大連黃海地區(qū)入海排污口高分辨率航測排查

李翔宇　張操

摘? 要：入海排污口是海洋污染的重要來源之一，具有數(shù)量眾多、分布廣泛、不易發(fā)現(xiàn)的特點，加上沿海地區(qū)地形復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)人工地面排查難以在短時間內(nèi)掌握全部情況。文章以大連黃海入海排污口排查為例，應(yīng)用高分辨率航測技術(shù)快速獲取調(diào)查區(qū)遙感影像，通過人工目視解譯發(fā)現(xiàn)各類排污口，結(jié)合人工地面排查確認所有排污口。經(jīng)現(xiàn)場排查確認，解譯遺漏率為4.7%，解譯錯誤率為6.6%，綜合解譯準確率為88.7%。該方法周期短、遺漏少，可大大提高排查效率，獲取調(diào)查區(qū)全口徑排污口名錄，為海洋污染溯源及整治工作提供強大的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：黃海;排污口;高分辨率航測;排查

中圖分類號：P237 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）17-0144-02

Abstract： The sewage outlet is an important source of marine pollution. A large number of sewage outlets are widely distributedand difficult to find. It is hard to find out all with rough terrain in a short time by traditional manual ground investigation. The high-resolution aerial survey technology was applied to investigate the outlets along the Yellow Sea. The outlets were found by remote sensing interpretationand manual ground survey. It was proved that the interpretation has a 4.7% missrate， a 6.6% error rate， and its precision is 88.7% integrally. This method has the advantages of short period and few omissions， which can greatly improve the efficiency of investigation， obtain the list of full-caliber sewage outlets in the investigation area， and provide strong technical support for the source tracing and control of marine pollution.

Keywords： The Yellow Sea; sewage outlet; high-resolution aerial survey; investigation

引言

2018年11月，為打好渤海污染防治攻堅戰(zhàn)，國家印發(fā)了《渤海綜合治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》，以改善渤海生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為核心，開展渤海入海排污口排查整治專項行動，陸海統(tǒng)籌，為全面治理入海污染打好基礎(chǔ)。以此為契機，2019年大連市同時開展了黃海地區(qū)入海排污口排查專項行動（因包含地表徑流）。大連黃海一側(cè)工業(yè)園區(qū)、臨海港口、養(yǎng)殖區(qū)眾多，一些地區(qū)入海排污口底數(shù)不清、排放狀況不明、環(huán)境監(jiān)管不到位，嚴重制約海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善。查清各類入海排污口，可為大連黃海地區(qū)構(gòu)建權(quán)責清晰、監(jiān)控到位、管理規(guī)范的入海污染排放監(jiān)管體系奠定堅實基礎(chǔ)，但沿海地區(qū)地形復(fù)雜，排污口分布廣泛、數(shù)量極大，傳統(tǒng)全人工調(diào)查方式耗時長、投入巨大的人力物力也難以全部調(diào)查清楚，因此應(yīng)用高分辨率航空攝影測量技術(shù)，引入“全景觀”模式，從空中俯視地面，通過室內(nèi)遙感解譯結(jié)合實地排查，將大量的外業(yè)工作轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，使排查工作更為高效、全面。

1 區(qū)域概況

大連市位于遼東半島最南端，東瀕黃海，西臨渤海，屬于低山丘陵地貌，整個地形為北高南低，北寬南窄。大連黃海地區(qū)入海排污口排查范圍自旅順口區(qū)老鐵山角開始，沿東線北上，經(jīng)旅順口區(qū)、高新園區(qū)、沙河口區(qū)、西崗區(qū)、中山區(qū)、甘井子區(qū)、金普新區(qū)、普蘭店區(qū)、花園口經(jīng)濟區(qū)到莊河市栗子房鎮(zhèn)大邵村與丹東的分界線止，還包括黃海海域各島嶼（含長海縣）。

2 入海排污口航測排查方法

2.1 技術(shù)路線

入海排污口排查采用航空攝影測量技術(shù)，制作調(diào)查區(qū)正射影像圖，通過人機交互目視解譯方式對沿海岸線及入海河流進行解譯，初步確定疑似排污口位置、類型，建立疑似排污口清單。在此基礎(chǔ)上，進行“全口徑”人工實地排查，確認排污口坐標、具體地址、類型、周邊環(huán)境、疑似來源等信息，建立入海排污口名錄。

2.2 方法實現(xiàn)

（1）確定航攝范圍。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部《入海（河）排污口排查整治無人機航空遙感技術(shù)要求（試行）》，航攝范圍應(yīng)包括大陸、島嶼海岸帶區(qū)域（人民政府公布的海岸線向陸地一側(cè)延伸2公里，向海一側(cè)覆蓋全部用海及灘涂區(qū)域，具體可根據(jù)沿海產(chǎn)業(yè)布局、排污特征以及灘涂、濕地等實際情況適當擴大）和所有入海河流區(qū)域（河流左右岸各500米范圍，自入海河口沿河道向上游上溯至最近一個臨海監(jiān)測斷面范圍）。

大連黃海地區(qū)包含33處有人島嶼，30條入海河流，航攝面積（見圖2）約1679平方公里。

（2）空域申報。根據(jù)《中華人民共和國民用航空法》等相關(guān)法律法規(guī)及測區(qū)地理位置，飛行前向北部戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合參謀部作戰(zhàn)局、民航東北地區(qū)管理局申請臨時飛行空域，經(jīng)批準后開展飛行作業(yè)。

（3）航線設(shè)計。搜集測區(qū)30米分辨率DEM數(shù)據(jù)作為航線設(shè)計的高程參考;設(shè)計平均地面分辨率優(yōu)于（含）0.1米，最低點地面分辨率優(yōu)于（含）0.1米;航向重疊度一般為75%，旁向重疊度一般為70%;一般沿河流、海岸線等方向敷設(shè);單條航線最長飛行時間一般不應(yīng)超過30min。

（4）航空攝影。大連地區(qū)地形復(fù)雜，風力較大，要求執(zhí)行任務(wù)的飛機抗風性強、續(xù)航時間長[1]，因此主要選擇有人機進行航測作業(yè)。采用海豚EC155 B1中型多用途直升機，塞斯納208單發(fā)渦輪螺旋槳式多用途輕型通用飛機，搭載AMC5100傾斜數(shù)碼航攝儀或徠卡ADS100推掃式航空相機進行航攝作業(yè)?；诓澈?、黃海區(qū)域地理環(huán)境特征，岸基主體區(qū)域采用框幅式航空攝影進行拍攝，航線設(shè)計靈活;離岸島嶼零星分布區(qū)域（主要是長?？h、石城島等及其周邊島嶼）采用推掃式航空攝影進行拍攝，一次完成，提高航攝效率;利用無人機進行適當補飛。

飛行時相選擇時需避免大霧等能見度低，地表植被和其他覆蓋物（如積雪、洪水、揚塵等）的不利影響，確保光線充足，影像滿足判讀要求，并優(yōu)先選擇低潮位時期和枯水期作業(yè)。

（5）正射影像制作。AMC5100相機數(shù)據(jù)基于Inpho軟件進行正射影像制作，ADS100相機數(shù)據(jù)基于Xpro軟件進行正射影像制作，需歷經(jīng)像片控制測量、空中三角測量、DEM制作、DOM制作等工序完成[2]。

正射影像成果空間分辨率優(yōu)于0.1米;坐標系統(tǒng)采用2000國家大地坐標系;地圖投影采用高斯-克呂格投影，3度分帶，平面坐標單位采用“米”;高程基準采用1985國家高程基準。

（6）疑似入海排污口解譯。入海排污口包括工業(yè)廢水排污口和生活污水排污口，以及通過管道、溝、渠、涵洞等直接向海洋排放的排污口，或通過河流、灘涂、濕地等水體間接向海洋排放的排污口。

依據(jù)區(qū)域地貌、產(chǎn)業(yè)分布、水系特征等信息，重點結(jié)合排口的紋理、形狀和鄰近水域水體顏色，建立排污口解譯標志。采用人機交互式目視解譯的方式，結(jié)合入海排污口紋理、形狀、顏色、空間分布等特征，提取疑似點位，完善排污口經(jīng)度、緯度、行政區(qū)劃等基本信息，形成疑似入海排污口調(diào)查清單。0.1米分辨率的航空影像色彩鮮明，紋理清晰，可清楚地判斷入海排污口的位置，與行政區(qū)劃圖疊加分析可獲取其所在轄區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村等信息。

（7）現(xiàn)場排查。根據(jù)疑似入海排污口調(diào)查清單，以人工徒步排查為主，以乘船海上排查、登島排查和無人機排查為輔，開展黃海入海排污口地毯式排查。以“大連市入海排污口排查指揮平臺系統(tǒng)”為支撐，進行任務(wù)派發(fā)、現(xiàn)場導(dǎo)航、信息填報、點位審核、工作量統(tǒng)計、成果展示。對新發(fā)現(xiàn)的排污口同時進行添加并完善相關(guān)信息。該系統(tǒng)保證排查工作規(guī)范有序開展，并為后續(xù)的陸海統(tǒng)一管理奠定基礎(chǔ)框架。

（8）建立排污口名錄。將排查確認的各類入海排污口統(tǒng)一命名、編號，整合建立全口徑的入海排污口名錄，全面掌握入海排污口的數(shù)量和分布。

3 結(jié)果分析

經(jīng)遙感解譯，大連黃海地區(qū)疑似入海排污口4194個，現(xiàn)場排查過程中新增203個，有54個點位因軍事禁區(qū)等原因未予核實，實際核實點位為4343個。經(jīng)排查確認，其中3750個確為入海排污口，593個為非排污口。遙感解譯遺漏率約為4.7%，解譯錯誤率為6.6%，綜合解譯準確率為88.7%。

疑似排污口確認為非排污口的原因主要是：（1）解譯錯誤;（2）由于航空攝影與現(xiàn)場排查存在時間差，期間排污口被改造;（3）管道口不出露時，影像無法確認流向，實際為抽水管而非排水管;（4）過水橋洞或涵洞下游已定點，上游不應(yīng)重復(fù)設(shè)點;（5）排查時排污口已廢棄。

排污口疑似來源有工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖、雨水匯流、地表徑流、農(nóng)田退水、污水處理廠、地下滲水、鹽田排水等。

4 結(jié)束語

高分辨率航測技術(shù)與地面排查相結(jié)合的天地一體化排查方式與傳統(tǒng)全人工摸排方式相比，投入小、周期短，遺漏少，大大提升了入海排污口的清查效率，為今后有效地管控和整治入海排污口提供了有力的支持。

參考文獻：

[1]張元敏.無人機航測技術(shù)在入海排污口排查中的應(yīng)用[J].測繪通報，2020（01）：146-149+153.

[2]劉澤鑫，崔洪昊，李金營.基于航空攝影測量技術(shù)的正射影像圖制作技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（28）：16-17.