司遠志 陳一娜 孟迪

（江蘇航天宏圖信息技術有限公司，江蘇徐州，221000）

摘要：河湖“清四亂”是指清理整治河湖管理范圍內的亂占、亂采、亂堆、亂建等突出問題。綜合利用衛星遙感影像、無人機航拍、實地調查等方式對于推動河湖“清四亂”工作具有重要意義。本文以徐州市五個區縣涉及11條河和1個湖為例，通過衛星遙感影像對河道初步檢查，采用無人機航拍采集正射影像，提取河湖“四亂”問題信息，助力河湖管理工作。

關鍵詞：無人機；河湖“四亂”；正射影像

1 項目背景

河湖“清四亂”即清理整治河湖管理范圍內的亂占、亂采、亂堆、亂建等突出問題，是水利部于2018年在全國部署的專項行動，是維護河湖生態環境的重要舉措^[1]。《2022年河湖管理工作要點》明確要求，持續清理整治河湖“四亂”問題，堅決遏增量、清存量，縱深推進河湖“清四亂”常態化規范化^[2]。江蘇在全國率先建立河長制以來，強力推進河湖突出問題整治，大力加強長效管護，河湖健康惡化狀況得到全面遏制，且呈現出系統性好轉^[3]。近年來，徐州市河長辦按照部、省河湖“兩違三亂”及“清四亂”常態化、規范化相關工作要求，組織力量全面開展排查“回頭看”，繼續加大清理河湖管理范圍內亂建、亂占、亂排等行為，在鞏固成果的基礎上，確保治后不反彈。

目前，河湖“四亂”巡查工作主要以人工巡河為主，該方式存在人力成本高、巡查周期長和巡查面積少等問題，難以及時、有效、全面的發現和監管問題。綜合比較，以無人機開展正射影像采集的方式用于河湖“四亂”巡查，具有巡查周期短、問題坐標精準、問題類型直觀、易于讀取等優勢。因此，在河湖“四亂”巡查過程中，應廣泛運用無人機，輔以衛星遙感影像和重點地區人工走查等方式，提高巡查效率，做到“清四亂”常態化管理^[4]。

2 項目任務

根據高分辨率衛星遙感影像，對徐州市五個區縣11條河1個湖開展河湖“四亂”問題初步檢查并確定無人機航飛路線。通過無人機對河道進行巡查拍攝，經軟件處理后繪制出河道正射影像，按照河湖“四亂”問題類型開展影像解譯工作。另外，對無人機航拍死角開展人工走查，進行現場拍照。綜合正射影像解譯及人工走查結果，生成問題檢查清單、圖件等，為河湖“四亂”問題的整改提供依據。

3 技術路線

通過高分辨率衛星遙感影像初步確定航飛區域、路線。無人機沿目標河道兩側外延約1 km進行正射影像采集，完成數據采集、數據處理、航線校核、抽檢驗證等工作。無人機航拍航高150-200 m，航向重疊率70%，旁向重疊率65%，比例尺1：2000。通過河道影像數據處理，生成正射圖，分辨率5-10 cm。基于影像成果，采用人工目視解譯的方式開展河湖“四亂”巡查影像解譯工作，為河道巡查及問題處理提供有力依據。

4 衛星遙感影像初步檢查

利用徐州市2022年上半年高分辨率衛星遙感影像開展河湖“四亂”初步檢查工作。將影像圖導入ArcGIS軟件，疊加行政區劃圖層，進行目視解譯。統計和匯總各河道問題類型，記錄問題所在區縣及街道、經緯度坐標、問題描述、問題截圖（如圖1、圖2）等。初步獲取各河道河湖“四亂”基本問題信息。

5 無人機巡查及正射影像圖制作

根據衛星遙感影像初步檢查結果及實際情況，確定需要開展無人機巡查的河道。采用大疆經緯M300 RTK無人機搭載禪思P1相機對重點河道開展正射影像采集工作，主要內容包括資料收集、像控測量、影像采集、內業數據處理等。

5.1資料收集

本項目涉及徐州市五個區縣11條河1個湖，分布區域較為分散，河道信息如表1所示。河道的像控點按航帶布設，湖泊按區域布設。航飛作業前，全面收集測區內基礎數據，包含氣象數據、控制點成果、人文地理數據等，制定詳細的飛行方案并開展空域申請工作。根據項目需要，確定本次航飛的相關技術參數，包括航高、航向重疊率、旁向重疊率以及地面分辨率等^[5]。

5.2像控測量

像控點的布設采用區域網布點法在測區均勻布設，像控點的測量執行GB/T18314-2009《全球定位系統（GPS）測量規范》。采用CORS站系統進行像控測量，獲取作業區域像控點照片、像控點數據等。像控點盡可能為永久地物并易于影像上精確定位刺點的特征點^[6]。對于目標河道，每平方公里布設4個像控點，約1 km布設一個像控點。像控點選在交角良好（70°～110°）地物的交點、明顯地物的拐角點及高程變化較小的地方。在地物稀少的地方，以人工制作“L”型像控點的方式進行布設^[7]，長度不小于0.5 m，寬度不小于0.1 m。

5.3影像采集

依據《GB/T 7931-2008 1：500、1：1000、1：2000地形圖航空攝影測量外業規范》、《CH/T 3006-2011數字航空攝影測量控制測量規范》等相關規范要求及測區的初步檢查結果，設計本次巡查的航飛范圍和路線。按照技術要求，獲取5-10 cm DOM數據，無人機航拍航高設定為150-200 m，航向重疊度為 70%，旁向重疊度為65%，全區無攝影絕對漏洞。根據設定的飛行計劃，檢查參數設置后開展外業飛行工作。航飛工作完成后，及時檢查飛行質量及外業成果，包括航線彎曲度、光線是否充足、像片有效范圍是否覆蓋全部攝區等。外業成果中影像數據與影像定位數據無丟漏，POS數據和像控點采集時均為固定解狀態。

5.4內業數據整理

采用大疆智圖軟件進行內業數據處理。將有效航片和POS文件整理后導入軟件，先進行初始化處理，對像控點刺點，平面控制點選刺影像清晰的明顯地物，高程控制點選刺在局部高程變化較小的區域。根據飛行區域、形狀、地理環境（高程），進行空中三角測量，經檢查，接邊良好，控制三角測量精度符合規范要求，最終生產數字地表模型DSM和正射影像圖。

6人工走查

對重點區域及無人機航拍死角（如橋下、林下等），采用沿著岸邊、在橋上或坐船的方式進行人工走查，確保不留死角。及時拍照并記錄問題點位坐標等信息。

7 成果應用

通過無人機對目標河道開展正射影像采集，生成正射影像圖后，利用ArcGIS軟件進行目視解譯，可直接觀察到河道內是否存在河湖“四亂”問題，包括圍墾湖泊、采砂、河湖內亂堆亂棄垃圾、河道管理范圍內修建阻水建筑物等類型。通過將河道內存在的上述問題在正射影像圖中標記并導出為圖片（如圖4和圖5所示），為河湖“四亂”問題巡查報告的編制提供依據。報告內容包括序號、河道名稱、問題類型、縣區、街道、經緯度、問題描述（如圍網養殖等）、問題圖片等。河湖“四亂”問題整改后，采用同種方法，利用無人機對具體問題坐標開展核查工作，做到“四亂”問題動態清零。

參考文獻

[1]陳曉,劉小勇,郎勱賢,賀霄霞.河湖“清四亂”常態化規范化進展分析與對策建議[J].水利發展研究,2022,22(11):49-52.

[2]2022年河湖管理工作要點[J].水資源開發與管理,2022,8(04):1-3.

[3]許麗,曹瑛,程瀛,吳卿鳳,黃海田.江蘇河長制標志的創作和呈現案例探析[J].水文化,2022,380(06):23-27.

[4]包德高.無人機在河湖“清四亂”排查中的應用[J].黑龍江水利科技,2021,49(05):188-190.

[5]楊志強.無人機航空攝影及正射影像制作技術實踐[J].甘肅科技,2020,36(05):55-57.

[6]黃亞平,劉驍,牛作鵬.基于無人機航攝的真正射影像生產方法研究[J].港工技術,2019,56(S1):149-152.

[7]朱煥廉.像控點布設對無人機攝影測量精度評估[J].城市勘測,2022,193(05):86-89.

作者簡介：司遠志（1996-），男，江蘇睢寧，碩士，助理工程師，主要從事水利、林業信息化方面工作。通訊地址：江蘇省徐州市高新區安全科技產業園A17棟東側3樓。聯系電話：18361260052，Email：860000786@qq.com。