孔卫瑞

（河南省水利勘测有限公司，河南 郑州 450003）

近年来随着黄河流域生态环境问题排查整治行动深入开展，解决了一批突出生态环境问题，黄河河道内一些非法现象得到有效治理。

从2020 年开始，黄河干流及一级支流两年间陆续开展排查整治工作。黄河流域的入河排污口排查工作，积累大量的数据，从无人机航飞到数据处理、到内业解译、再到后面的多个区域的协调调查都急需数字化、信息化、现代化管理手段来支撑排查工作的进行。开发一套满足业务要求的黄河流域专项执法管理信息平台来配合有效监测和摸排是很有必要的。

在此基础上，建立空天地一体化大数据平台，防范化解环境风险隐患，助力黄流流域生态恢复，促进人地协调，保障黄河流域的高质量发展，持续打好“十四五”升级版污染防治攻坚战。2020年份全省进行第一次无人机航测巡检，河南省段黄河干流堤内区域（无大堤的，以两侧现状岸线为基准外延500 m）,正射影像图超3 000 km2，解译图斑一万六千余个；
2021年新增加包括河南省境内黄河及19条主要支流的航飞，包括安阳、鹤壁总面积近6 000 km2，解译图斑达两万三千余个。解译准确率达到50%左右,以科技信息化手段，将解译疑似点位精准上图，开发排查整治填报APP，具备精准导航及现场填报功能，无纸化办公，实时将数据上班至后台管理系统，具备系统空间分析，成果报告导出等，以信息化手段协助各方面工作的高效进行。

专项执法管理系统基于B/S 架构，采用面向服务的SOA（Service Oriented Architecture）架构，主体采用。Net Entity Framework。前后端分离，并灵活运用RestAPI 接口、Web Service服务、XML数据交换技术等实现组件化。通过对收集到的数据进行相应的处理，对影像进行切片处理，综合利用了互联网技术、GIS技术、无人机遥感技术、卫星遥感技术、大数据轻量化发布、多源综合数据标准化管理、多期数据的可视化展示管理等关键技术。利用OOP的软件工程思想，基于流程驱动的总线集成模式，通过适配器组件集成技术，使得各子系统之间能够以互操作的方式交换业务信息，解决信息服务多元化，以及系统之间的信息共享、一致性等问题。通过提供统一的技术架构和运行环境，为管理系统建设提供整个系统的集成技术服务，以及工具化的技术组件和有关业务组件服务，同步共享机制、GIS工具、消息服务、空间数据引擎、报表制作工具等。

系统架构以信息化平台为载体，利用多期影像对比，确保入河排污口和涉水污染源存在的突出环境问题，排查到位、检测到位、溯源到位、并建立机制台账，统筹管理，以航飞影像为基础，通过内业解译，数据导入，人工录入，现场排查等方式收集信息。见图1。

APP加载的河南省全境黄河流域高清无人机正射影像图，融合高分影像、天地图外加内业解译的六类图斑要素服务等信息，为外业排查人员在规定排查期限内对沿黄的违法行为进行精准定位并到现场排查确认。见图2。

3.1 后台管理端

在后台管理端，主要功能有任务管理以及角色权限分配，具备一张图的可视化展示、专题图层、底图切换、概况信息等，并对六类信息分地市展示，浏览外业排查人员所上传的相关排查信息，宏观的展示各类信息点要素在黄河大堤与保护范围线内的地理分布，同时具有对专题要素的信息查询、信息统计、数据管理、系统设置、时空数据分析、行政区划对比、排查信息的查看功能。

3.2 APP移动端

APP软件在手机端将GIS、GPS等手段深入融合，形成了以地理信息系统为基础的综合服务体系，基于一个数据中心、一套数字信息模型、“一张图”、一个业务应用支撑平台的GIS 整体解决方案，可为黄河流域的生态环境排查、整改、监督、监管提供支撑。排查人员通过手机端查看并导航到后台系统所推送的点位，进行现场排查，填报现场具体问题情况等其他必要信息并进行拍照上传。

利用无人机协助河南省黄河流域生态环境保护专项执法行动，主要是航空摄影测量，获取黄河流域主要河道范围内的高分辨无人机影像，无人机影像的地面分辨率优于0.05 m，其成果的数据存储量非常大，解译内容主要包括重点排查入河排污口、工业企业、畜禽养殖场、固体（危险）废物堆存点、采矿采砂场和其他经营性场所等。

通过信息化的技术手段构建协同解疑平台，基于一个数据库进行分账户权限管理，不同的作业人员登录各自账号，根据面积大小分好区块进行解译作业，解译平台对无人机正射影像成果采用ArcGIS online/Bing/Google 等方案构建缓存切片包，协同解疑平台具备轻量化浏览查看影像的功能，同时具备矢量数据的编辑功能，对于一些常用的属性类别，以下拉菜单的方式进行快速选择，不仅能够提高属性录入的效率，且能避免个别属性信息录入时人为遗漏。同时，协同平台具备了实时审核的功能，可以实现从作业过程中对质量的审核检查，从技术上提高整体的作业效率和成果质量。

建立一套基于统一空间参考基准、统一数据标准的涵盖栅格、矢量、文档等有关资料的数据管理模型，并构建不同数据类型之间的关联关系，实现各类数据的统一整合与无缝集成。

第一，矢量数据处理，见图3。第二，栅格数据处理，利用ArcGIS软件制作镶嵌数据集；
对影像数据进行统计数据计算、构建金字塔、重采样、融合、镶嵌及色彩矫正、构建概视图；
最后对镶嵌数据集进行分级切图并发布影像地图服务。第三，此项目主要采用关系型数据库进行组织与存储，将有关数据按照设计的有关数据模型进行数据组织和存储，并建立与专题要素之间的关联模型及索引机制。第四，系统还预设了数据挖掘分析的功能模块，利用空间聚类分析可以大致模拟出某环境问题频发的地区及河段。通过BI数据展示为以后的黄河生态管理提供精准的判读与科学的决策支撑。

综合利用互联网和移动GIS 技术建立河南省黄河流域生态保护专项执法行动管理系统，实现了数据收集的高速化与便捷化，空间数据的查询、统计以及报表的导出，极大地提高了现代化的管理水平。河南省黄河流域专项执法行动就是在系统中通过查＞测＞溯＞治，这四个方面来对河南省黄河流域进行现状评价分析以及制定未来治理之策，推进黄河流域生态系统保护和修复。

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