本文内容来源于《水利发展研究》杂志，2016年第10期，作者王贵作、王一文、孟祥龙、郞劢贤
全文一共4762字，阅读时间约12分钟
江河湖泊具有重要的资源功能和生态功能，是洪水的通道、水资源的载体、生态环境的重要组成部分。加强河湖管理是生态文明建设的重要内容。我国江河湖泊众多，受限于监管能力不足、手段有限的因素，河湖管理与保护工作相对滞后。
以3S技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）为代表的信息化技术的发展，为开展河湖管理动态监控、加强河湖管理提供了有效途径。为充分应用3S技术及遥感影像资源，避免低水平、高成本的重复投资，亟需从顶层设计的高度出发，通过PPP模式引入地理信息技术服务商，建设国家级河湖遥感影像数据处理平台，开发通用应用系统，推动动态监控系统及数据资源的共享与应用，积极推进河湖管理信息化建设，为提升河湖管理水平提供支撑。
河湖信息化发展现状
应用3S技术开展河湖管理动态监控，可以实时、全面掌握河湖水域岸线动态变化情况，及时发现侵占河湖、非法采砂等违法水事行为，能够有效支撑河湖规划管理、日常巡查检查及空间用途管制制度的落实。部分地区先试先行，河湖管理动态监控取得了一定的经验，但受高精度遥感影像获取难、管理系统开发应用技术难度大、运行管理成本高等因素的制约，尚未形成广泛应用的局面。
●1.1 主要成效
1.1.1 第一次全国水利普查摸清了河湖基本情况
3S技术为第一次全国水利普查，特别是河湖基本情况普查提供了基础的技术支撑：充分利用中巴地球资源卫星（CBERS）数据及2.5m高空间分辨率影像，查清了全国流域面积为50k㎡及以上河流的名称、位置、流域面积和数量，常年水面面积在1k㎡及以上湖泊的名称、位置、常年水面面积和数量；流域面积为100k㎡及以上河流的流域水系自然特征、水文特征和常年水面面积在10k㎡及以上湖泊的形态特征。编制了全国给定标准以上河流和湖泊名录，建立了河流和湖泊主要特征基础数据库，形成了基本完善的河流湖泊基本国情资料。
1.1.2 部分地区开展的河湖动态监控工作为进一步推动信息化建设积累了经验
浙江省为实现“像管理土地一样管理水域”，从2012年开始开展了水域动态监测，利用航空影像和1：10000省测绘基础地形数据，建立全省年度水域本底库。利用遥感和GIS技术，通过对不同时段的遥感影像进行比对，得到年度水域变化的相关信息，实现水域管理数字化、信息化、规范化。通过水域动态监测，实现了水域监管的时效性、正确性、主动性和震慑性，对各地非法占用水域，特别是地方政府无序占用水域行为形成了很大的威慑力。
江苏省着力强化空间管控能力，将18条重点流域性河道、12个省管湖泊、48座大中型水库纳入遥感监测范围，利用遥感解析比对和巡查管理信息技术，量化岸线的动态变化，强化了河湖空间管控能力，有效遏制了侵占河湖水域的行为，为湖泊科学治理和生态预警提供支撑。
湖北省为加强湖泊保护，保障湖泊功能，于2014年3月开始建设湖泊卫星遥感监测系统，采用优于6m分辨率的全色（光）影像图和优于2.5m分辨率的全色（光）影像图，对全省755个湖泊的岸线、保护区、控制区及湖体内问题进行监测和分析，从而及早发现危害湖泊的行为和水体变化情况。通过系统试运行及现场核查发现，该系统基本能对湖泊岸线、保护区、控制区及湖体内进行监测，及时发现疑似违法点。
此外，珠江委、太湖局大力推进水政监察遥感动态监测工作，为水行政执法工作提供了有力的技术支撑。
●1.2 3S技术应用面临的问题与技术难点
开展河湖动态监控需要大范围、高精度、多时相的海量遥感影像数据，数据处理平台与应用系统开发、应用的技术门槛高、投入大，限制了3S技术在河湖管理中的应用。
1.2.1 河湖管理对数据资源要求较高，基层管理单位难以获取
河湖水域岸线变化周期性强、变动幅度大，侵占河湖、违法采砂等违法行为在大尺度影像下难以发现，导致河湖动态监控对遥感影像数据的更新速度、精度要求较高。目前我国国产遥感影像仅有高分系列、天绘系列、资源三号等卫星遥感数据能够满足管理应用需求，考虑河湖动态监控实际需要，还需要采用高空航拍、无人机航拍等技术获取数据。基层河湖管理单位在向测绘部门申请数据时面临程序繁杂、耗时较多，且申请到的数据精度、时效性难以满足管理需求等诸多问题。
1.2.2 3S技术应用难度较大，基层管理单位技术能力不足
与水利行业其他业务领域不同，3S技术在河湖管理方面的应用属于典型的大数据处理应用。3S技术应用于河湖动态监控涉及遥感数据获取、存储、处理、地图产品的生产与发布等环节，技术上涉及大数据量密集计算、分布式空间数据的快速处理、影像数据快速检索、海量数据的快速传输、产品及服务的标准建设、应用系统的设计开发等问题，且目前市场上尚无成熟的河湖管理业务应用系统，基层河湖管理单位技术储备有限，技术能力无法适应3S技术的应用。
1.2.3 运行管理成本较高，基层管理单位难以承担
一是遥感影像资源获取成本较高。高精度遥感影像是开展河湖管理动态监控的基础，目前高精度遥感影像主要由外国公司提供，市场处于半垄断状态，价格高昂。以洞庭湖为例，高精度影像市场报价在200-500元/k㎡,单时相洞庭湖遥感影像的市场报价需要近百万元。国家测绘部门可以提供低收费未经处理的原始遥感影像，需要应用单位自行处理或通过购买服务的方式进行处理，同样以洞庭湖为例，单时相遥感影像处理费用仍高达几十万元。对于以高精度、多时相为特点的河湖动态监控而言，遥感影像的购买或处理费用远超河湖基层管理单位的承受能力。
二是遥感影像应用系统开发成本较高。遥感影像应用系统开发需要以成熟的遥感影像处理及地理信息系统为基础平台，目前，以上系统的市场报价在百万元左右；同时，应用系统尚无成熟的软件面市，各级管理单位独立开发，势必带来低水平重复开发及开发成本较高的问题。
三是系统运行环境搭建及运行管理成本较高。海量遥感影像存储、处理需要搭建与之相适宜的软硬件环境，仅硬件配置方面就需要配备专业超算服务器、管理服务器、磁盘阵列存储设备、千兆网络交换机等，市场报价在300万元以上。同时，考虑必要的软件、硬件、技术管理人员、场地等经费需求，数据处理平台搭建与运行、应用系统开发一次性投入需要数百万元，远远超出基层河湖管理单位的承受能力。
二、河湖管理信息化是加强河湖管理的必由之路
●2.1 河湖管理信息化是落实生态文明建设的必然要求
《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》要求“加快生态文明制度建设”，“建立资源环境承载能力监测预警机制”。《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》提出“用卫星遥感等技术手段，对自然资源和生态环境保护状况开展全天候监测，健全覆盖所有资源环境要素的监测网络体系”。
江河湖泊是地球的血脉、生命的源泉、文明的摇篮。维护河湖健康是生态文明的重要内容。十八大报告把生态文明建设提升至与经济、政治、文化、社会四大建设并列的高度，列为建设中国特色社会主义的“五位一体”的总布局之一，信息化覆盖现代化建设全局，因此也必然覆盖生态文明建设全局。信息化是生态文明建设的必由之路和必然选择，信息化对生态文明建设的作用，将经历从助力、支撑、保障，到融合创新，最终引领发展的提升过程。生态文明建设的信息化必然要求河湖管理的信息化。
●2.2 河湖管理信息化是水利现代化的必然要求
2011年中央1号文件和中央水利工作会议提出加快水利改革发展的总体要求、主要目标和基本原则，始终坚持科学发展，重视转变发展方式，努力走出一条具有中国特色的水利现代化道路，是水利工作必须牢牢把握的方向。水利现代化的主要内涵体现在思想观念现代化、基础设施现代化、科学技术现代化和管理服务现代化等4个方面。水利部《关于深化水利改革的指导意见》提出“加强实用技术推广和高新技术应用，推动信息化与水利现代化深度融合”，“建立严格的河湖管理与保护制度”，“积极运用卫星遥感等先进技术强化河湖监控，依法查处非法侵占河湖、非法采砂等行为”。水利部《关于加强河湖管理工作的指导意见》要求“加强河湖管理动态监控”，“要积极运用遥感、空间定位、卫星航片、视频监控等科技手段，对重点河湖、水域岸线、河道采砂进行动态监控，及时发现围垦河湖、侵占岸线、非法设障、水域变化、非法采砂等情况，为河湖管理和行政执法提供技术支撑”。水利信息化是水利现代化的基础和重要标志。河湖管理是水利工作的重要内容，水利信息化必然要求河湖管理现代化。
近年来，一些地方在发展过程中，忽视河湖保护，违法围垦湖泊、挤占河道、蚕食水域、滥采河砂等问题突出，严重威胁着防洪安全、供水安全、生态安全。受制于河湖监管手段落后等原因，涉河违法水事行为发现难、打击难，涉河执法成本居高不下，违法水事行为屡禁不止。以长江流域打击非法采砂为例，据不完全统计，2015年沿江5省水行政主管部门出动执法人员13.3万人次，执法船1.35万艘次，执法车1.76万辆次。河湖管理是水利社会管理的核心内容，是确保河湖资源可持续利用的重要工作，是当前水利工作的一项硬任务。河湖管理信息化建设可以有效提升河湖监管能力和水平，是维护河湖水域岸线的必然要求。
三、河湖管理信息化主要思路与对策建议
做好河湖管理信息化建设的顶层设计，充分利用国家地理信息数据公益性应用优惠政策及与国家测绘部门的战略合作协议，努力争取获得高精度、多时相满足河湖动态监测的遥感影像数据，充分利用河湖动态监控需求广泛的优势，通过PPP协作模式开展地理信息战略服务合作，引入社会资本建设国家级河湖地理信息数据平台，规范化、批量处理动态遥感影像，开发通用河湖管理动态监控系统，指导地方积极开展河湖动态监控工作，跨越式地实现河湖管理信息化，推动水利现代化。
建议水利部出台加强河湖管理信息化工作的指导意见，做好河湖管理信息化建设顶层设计。以现有水利普查数据为基础，充分利用遥感、空间定位、卫星航片、视频监控等科技手段，用3-5年时间，建成三级部署（水利部、流域机构、省级）、五级应用（水利部、流域机构、省级、市级、县级）的河湖管理信息化体系。在此基础上，以主要江河、敏感河段为重点，开展河湖水域岸线动态监控、分析，为加强河湖管理工作提供技术支撑。
建议水利部相关部门组织建设国家级河湖地理信息数据平台，规范遥感影像的处理标准，实现遥感数据规范化批量处理、统一获取、统一处理、因需分发，避免数据平台低水平重复建设和数据生产的不规范，降低数据获取与生产成本。一是充分利用与国家测绘部门的战略合作协议，努力争取获得高精度、多时相满足河湖动态监测的遥感影像数据，进行遥感影像数据储备。二是高标准建设国家级地理信息数据平台，开展遥感影像处理，提取河湖动态信息。三是指导流域管理机构、地方水行政主管部门积极开展基于遥感影像的河湖管理工作，因需分发遥感数据。
建议水利部相关部门牵头组织开发河湖动态监控通用系统，降低系统应用成本，避免低水平重复开发及系统难以兼容的问题。
一是以加强河湖动态监控，打击非法采砂、侵占河湖为重点，深入研究分析河湖管理的重点、难点，明确河湖管理信息化建设的目标、任务。
二是高规格研发河湖管理动态监控通用系统，满足不同层级河湖管理主体的业务需求。
三是引导各级河湖管理机构积极应用动态监管系统，扩大河湖管理动态监控系统应用范围，提升河湖管理水平。
河湖动态监控系统应用对遥感数据的存储、处理、分发等技术要求较高，可以利用水利遥感应用需求广泛的优势，优选地理信息服务商，开展PPP战略服务合作，即水利部提供遥感影像，地理信息服务商提供技术与服务，包括系统平台建设、应用系统开发、数据处理与发布等服务。一是可以保证数据资源的充分开发利用，二是可以充分发挥社会资源技术水平高、质量高、效率的优势，三是能够调动社会资本进入水利行业，有效降低政府投资压力。
联系客服
