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河湖信息化發(fā)展現(xiàn)狀

應(yīng)用3S技術(shù)開展河湖管理動態(tài)監(jiān)控，可以實時、全面掌握河湖水域岸線動態(tài)變化情況，及時發(fā)現(xiàn)侵占河湖、非法采砂等違法水事行為，能夠有效支撐河湖規(guī)劃管理、日常巡查檢查及空間用途管制制度的落實。部分地區(qū)先試先行，河湖管理動態(tài)監(jiān)控取得了一定的經(jīng)驗，但受高精度遙感影像獲取難、管理系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用技術(shù)難度大、運行管理成本高等因素的制約，尚未形成廣泛應(yīng)用的局面。

●1.1 主要成效

 1.1.1 第一次全國水利普查摸清了河湖基本情況

3S技術(shù)為第一次全國水利普查，特別是河湖基本情況普查提供了基礎(chǔ)的技術(shù)支撐：充分利用中巴地球資源衛(wèi)星（CBERS）數(shù)據(jù)及2.5m高空間分辨率影像，查清了全國流域面積為50k㎡及以上河流的名稱、位置、流域面積和數(shù)量，常年水面面積在1k㎡及以上湖泊的名稱、位置、常年水面面積和數(shù)量；流域面積為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積在10k㎡及以上湖泊的形態(tài)特征。編制了全國給定標準以上河流和湖泊名錄，建立了河流和湖泊主要特征基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，形成了基本完善的河流湖泊基本國情資料。

1.1.2 部分地區(qū)開展的河湖動態(tài)監(jiān)控工作為進一步推動信息化建設(shè)積累了經(jīng)驗

浙江省為實現(xiàn)“像管理土地一樣管理水域”，從2012年開始開展了水域動態(tài)監(jiān)測，利用航空影像和1：10000省測繪基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，建立全省年度水域本底庫。利用遙感和GIS技術(shù)，通過對不同時段的遙感影像進行比對，得到年度水域變化的相關(guān)信息，實現(xiàn)水域管理數(shù)字化、信息化、規(guī)范化。通過水域動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)了水域監(jiān)管的時效性、正確性、主動性和震懾性，對各地非法占用水域，特別是地方政府無序占用水域行為形成了很大的威懾力。

江蘇省著力強化空間管控能力，將18條重點流域性河道、12個省管湖泊、48座大中型水庫納入遙感監(jiān)測范圍，利用遙感解析比對和巡查管理信息技術(shù)，量化岸線的動態(tài)變化，強化了河湖空間管控能力，有效遏制了侵占河湖水域的行為，為湖泊科學(xué)治理和生態(tài)預(yù)警提供支撐。

湖北省為加強湖泊保護，保障湖泊功能，于2014年3月開始建設(shè)湖泊衛(wèi)星遙感監(jiān)測系統(tǒng)，采用優(yōu)于6m分辨率的全色（光）影像圖和優(yōu)于2.5m分辨率的全色（光）影像圖，對全省755個湖泊的岸線、保護區(qū)、控制區(qū)及湖體內(nèi)問題進行監(jiān)測和分析，從而及早發(fā)現(xiàn)危害湖泊的行為和水體變化情況。通過系統(tǒng)試運行及現(xiàn)場核查發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)基本能對湖泊岸線、保護區(qū)、控制區(qū)及湖體內(nèi)進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)疑似違法點。

此外，珠江委、太湖局大力推進水政監(jiān)察遙感動態(tài)監(jiān)測工作，為水行政執(zhí)法工作提供了有力的技術(shù)支撐。

●1.2 3S技術(shù)應(yīng)用面臨的問題與技術(shù)難點

開展河湖動態(tài)監(jiān)控需要大范圍、高精度、多時相的海量遙感影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理平臺與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用的技術(shù)門檻高、投入大，限制了3S技術(shù)在河湖管理中的應(yīng)用。

1.2.1 河湖管理對數(shù)據(jù)資源要求較高，基層管理單位難以獲取

河湖水域岸線變化周期性強、變動幅度大，侵占河湖、違法采砂等違法行為在大尺度影像下難以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致河湖動態(tài)監(jiān)控對遙感影像數(shù)據(jù)的更新速度、精度要求較高。目前我國國產(chǎn)遙感影像僅有高分系列、天繪系列、資源三號等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能夠滿足管理應(yīng)用需求，考慮河湖動態(tài)監(jiān)控實際需要，還需要采用高空航拍、無人機航拍等技術(shù)獲取數(shù)據(jù)。基層河湖管理單位在向測繪部門申請數(shù)據(jù)時面臨程序繁雜、耗時較多，且申請到的數(shù)據(jù)精度、時效性難以滿足管理需求等諸多問題。

1.2.2 3S技術(shù)應(yīng)用難度較大，基層管理單位技術(shù)能力不足

與水利行業(yè)其他業(yè)務(wù)領(lǐng)域不同，3S技術(shù)在河湖管理方面的應(yīng)用屬于典型的大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。3S技術(shù)應(yīng)用于河湖動態(tài)監(jiān)控涉及遙感數(shù)據(jù)獲取、存儲、處理、地圖產(chǎn)品的生產(chǎn)與發(fā)布等環(huán)節(jié)，技術(shù)上涉及大數(shù)據(jù)量密集計算、分布式空間數(shù)據(jù)的快速處理、影像數(shù)據(jù)快速檢索、海量數(shù)據(jù)的快速傳輸、產(chǎn)品及服務(wù)的標準建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)等問題，且目前市場上尚無成熟的河湖管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，基層河湖管理單位技術(shù)儲備有限，技術(shù)能力無法適應(yīng)3S技術(shù)的應(yīng)用。

1.2.3 運行管理成本較高，基層管理單位難以承擔

一是遙感影像資源獲取成本較高。高精度遙感影像是開展河湖管理動態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)，目前高精度遙感影像主要由外國公司提供，市場處于半壟斷狀態(tài)，價格高昂。以洞庭湖為例，高精度影像市場報價在200-500元/k㎡,單時相洞庭湖遙感影像的市場報價需要近百萬元。國家測繪部門可以提供低收費未經(jīng)處理的原始遙感影像，需要應(yīng)用單位自行處理或通過購買服務(wù)的方式進行處理，同樣以洞庭湖為例，單時相遙感影像處理費用仍高達幾十萬元。對于以高精度、多時相為特點的河湖動態(tài)監(jiān)控而言，遙感影像的購買或處理費用遠超河湖基層管理單位的承受能力。

二是遙感影像應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)成本較高。遙感影像應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)需要以成熟的遙感影像處理及地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，目前，以上系統(tǒng)的市場報價在百萬元左右；同時，應(yīng)用系統(tǒng)尚無成熟的軟件面市，各級管理單位獨立開發(fā)，勢必帶來低水平重復(fù)開發(fā)及開發(fā)成本較高的問題。

三是系統(tǒng)運行環(huán)境搭建及運行管理成本較高。海量遙感影像存儲、處理需要搭建與之相適宜的軟硬件環(huán)境，僅硬件配置方面就需要配備專業(yè)超算服務(wù)器、管理服務(wù)器、磁盤陣列存儲設(shè)備、千兆網(wǎng)絡(luò)交換機等，市場報價在300萬元以上。同時，考慮必要的軟件、硬件、技術(shù)管理人員、場地等經(jīng)費需求，數(shù)據(jù)處理平臺搭建與運行、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)一次性投入需要數(shù)百萬元，遠遠超出基層河湖管理單位的承受能力。

《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》要求“加快生態(tài)文明制度建設(shè)”，“建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警機制”?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設(shè)的意見》提出“用衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，對自然資源和生態(tài)環(huán)境保護狀況開展全天候監(jiān)測，健全覆蓋所有資源環(huán)境要素的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系”。

江河湖泊是地球的血脈、生命的源泉、文明的搖籃。維護河湖健康是生態(tài)文明的重要內(nèi)容。十八大報告把生態(tài)文明建設(shè)提升至與經(jīng)濟、政治、文化、社會四大建設(shè)并列的高度，列為建設(shè)中國特色社會主義的“五位一體”的總布局之一，信息化覆蓋現(xiàn)代化建設(shè)全局，因此也必然覆蓋生態(tài)文明建設(shè)全局。信息化是生態(tài)文明建設(shè)的必由之路和必然選擇，信息化對生態(tài)文明建設(shè)的作用，將經(jīng)歷從助力、支撐、保障，到融合創(chuàng)新，最終引領(lǐng)發(fā)展的提升過程。生態(tài)文明建設(shè)的信息化必然要求河湖管理的信息化。

2011年中央1號文件和中央水利工作會議提出加快水利改革發(fā)展的總體要求、主要目標和基本原則，始終堅持科學(xué)發(fā)展，重視轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，努力走出一條具有中國特色的水利現(xiàn)代化道路，是水利工作必須牢牢把握的方向。水利現(xiàn)代化的主要內(nèi)涵體現(xiàn)在思想觀念現(xiàn)代化、基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和管理服務(wù)現(xiàn)代化等4個方面。水利部《關(guān)于深化水利改革的指導(dǎo)意見》提出“加強實用技術(shù)推廣和高新技術(shù)應(yīng)用，推動信息化與水利現(xiàn)代化深度融合”，“建立嚴格的河湖管理與保護制度”，“積極運用衛(wèi)星遙感等先進技術(shù)強化河湖監(jiān)控，依法查處非法侵占河湖、非法采砂等行為”。水利部《關(guān)于加強河湖管理工作的指導(dǎo)意見》要求“加強河湖管理動態(tài)監(jiān)控”，“要積極運用遙感、空間定位、衛(wèi)星航片、視頻監(jiān)控等科技手段，對重點河湖、水域岸線、河道采砂進行動態(tài)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)圍墾河湖、侵占岸線、非法設(shè)障、水域變化、非法采砂等情況，為河湖管理和行政執(zhí)法提供技術(shù)支撐”。水利信息化是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標志。河湖管理是水利工作的重要內(nèi)容，水利信息化必然要求河湖管理現(xiàn)代化。

近年來，一些地方在發(fā)展過程中，忽視河湖保護，違法圍墾湖泊、擠占河道、蠶食水域、濫采河砂等問題突出，嚴重威脅著防洪安全、供水安全、生態(tài)安全。受制于河湖監(jiān)管手段落后等原因，涉河違法水事行為發(fā)現(xiàn)難、打擊難，涉河執(zhí)法成本居高不下，違法水事行為屢禁不止。以長江流域打擊非法采砂為例，據(jù)不完全統(tǒng)計，2015年沿江5省水行政主管部門出動執(zhí)法人員13.3萬人次，執(zhí)法船1.35萬艘次，執(zhí)法車1.76萬輛次。河湖管理是水利社會管理的核心內(nèi)容，是確保河湖資源可持續(xù)利用的重要工作，是當前水利工作的一項硬任務(wù)。河湖管理信息化建設(shè)可以有效提升河湖監(jiān)管能力和水平，是維護河湖水域岸線的必然要求。

三、河湖管理信息化主要思路與對策建議

做好河湖管理信息化建設(shè)的頂層設(shè)計，充分利用國家地理信息數(shù)據(jù)公益性應(yīng)用優(yōu)惠政策及與國家測繪部門的戰(zhàn)略合作協(xié)議，努力爭取獲得高精度、多時相滿足河湖動態(tài)監(jiān)測的遙感影像數(shù)據(jù)，充分利用河湖動態(tài)監(jiān)控需求廣泛的優(yōu)勢，通過PPP協(xié)作模式開展地理信息戰(zhàn)略服務(wù)合作，引入社會資本建設(shè)國家級河湖地理信息數(shù)據(jù)平臺，規(guī)范化、批量處理動態(tài)遙感影像，開發(fā)通用河湖管理動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，指導(dǎo)地方積極開展河湖動態(tài)監(jiān)控工作，跨越式地實現(xiàn)河湖管理信息化，推動水利現(xiàn)代化。

建議水利部出臺加強河湖管理信息化工作的指導(dǎo)意見，做好河湖管理信息化建設(shè)頂層設(shè)計。以現(xiàn)有水利普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用遙感、空間定位、衛(wèi)星航片、視頻監(jiān)控等科技手段，用3-5年時間，建成三級部署（水利部、流域機構(gòu)、省級）、五級應(yīng)用（水利部、流域機構(gòu)、省級、市級、縣級）的河湖管理信息化體系。在此基礎(chǔ)上，以主要江河、敏感河段為重點，開展河湖水域岸線動態(tài)監(jiān)控、分析，為加強河湖管理工作提供技術(shù)支撐。

建議水利部相關(guān)部門組織建設(shè)國家級河湖地理信息數(shù)據(jù)平臺，規(guī)范遙感影像的處理標準，實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)規(guī)范化批量處理、統(tǒng)一獲取、統(tǒng)一處理、因需分發(fā)，避免數(shù)據(jù)平臺低水平重復(fù)建設(shè)和數(shù)據(jù)生產(chǎn)的不規(guī)范，降低數(shù)據(jù)獲取與生產(chǎn)成本。一是充分利用與國家測繪部門的戰(zhàn)略合作協(xié)議，努力爭取獲得高精度、多時相滿足河湖動態(tài)監(jiān)測的遙感影像數(shù)據(jù)，進行遙感影像數(shù)據(jù)儲備。二是高標準建設(shè)國家級地理信息數(shù)據(jù)平臺，開展遙感影像處理，提取河湖動態(tài)信息。三是指導(dǎo)流域管理機構(gòu)、地方水行政主管部門積極開展基于遙感影像的河湖管理工作，因需分發(fā)遙感數(shù)據(jù)。

建議水利部相關(guān)部門牽頭組織開發(fā)河湖動態(tài)監(jiān)控通用系統(tǒng)，降低系統(tǒng)應(yīng)用成本，避免低水平重復(fù)開發(fā)及系統(tǒng)難以兼容的問題。

一是以加強河湖動態(tài)監(jiān)控，打擊非法采砂、侵占河湖為重點，深入研究分析河湖管理的重點、難點，明確河湖管理信息化建設(shè)的目標、任務(wù)。

二是高規(guī)格研發(fā)河湖管理動態(tài)監(jiān)控通用系統(tǒng)，滿足不同層級河湖管理主體的業(yè)務(wù)需求。

三是引導(dǎo)各級河湖管理機構(gòu)積極應(yīng)用動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，擴大河湖管理動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍，提升河湖管理水平。

河湖動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用對遙感數(shù)據(jù)的存儲、處理、分發(fā)等技術(shù)要求較高，可以利用水利遙感應(yīng)用需求廣泛的優(yōu)勢，優(yōu)選地理信息服務(wù)商，開展PPP戰(zhàn)略服務(wù)合作，即水利部提供遙感影像，地理信息服務(wù)商提供技術(shù)與服務(wù)，包括系統(tǒng)平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)處理與發(fā)布等服務(wù)。一是可以保證數(shù)據(jù)資源的充分開發(fā)利用，二是可以充分發(fā)揮社會資源技術(shù)水平高、質(zhì)量高、效率的優(yōu)勢，三是能夠調(diào)動社會資本進入水利行業(yè)，有效降低政府投資壓力。