航空摄影与遥感技术在资源环境审计调查中的应用探讨

发布时间:2017-07-04
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张  洋

在资源环境审计调查中,审计人员往往会遇到资源分布范围广、管理部门多、数据资料冗繁等困难,难以通过资料核查和现场核查的方式,全面掌握资源环境管理的真实情况。

近年来,3S”技术(即RS遥感技术、GIS地理信息系统技术、GPS全球定位系统技术)的发展与应用,为开展资源环境审计调查提供了新的思路和方法。在审计调查实务中,一般网络(主要指谷歌或百度地图)卫星图片具有覆盖范围广、时间序列长等特点,但影像分辨率较低,难以满足工作要求。若采用无人机航空摄影(以下简称航拍)获取地理信息图片,影像分辨率低的问题就能得到较好解决,不足之处是只能获取一个时间节点的数据,若拟获取长时间序列数据成本较高。如果将两者结合起来,取长补短,那么就可以实现地理信息获取的最优化,结合利用地理信息系统软件平台的高效空间信息处理能力,则能大大提高资源环境审计的工作效率。现以某市审计机关采用无人机航拍及遥感技术对饮用水源地保护情况开展专项审计调查为例,探讨航拍及遥感技术在资源环境审计调查中的一些具体应用问题。

一、专项审计调查背景

《中华人民共和国水污染防治法》、《饮用水水源保护区污染防治管理规定》等法律法规以及环境保护部《集中式饮用水水源环境保护指南(试行)》等技术规范,明确规定了饮用水源保护区环境保护和管理要求,为专项审计调查提供了依据。本次专项审计调查采用无人机航拍及遥感技术,通过对某市饮用水源保护区航拍获取的遥感影像资料进行判读和解译,结合近五年饮用水源保护区基础环境数据和现场核实,对饮用水源保护区基础环境状况及管理现状进行识别和分析。

二、获取及处理数据的方法

审计人员研读相关法律法规后,根据实际情况编制了审计调查实施方案,确定审计调查重点为饮用水源保护区环境管理状况,分五个步骤获取并处理数据:

(一)初步筛选,确定审计调查范围

审计人员分三步进行:第一步,通过搜集整理各饮用水源保护区相关水质监测报告和数据、年度基础环境状况调查评估自查报告等资料,初步判断各饮用水源保护区环境现状;第二步,利用谷歌和百度地图等提供的卫星图片资料,初步识别出供水厂的位置,结合取水口位置和保护区划分方法,大致划定饮用水源保护区范围,并依据相关技术规范中的规定,对饮用水源保护区内可能存在的环境管理问题进行初步判别,包括保护区内是否按要求完成违规建筑拆迁清理、人口搬迁、农业种植搬迁等;第三步,综合水质现状和环境管理中可能存在的问题,筛选出水源水质现状较差、环境保护管理不到位且存在较多问题的饮用水源保护区。

(二)利用无人机进行航拍

针对筛选出的饮用水源保护区,利用eBee无人机进行低空航拍,航拍影像资料的分辨率为10厘米。

(三)对航拍影像资料进行预处理

利用eBee无人机配套的数据处理软件eMotionPix4D对航拍影像资料和飞行路线文件进行处理。通过eMotion对数据进行预处理,将航拍影像资料和飞行线路文件进行融合,再把空间坐标加载到航拍影像资料上,然后利用Pix4D对航拍影像资料进行空中三角测量、点云加密、数字表面模型和数字正射影像制作等处理,得到饮用水源保护区范围内的数字正射影像。该过程主要通过软件自动化处理,仅影像镶嵌时才针对实际需要进行少量人工编辑,同时利用在同一区域地形图上提取的控制点坐标,对数字正射影像进行几何校正和坐标转换。

(四)形成项目审计所需的图像资料

将被审计调查单位提供的饮用水源保护区边界界点坐标导入ArcGIS,并利用Arctoolbox中的数据处理工具,将点集转换生成项目审计所需的饮用水源保护区边界线图层,再将处理后得到的无人机航拍正射影像资料和饮用水源保护区边界线图层文件一起导入ArcGIS平台进行空间叠加,形成完整的、项目审计所需的航拍图像资料和文件。

(五)进行审计判读和界定

使用航拍图像资料并结合长序列谷歌或百度地图卫星图片资料进行初步判读和解译,掌握解译项目审计所在区域的地理信息特点,确立典型解译样区,建立目视解译标志,再根据统筹规划、分区判读的原则开展室内详细判读,最终识别出项目审计区域内的违规建筑(非供水和保护水源的建筑)、施工场地、农林种植、网箱养殖、码头堆场和渣土、垃圾堆场等不同的人类活动影响类型的分布情况,并结合饮用水源保护区现场调查,对难以识别地块的判读结果进行校核,利用ArcGIS中的editor功能,将重点关注的地块勾画出来,绘制成独立的面状图层文件,并在该文件中按照不同的地块类型依次进行分类,最后利用ArcGIS的空间面积计算功能,获取相应地块的面积信息,并根据识别结果编写审计工作底稿。

三、审计成果与启示

本审计调查项目利用无人机航拍及遥感技术进行,取得了预期的成果。审计组仅投入2人,加上短期聘请的专业工程师,仅用一个多月时间,就发现了大量违规行为,如发现了部分饮用水源保护区一级保护区存在除水厂外的其他建筑物、农业种植地块、渣土砂石散货物料堆置场,还有十多处临时停靠的卸货码头,并停靠了多辆货运船舶;某饮用水源保护区二级保护区存在违规新建楼盘等问题。对此,审计机关向某市政府报送了审计信息专送,得到包括市政府主要领导在内的4位市领导批示。

采用航空摄影与遥感技术以及地理信息系统技术、全球定位系统技术等技术手段,可快速构建从天到地、从面到点,多种技术相互结合、相互补充的区域立体空间信息采集和数据处理网络,可以快速获取大范围的空间信息,且操作灵活,获得的数据准确性高,所需工作条件较简单,不但可以应用在饮用水源保护区审计调查中,也可以应用在土地、矿产、森林等其他资源环境审计调查中,未来有望作为资源环境审计一种有效、常态的方法和手段。

(作者单位:广州市审计局农业与资源环境审计处)