适宜人为水土流失遥感智能化监测技术

中国水利水电科学研究院先进技术产品

　　一、技术产品名称

　　适宜人为水土流失遥感智能化监测技术

　　二、主要功能与先进性

　　1.技术体系的构成

　　本技术是基于卫星遥感、无人机等技术手段，形成集智能化提取及快速判别技术和水土保持“天地一体化”监管平台为一体的成套技术体系，如图1所示。

图1  技术体系功能结构图

　　智能化提取技术集合了多尺度面向对象变化检测、深度学习等人工智能算法，可快速、准确地获取地表扰动的空间分布情况；监管平台由PC端监管系统、移动端巡查系统组成，具备人为水土流失动态监测数据采集、建库、管理等功能，平台的外端接口可实现不同系统间数据的传输与共享。

　　2.关键技术

图2  图斑智能提取技术流程图

　　智能算法对数据库中的影像进行分类，辅以影像分幅功能、多人（机）并行协作，实现人为水土流失地块的快速提取。本套技术在国内处于领先水平，为水土保持生产建设活动信息化监管工作提供了“强”手段，具有一定先进性。

图3  扰动图斑提取结果

　　三、技术指标

　　本技术在目前应用中，主要能达到以下三方面的指标：

　　一是基于智能化提取技术及人工干预相结合方式，扰动图斑提取准确率可达90%以上。

　　二是可实现扰动图斑合规性自动判断。

　　三是可实现与全国水土保持监督管理系统V4.0系统无缝衔接。

　　四、主要应用领域

　　本技术适用范围广，主要应用于省、市、县、区等多级水土保持监管部门针对人为造成水土流失的生产建设项目信息化监管。

　　技术成果从2015年至今，先后在北京、陕西、河北、内蒙、湖南、广西等省份进行推广应用，提供了监测工作底图制作、方案空间化上图、扰动地块监测、疑似违法生产建设项目判别、生产建设项目监督管理等支撑服务，大力推动了水保部门生产建设项目监管信息化工作。目前，该技术正应用于地处高纬、地域广阔、地貌复杂的西藏自治区，优化完善后可全面服务于各种复杂环境下人为水土流失监管的生产建设项目活动遥感智能化提取，推广前景广阔。

　　五、应用案例

　　案例1：北京市水务局利用本技术成果连续多年开展了生产建设项目水土保持“天地一体化”监管服务，实现了全市范围一年4期生产建设项目扰动图斑的发现和复核等业务化应用，形成了“北京模式”，在全国38个县生产建设项目示范工作中排第一。

图4  北京模式-动土上图

　　案例2：中国水科院利用技术成果在西藏自治区开展关于精准及时发现生产建设项目水土保持违法违规行为的工作。在智能判别、提取扰动图斑及方案上图环节中，能够节省50%的工作量。

图5  西藏生产建设项目-扰动提取