遙感測繪技術(shù)保障洞庭湖水資源

　　洞庭天下水，岳陽天下樓。洞庭湖是中國第二大淡水湖，也是長江中下游地區(qū)至關(guān)重要的防洪屏障。仲夏時節(jié)，我們走訪湖南省遙感中心，了解洞庭湖變化的歷程以及地理國情監(jiān)測在洞庭湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮的積極作用。

　　刻不容緩 生態(tài)保護(hù)上升為國家戰(zhàn)略

　　洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地跨湘鄂兩省，處于東部沿海地區(qū)和中西部地區(qū)過渡帶、長江開放經(jīng)濟(jì)帶和沿海開放經(jīng)濟(jì)帶結(jié)合部，區(qū)位優(yōu)勢獨特，生態(tài)功能突出，擔(dān)負(fù)著保障國家糧食安全和長江流域水生態(tài)安全的重大責(zé)任。2014年4月14日，國務(wù)院批復(fù)《洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃》，標(biāo)志著加快洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)，打造更加秀美富饒的大湖經(jīng)濟(jì)區(qū)正式上升為國家戰(zhàn)略。

　　與此同時，湖南省地理國情普查工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室同步啟動洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地理國情監(jiān)測專題，選定湖南省遙感中心承擔(dān)監(jiān)測任務(wù)。2016年4月，國家測繪地理信息局將洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地理國情監(jiān)測列入國家級地理國情監(jiān)測試點項目。

測繪人員在洞庭湖區(qū)進(jìn)行遙感影像實地勘察

　　3年間，湖南省遙感中心以測繪遙感技術(shù)為支撐，整合并充分利用豐富的測繪地理信息資源和專題數(shù)據(jù)資料，開展洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地理國情監(jiān)測，基本查明了洞庭湖的湖泊萎縮、洲灘變遷、濕地保護(hù)等情況，并形成專題性監(jiān)測成果，與以往監(jiān)測成果進(jìn)行對比和變化分析，為服務(wù)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)、保護(hù)洞庭湖生態(tài)環(huán)境提供了客觀資料和科學(xué)依據(jù)，為全國其他省份開展地理國情監(jiān)測提供了參考和范例。

　　百年變遷 遙感影像一目了然

　　“要想徹底摸清洞庭湖湖泊演變的前因后果，必須追根溯源，掌握盡可能詳實的歷史資料數(shù)據(jù)。” 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地理國情監(jiān)測項目負(fù)責(zé)人、湖南省遙感中心總工程師余德清告訴我們。

　　為了查明洞庭湖早年的數(shù)據(jù)資料，項目團(tuán)隊來到湖南省圖書館，找到了該館珍藏的1896 年（清光緒22年） 由德國傳教士帶隊測繪的洞庭湖全圖 。這是迄今為止能收集到的洞庭湖地區(qū)最古老的地圖。

　　“不僅如此，用于研究的材料還整合了國內(nèi)外的衛(wèi)星遙感、航拍數(shù)據(jù)，從1954年前蘇聯(lián)獲取的航空像片，到1967 年以來獲取的各類衛(wèi)星遙感影像，能收集的都盡可能收集來了。” 余德清說。

　　通過對洞庭湖進(jìn)行連續(xù)動態(tài)的地理國情監(jiān)測，湖南省遙感中心對湖泊的演變了如指掌。采訪中我們了解到，洞庭湖監(jiān)測主要采用遙感技術(shù)及人機(jī)交互式解譯方法，同時利用這些不同時期衛(wèi)星記錄、航拍所得到的照片，按精細(xì)度整合湖泊的面積、水位、洲灘等元素，查明了1896年以來120年間洞庭湖主湖泊萎縮情況和1954年以來零星湖泊的萎縮情況，同時對生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的河湖水域岸線、疑似污染源、水生態(tài)、國土空間開發(fā)及洪澇災(zāi)害應(yīng)急等多個重要地理國情信息進(jìn)行了分析比對，形成了豐富的地理國情監(jiān)測成果。

　　百年來洞庭湖變化的趨勢如何？我們在湖南省遙感中心看到了部分研究成果圖。

　　“120年間，洞庭湖主湖泊面積從5146.71平方公里減少到2680.29平方公里，減幅高達(dá)47.92%。其中從1896年到1978年的82年間是湖泊面積的銳減時期，減少了2434.65平方公里。1978年到現(xiàn)在，湖面面積基本維持穩(wěn)定。”航測遙感辦公室副主任賀秋華指著對比圖說。

　　我們了解到，1954年，洞庭湖區(qū)共有零星湖泊612個，總面積1576平方公里。迄今，完全消亡的101個，存在不同程度萎縮情況的503個，沒有變化的僅8個。1954年至今，洞庭湖區(qū)零星湖泊面積減小768平方公里，減幅為48.77%。

　　“究其原因主要是因圍湖造田引起的，并且近年來仍然存在圍湖圈地的情況。這些監(jiān)測成果得到了省政府的高度重視，在水利部門的監(jiān)督下現(xiàn)在已經(jīng)拆除到位。”余德清分析了主要原因。

　　2003年6月，三峽水利工程的運(yùn)行，在很大程度上改變了長江三口的來水來沙條件，那么對洞庭湖的洲灘演化有怎樣的影響呢？遙感中心的技術(shù)人員利用1994年到2016年間120個時相的多平臺衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合城陵磯多年水位觀測資料、洞庭湖多年泥沙出入資料，查明了三峽水庫運(yùn)行前后洞庭湖的洲灘面積變化情況。

　　監(jiān)測結(jié)果表明，洞庭湖的洲灘出露面積隨水位升降而明顯變化。1994年以來最大洲灘面積為2428.03平方公里，出現(xiàn)在1996年3月13日；最小洲灘面積為45.99平方公里，出現(xiàn)在1998年8月20日。

　　除此之外，遙感中心的技術(shù)人員們還會到洞庭湖實地核查，他們不僅對衛(wèi)星圖上“宏觀”的洞庭湖了然于心，對真實的洞庭湖“微觀”短期變化亦有觀察。“在遙感圖上發(fā)現(xiàn)了違法圍垸、畜禽養(yǎng)殖或者大片污染，我們會到實地去核查，拍下真實照片，為決策部門提供更詳實有力的依據(jù)。”賀秋華說。

　　秀美洞庭 成果應(yīng)用功不可沒

　　2017年5月7日，隨著一聲巨響，下塞湖北閘轟然倒下，下塞湖土圍內(nèi)3萬多畝湖洲與洞庭湖重新融為一體，標(biāo)志著洞庭湖內(nèi)面積最大、跨域最廣的矮圍正式退出歷史舞臺。

　　“近年來，一些企業(yè)和個人在洞庭湖的洲灘、濕地上開挖矮圍，進(jìn)行圈湖捕撈、水產(chǎn)養(yǎng)殖，破壞了洞庭湖水環(huán)境生態(tài)功能。”余德清說，“這是湖南省委省政府部署實施的洞庭湖水環(huán)境綜合治理五大專項行動之一。要保障這項重點工程的實施，遙感監(jiān)測必不可少。”

　　早在2014年，湖南省遙感中心就已經(jīng)利用遙感技術(shù)密切監(jiān)測洞庭湖湖區(qū)內(nèi)非法畜禽養(yǎng)殖和非法圍湖圈地行為，并將監(jiān)測的成果及時上報各部門。開展專項行動以來，湖南省委省政府利用遙感中心提供的影像圖及時拆除了多處違法圍垸，使洞庭湖生態(tài)調(diào)節(jié)功能得到進(jìn)一步恢復(fù)。

　　每年6月，湖南開始進(jìn)入長達(dá)3個月之久的主汛期，洞庭湖作為長江中游重要的吞吐湖泊，對防汛抗旱工作有著舉足輕重的作用。2016年7月，洞庭湖區(qū)防汛形勢拉響警報，洞庭湖城陵磯水位急升，于7月3日達(dá)到警戒水位。湖南省遙感中心充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，立即啟動洪澇災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測。

　　7月10日，華容縣新華垸發(fā)生潰垸。遙感中心馬上派出無人機(jī)實時監(jiān)測，于7月12日缺口合龍之際開展航攝，連夜進(jìn)行了圖像拼接和相關(guān)遙感解譯工作。在第二天召開的省防指第三次全體成員會議上及時提供了新華垸1：2000 航攝影像及水淹面積、水淹房屋棟數(shù)與分布、水淹耕地面積與分布等主要災(zāi)損圖件和數(shù)據(jù)，為救災(zāi)和災(zāi)后重建工作提供了重要依據(jù)，得到了省防指和成員單位的高度評價。

　　讓我們感到驚喜的是，湖南省遙感中心拓展思路、靈活變通，同時還設(shè)置了生態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃中所需的各方面監(jiān)測，并根據(jù)連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)成果提出相應(yīng)的解決措施，以供相關(guān)部門在決策中支撐利用。例如荊江河道變遷的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，荊江南部洪道崩岸相對嚴(yán)重，他們結(jié)合《洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃》中“引江濟(jì)湖”工程，提出論證時應(yīng)充分考慮松滋河的崩岸加劇情況等建議；再如針對疑似污染源的監(jiān)測成果，又提出要從根本上解決洞庭湖的水環(huán)境問題，必須兼顧荊江河段的污染源治理，唯有湖南湖北兩省聯(lián)動才能實現(xiàn)。

　　“每年我都會到洞庭湖實地去走一走。”余德清的話語中充滿情感，“如今洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)上升為湖南省的戰(zhàn)略區(qū)域，這汪湖水顯得尤為舉足輕重。希望我們所做的地理國情監(jiān)測工作能對洞庭湖的保護(hù)提供支持。”