区内高分辨率遥感影像,开展了防治责任范围图叠加和合规性分析、复核等前期工作,对照图斑组织开展了现场复核,补全了相关属性信息,取得了高质量外业复核成果。     

晋陕蒙接壤地区生产建设项目水土保持成效

20世纪80年代颁布的《开发建设晋陕蒙接壤地区水土保持规定》明确,晋陕蒙接壤地区为国家级水土保持重点监督区。水利部、流域管理机构及区域内各级政府水行政主管部门为推行水土保持法治管理开展了法规体系建设、执法体系建设、技术体系建设,在该地区开展了水土保持执法试点工作、水土保持生态建设管理规范化试点工作、水土保持补偿费返还治理试点建设等,生产建设项目水土保持生态建设取得显著成效。通过形式多样的监管、示范带动,在国家级生产建设项目水土保持工作中实现了“三个100%”,开展了生产建设项目水土保持“天地一体化”动态监管试点工作,对生产建设项目扰动地表、重点防治区域等进行遥感监测监管,为全面推广生产建设项目水土保持遥感监管技术提供了第一手现场实践经验数据。     

西藏地区生产建设项目扰动地表遥感监测方法与监管应用

西藏地区地域辽阔,生产建设项目类型多样,覆盖范围广,传统的现场调查方法难以满足区域性水土保持监管工作的需求。应用高分一号卫星影像,选择西藏地区生产建设项目扰动范围广的区域,在面向对象分类方法的基础上,开展生产建设项目地表扰动范围提取的技术研究,生产建设项目扰动区的提取精度达到83%以上。将提取结果应用于区域生产建设项目水土保持监管工作中,发现2014—2016年,扰动面积的扩大区域主要集中于在建矿山项目区。     

无人机遥感在水土保持领域的应用研究

无人机遥感作为一种新型的遥感平台,为水土保持监测、监管等相关工作提供了一种可以及时、准确、高效地获取数据的技术手段。在分析无人机遥感系统特点和技术体系的基础上,对无人机数据获取、处理及指标提取等方面进行了阐述,重点对无人机在生产建设项目水土保持监测、监管,国家水土保持重点工程"图斑精细化"管理,小流域水土保持综合治理的初步设计,水土保持方案编制,水土保持设施验收及水土流失危害调查中的应用进行了详细介绍,并对该项技术在水土保持领域的发展趋势及应用前景进行了论述。     

面向GF-1数据不同融合方法对扰动地块的提取

以GF-1影像为数据源,采用HPF变换(High-Pass fusion,高通滤波变换)、Ehlers变换(空间滤波变换)、Brovey变换(彩色标准变换)、GS变换(Gram-Schmidt,正交化变换)、PC变换(Principle Components,主成分变换)等5种常用融合算法,根据视觉分析和数理统计分析对融合后的影像进行质量评价,并通过面向对象分类方法对扰动图斑信息进行提取,研究适用于生产建设项目集中区扰动地表信息提取的融合算法。结果表明:基于PC和GS算法的融合结果影像视觉效果好,细节清晰,色调自然,纹理增强明显,较好的融合了多光谱影像的光谱信息和全色影像的空间信息。通过定量分析可知,PC变换最大程度地保持原多光谱影像的光谱特性,GS融合算法在增益效果上具有优势,融合影像信息量最大,纹理最为细致。总体而言,PC变换和GS变换影像融合算法在生产建设项目扰动图斑信息提取上具有很大的优势,在煤炭覆盖区提取正确率均为100%,在裸露地表和在建建筑用地混合区大于80%,较原始多光谱影像分类精度提高了约10%。该研究为推进国产高分遥感数据在生产建设项目水土保持监管中的高效应用奠定数据基础,对提升生产建设项目水土保持监管效率和信息化水平具有非常重要的意义。