趙永軍(1969—)，男，河北石家莊市人，教授級高級工程師，博士，主要從事水土保持咨詢與管理工作。

為積極踐行“水利工程補短板、水利行業(yè)強監(jiān)管”水利發(fā)展改革總基調(diào)，貫徹落實“在監(jiān)管上強手段，在治理上補短板”的水土保持總體工作思路，面對生產(chǎn)建設(shè)項目全覆蓋“天地一體化”監(jiān)管所需全面提升監(jiān)管成果的準確性、時效性、權(quán)威性的新要求，在分析傳統(tǒng)的解譯擾動圖斑在工作環(huán)境、影像收集與分發(fā)、作業(yè)人員解譯、質(zhì)量控制，以及管理等方面所面臨挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，介紹了協(xié)同解譯平臺整體框架，并提出了基于協(xié)同解譯平臺的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯流程。

基于協(xié)同解譯平臺完成了2019年全國647萬km2國土面積生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑的解譯與匯總，并與生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管水土保持信息化監(jiān)管平臺實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換，有力地支撐了2019年全國生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管工作，面臨2020年監(jiān)管任務(wù)覆蓋范圍廣、監(jiān)測頻次高的新特點，基于協(xié)同解譯平臺的解決方案將發(fā)揮更大的作用。

目前我國水土流失問題十分嚴重。截至2018年底，全國土壤侵蝕面積達273.69萬km2，占國土總面積（不含港澳臺）的28.6%，其中包含不少違法違規(guī)建設(shè)項目在施工期間脫離水行政主管部門監(jiān)管造成的新增水土流失。與此同時，生產(chǎn)建設(shè)項目是我國經(jīng)濟發(fā)展的主要引擎，是全面建成小康社會、提高人民生活水平的重要動力。

生產(chǎn)建設(shè)項目在推動經(jīng)濟發(fā)展、創(chuàng)造社會財富的同時，其實施過程不可避免地會擾動地表，損毀植被，取土棄渣，加劇土壤侵蝕，若得不到及時監(jiān)管和防治，就會產(chǎn)生水土流失，破壞生態(tài)環(huán)境。隨著經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快推進，生產(chǎn)建設(shè)項目所呈現(xiàn)出的點多、面廣的特點給水土保持監(jiān)管帶來了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的監(jiān)管方式和手段已難以適應(yīng)加強事中事后監(jiān)管的要求，這也成了水土保持改革發(fā)展的重要短板和面臨的突出問題。

2018年以來，水利部在分析新時代治水矛盾轉(zhuǎn)變的重大判斷基礎(chǔ)上，提出了“水利工程補短板，水利行業(yè)強監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總基調(diào)，強調(diào)水土保持工作要“在監(jiān)管上強手段，在治理上補短板”。為全面落實這一總基調(diào)和總思路，需要充分利用信息化技術(shù)手段，建立“天地一體”、各方協(xié)同、信息共享的機制，全面提升生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管的準確性、時效性、權(quán)威性，從而使生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管能實現(xiàn)“查得清”“弄得準”“干得快”，最終實現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項目違法違規(guī)行為“管得住”的目標。

針對生產(chǎn)建設(shè)項目的監(jiān)管，水土保持各級從業(yè)人員依據(jù)《全國水土保持信息化工作2015—2016年實施計劃》開展了38個試點縣的生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管工作。依據(jù)《全國水土保持信息化工作2017—2018年實施計劃》開展了北京、山東、河南、廣東、廣西、貴州、云南、陜西等8個省（自治區(qū)、直轄市）和晉陜蒙接壤地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管的全覆蓋工作。

2019年，水利部水土保持監(jiān)測中心組織開展了全國生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管工作。從試點縣到部分省份全覆蓋監(jiān)管，到最終全國一體化監(jiān)管，我們按照生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持“天地一體化”監(jiān)管技術(shù)規(guī)定對生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑從傳統(tǒng)解譯方式到協(xié)同解譯等方面進行了大量研究，取得了一系列實用成果。介紹傳統(tǒng)解譯方式及其在監(jiān)管應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)，并提出基于協(xié)同解譯平臺的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯方案，意義重大。

1  擾動圖斑傳統(tǒng)解譯工作及其面臨的挑戰(zhàn)

生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管項目從試點縣到省級全覆蓋，相關(guān)技術(shù)支撐單位采用的還是傳統(tǒng)的單人單機遙感解譯方式，解譯工作的任務(wù)分配全靠線下項目負責(zé)人點對點進行，具體工作環(huán)節(jié)以串行為主，適當穿插并行工作。主要工作流程包括工作軟硬件環(huán)境準備、遙感數(shù)據(jù)收集與分發(fā)、作業(yè)人員解譯、質(zhì)量控制人員進行質(zhì)量控制、成果匯總分析與入庫等。

1.1  工作軟硬件環(huán)境準備

傳統(tǒng)解譯工作一般是單人單機進行人機交互解譯，有些單位為了提高單人單機的工作效率，一方面在硬件方面進行升級，提升電腦配置；另一方面采用一些面向?qū)ο蟮陌胱詣咏庾g方法。此外，為了解決遙感影像質(zhì)量不佳的問題，實際工作中會以其他第三方軟件如谷歌、奧維地圖、91衛(wèi)圖、天地圖等提供的數(shù)據(jù)為參考。

傳統(tǒng)解譯工作使用的解譯軟件若不進行定制開發(fā)，則很難完全集成使用這些第三方軟件中的數(shù)據(jù)，且半自動解譯方法的使用對參與解譯人員的水平提出了更高的要求，導(dǎo)致很多水土保持從業(yè)人員不太容易參與該項工作。

1.2  遙感數(shù)據(jù)收集與分發(fā)

傳統(tǒng)解譯工作中，對收集到的遙感數(shù)據(jù)一般采用硬盤或者局域網(wǎng)共享復(fù)制的方式進行分發(fā)，分發(fā)單元一般根據(jù)作業(yè)任務(wù)按行政區(qū)域來分配，在實際工作中任務(wù)的分配一般以縣級行政區(qū)域作為最小分配單位，各作業(yè)人員根據(jù)分配任務(wù)領(lǐng)取各自所需的遙感數(shù)據(jù)。

對于小范圍的任務(wù)，遙感數(shù)據(jù)的收集與分發(fā)面臨的挑戰(zhàn)還不是十分明顯，一旦解譯任務(wù)是省、市級規(guī)模的時候，尤其是遙感影像的存儲是采用標準分幅比如1∶1萬、1∶5萬的時候，每次領(lǐng)取任務(wù)涉及的遙感文件數(shù)量多、數(shù)據(jù)量大。

隨著遙感數(shù)據(jù)的普及、遙感數(shù)據(jù)源的多樣化，生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯工作采用的遙感影像以優(yōu)于2m空間分辨率的遙感影像為主。影像數(shù)據(jù)量少則幾GB，大則幾百GB甚至達到TB級，傳統(tǒng)方式以硬盤或者局域網(wǎng)基于文件的共享與拷貝實現(xiàn)影像個人間的使用，不利于影像的充分、高效運作，導(dǎo)致很多時間浪費在影像的分發(fā)上，工作效率低。

一旦同一個區(qū)域要臨時分配給其他人的時候，影像數(shù)據(jù)又需要重新拷貝，導(dǎo)致解譯工作受時間、地點的限制，由此帶來時間浪費和面臨影像的損壞、丟失、泄密等新的挑戰(zhàn)。

1.3  作業(yè)人員解譯

傳統(tǒng)的遙感解譯在整個解譯過程中一般由某個作業(yè)人員全程完成解譯區(qū)域的解譯工作，擾動圖斑的解譯不僅要求解譯人員具有豐富的遙感知識和目視判讀經(jīng)驗，而且還要熟練掌握水土保持專業(yè)知識，能對生產(chǎn)建設(shè)項目進行快速識別，因此需要對解譯人員進行適當培訓(xùn)，解譯質(zhì)量很大程度取決于解譯人員的單兵作戰(zhàn)能力。但在水土保持行業(yè)中同時掌握水土保持、計算機、遙感、GIS等知識的人員相對不足，絕大部分是對水土保持業(yè)務(wù)特別是生產(chǎn)建設(shè)項目比較熟悉的從業(yè)人員。

為了解決這一問題，有些單位對解譯的流程進行了一些優(yōu)化，由解譯經(jīng)驗豐富的人員參照遙感影像將生產(chǎn)建設(shè)項目以點圖層的形式標記出來，再通過圖層文件分發(fā)給其他作業(yè)人員對邊界進行更新與完善，流程的優(yōu)化在一定程度上可以弱化專業(yè)技術(shù)人員不足的挑戰(zhàn)，但采用單人單機作業(yè)環(huán)境不利于文件的分發(fā)，尤其是生產(chǎn)建設(shè)項目標記人員或者作業(yè)人員后期發(fā)現(xiàn)前期作業(yè)成果存在遺漏或者誤判等錯誤時，會面臨信息交互方面巨大的困難。

1.4  質(zhì)量控制

在傳統(tǒng)解譯工作流程中，質(zhì)量控制工作受制于解譯工作進度，一般是等解譯工作完成或者階段成果完成后，質(zhì)量控制人員復(fù)制遙感影像、解譯成果后開始進行質(zhì)量控制。檢查結(jié)果往往是在解譯成果圖層屬性表中增加輔助字段進行文字說明，最終通過文件交換的形式反饋給作業(yè)人員進行修改，反復(fù)多次的質(zhì)量控制交互反饋，很容易造成拷貝的數(shù)據(jù)版本不一致，造成返工，拖慢進度。

在現(xiàn)有解譯軟件下，質(zhì)量控制人員無法對解譯的過程、解譯作業(yè)人員的操作習(xí)慣等進行評價。在該工作模式下，質(zhì)量控制人員難以十分方便地在解譯過程中介入。對于時間緊、任務(wù)重的項目，一旦后期發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題而進行返工，很容易造成項目進度的延誤，從而嚴重影響下一環(huán)節(jié)的工作。

傳統(tǒng)擾動圖斑的解譯工作除在工作軟硬件環(huán)境、遙感數(shù)據(jù)分發(fā)、作業(yè)人員解譯，以及質(zhì)量控制方面面臨諸多不便與挑戰(zhàn)外，還在管理上面臨很多不方便。

在項目實施過程中，作業(yè)單位管理者從管理的角度會關(guān)心解譯進度，但由于作業(yè)數(shù)據(jù)是分發(fā)到若干作業(yè)人員的電腦上，每次進度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與匯總需要從這些作業(yè)人員手中收集相關(guān)數(shù)據(jù)，因此會耗費大量時間，若管理者要求的統(tǒng)計頻次再高一點，則匯總統(tǒng)計人員面臨的挑戰(zhàn)與壓力更大。

此外，管理者獲取的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與當前作業(yè)的實際數(shù)據(jù)有延遲，管理者不易快速、便捷、高效地獲取統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)。

2  協(xié)同解譯平臺整體框架

協(xié)同解譯平臺為北京地拓科技發(fā)展有限公司針對生產(chǎn)建設(shè)項目“天地一體化”監(jiān)管業(yè)務(wù)，基于計算機協(xié)同工作原理，立足水土保持行業(yè)從業(yè)人員知識現(xiàn)狀，充分結(jié)合行業(yè)需求與發(fā)展打造的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑遙感協(xié)同解譯的工作平臺。

平臺支持“全國水土保持監(jiān)督管理系統(tǒng)V4.0”中生產(chǎn)建設(shè)項目位置、防治責(zé)任范圍等信息調(diào)用、用戶自有數(shù)據(jù)（影像、矢量數(shù)據(jù)）本地調(diào)用、云端共享，以及任務(wù)分配、權(quán)限管理、協(xié)同解譯、質(zhì)量控制、成果匯交等工作，解譯成果可直接交換至生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管水土保持信息化監(jiān)管平臺，便于開展擾動圖斑現(xiàn)場合規(guī)性復(fù)核等下一階段的工作。協(xié)同解譯平臺整體框架見圖1。

圖1 協(xié)同解譯平臺整體框架

3  擾動圖斑協(xié)同解譯工作流程

協(xié)同解譯平臺采用C/S架構(gòu)，用戶通過協(xié)同解譯平臺客戶端軟件訪問存放在阿里云上的各類數(shù)據(jù)，注冊用戶登錄系統(tǒng)后，會自動切換到各自的權(quán)限工作區(qū)域，用戶通過“上傳”“下載”機制實現(xiàn)與其他作業(yè)人員的數(shù)據(jù)交互與共享。采用協(xié)同解譯平臺的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯流程包括工作環(huán)境搭建、遙感數(shù)據(jù)入庫、審校員標記生產(chǎn)建設(shè)項目、協(xié)作員勾繪擾動圖斑、審校員質(zhì)量控制及匯總統(tǒng)計等環(huán)節(jié)。

3.1  工作環(huán)境搭建

為便于工作的開展，針對水土保持從業(yè)人員的現(xiàn)狀，協(xié)同解譯平臺按管理員、審校員、協(xié)作員三類權(quán)限開展工作。管理員具備平臺全部權(quán)限，主要負責(zé)平臺數(shù)據(jù)維護、解譯作業(yè)區(qū)域分配、各解譯區(qū)域解譯人員調(diào)配、數(shù)據(jù)匯總等工作。

審校員由少量具備豐富解譯經(jīng)驗的人員擔任，主要負責(zé)生產(chǎn)建設(shè)項目大致位置的標記，對平臺解譯成果進行質(zhì)量審核，只有經(jīng)過審核員審核的成果才能正常流轉(zhuǎn)到下一個工作環(huán)節(jié)。

協(xié)作員由大量水土保持從業(yè)人員擔任，協(xié)作員根據(jù)下載的審核員標注的生產(chǎn)建設(shè)項目大致位置，對該處擾動圖斑進行邊界的勾繪。協(xié)作員勾繪的邊界需經(jīng)審校員審核后正式進入平臺。

管理員、審校員、協(xié)作員共用一個客戶端軟件，根據(jù)各自權(quán)限由平臺自動配置各類人員的功能權(quán)限，用戶只要安裝客戶端就完成了工作環(huán)境的搭建。

為便于下一步工作的開展，管理員需要對解譯區(qū)域進行分配，平臺支持按照行政區(qū)域邊界（全國、省、市、縣）或者自定義邊界進行解譯區(qū)域的劃分，同時將不同的參與人員分配到對應(yīng)的解譯區(qū)域。隨著解譯工作的推進，管理員可靈活調(diào)配不同解譯區(qū)域的作業(yè)人員，實現(xiàn)動態(tài)工作環(huán)境的搭建。

管理員、審校員、協(xié)作員等各類協(xié)作人員可以不受時間、地點限制進行并行協(xié)同作業(yè)。

3.2  遙感數(shù)據(jù)入庫

在生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯工作中，一般獲取到的遙感影像為經(jīng)過預(yù)處理后的成果，可以直接入庫使用，數(shù)據(jù)一般按照行政區(qū)或標準分幅進行存放。

為便于遙感影像快速上線使用，一方面采用多臺電腦同時對各分幅遙感影像進行入庫操作，為降低上傳云端網(wǎng)絡(luò)壓力，入庫時對數(shù)據(jù)進行無損壓縮處理；另一方面入庫時對單臺電腦采用多線程并行處理，充分利用電腦的硬件性能。

遙感數(shù)據(jù)的入庫工作與其他各項工作可以并行開展，已上線部分的數(shù)據(jù)可以隨時分配給各作業(yè)人員，一次入庫，多次靈活快捷調(diào)用，大大節(jié)省時間，從而提高遙感影像的流轉(zhuǎn)效率。遙感影像入庫在云端全程進行加密存儲，確保遙感影像安全。

3.3  審校員標記生產(chǎn)建設(shè)項目示意位置

在解譯工作中，為了充分利用不同水平的人員參與該項工作，首先由解譯經(jīng)驗相對豐富的人員擔任審校員，審校員參考云端的遙感底圖，對生產(chǎn)建設(shè)項目大致位置進行標記。

當發(fā)現(xiàn)點狀或面狀生產(chǎn)建設(shè)項目擾動的時候，只需雙擊鼠標，平臺會自動生成一個擾動圖斑的標記；對于線型項目，直接用鼠標在圖上拖動形成一個示意軌跡；當發(fā)現(xiàn)比較分散的項目比如風(fēng)電項目，可以拖動鼠標在圖上形成一個示意范圍，用于提示協(xié)作員此處有擾動圖斑需要進行邊界勾繪。

審校員在作業(yè)的時候，可以充分參考協(xié)同解譯平臺提供的“全國水土保持監(jiān)督管理系統(tǒng)V4.0”顯示的生產(chǎn)建設(shè)項目防治責(zé)任范圍、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)生的礦業(yè)權(quán)數(shù)據(jù)、遙感天地圖、谷歌地圖及歷史解譯成果，提高標記的準確性，避免多標、漏標、錯標等情況的發(fā)生。

一旦后期發(fā)現(xiàn)存在這些現(xiàn)象，審校員只需修正后，通過平臺提供的“上傳”機制將結(jié)果推送至服務(wù)器，協(xié)作員通過平臺提供的“下載”機制可隨時將云端同步最新數(shù)據(jù)用于修正作業(yè)。

3.4  協(xié)作員勾繪擾動圖斑

協(xié)作員采用自己的注冊賬戶登錄協(xié)同解譯平臺后，平臺根據(jù)管理員授權(quán)的區(qū)域與權(quán)限，自動將協(xié)作員權(quán)限范圍內(nèi)的遙感地圖顯示在作業(yè)界面，協(xié)作員通過“下載”機制，同步作業(yè)區(qū)域?qū)徯T標記的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑示意位置，可以在該位置進行圖斑的添加、修改、刪除、合并、分割等操作，對于80%的擾動圖斑，只需掌握圖斑添加、圖斑修改等功能就可以完成擾動圖斑的解譯。

解譯過程中，管理員可以根據(jù)項目進度和資源情況隨時進行作業(yè)區(qū)域和參與人員的協(xié)調(diào)分配，協(xié)作員只需更新各自協(xié)同區(qū)域，就可通過平臺自動配置相關(guān)作業(yè)環(huán)境、開展相關(guān)工作。協(xié)同解譯平臺將傳統(tǒng)解譯所需復(fù)雜、煩瑣的操作全部交由系統(tǒng)或者少量管理員來完成，大大降低了協(xié)作員的入門門檻，單一的工作內(nèi)容更容易進行質(zhì)量控制，便于形成工業(yè)化流水線作業(yè)。

3.5  審校員質(zhì)量控制

協(xié)作員將解譯的成果上傳到云端，進行質(zhì)量控制的審校員登錄系統(tǒng)下載自己權(quán)限區(qū)域的解譯成果。所有由協(xié)作員解譯的成果在圖上通過不同的符號和顏色進行區(qū)分，比如未審核的圖斑帶有問號，圖斑標記字體為不同顏色等，方便審校員進行質(zhì)量控制。

開始時，審校員逐圖斑進行質(zhì)量控制，對同一作業(yè)區(qū)域，協(xié)同解譯平臺也支持多人協(xié)同進行解譯成果的審核。審核后期會發(fā)現(xiàn)部分未審核圖斑，單靠符號和顏色不太容易區(qū)分，增加審核的勞動強度。平臺可提供輔助查找未審核圖斑、快速審核等功能支撐審校員快速、便捷、高效地開展審核工作。

3.6  匯總統(tǒng)計

為便于各級參與人員隨時隨地快速了解擾動圖斑解譯成果的質(zhì)量與進度，協(xié)同解譯平臺提供匯總統(tǒng)計功能，能對解譯區(qū)域面積、圖斑數(shù)量、解譯圖斑面積等相關(guān)指標進行分類匯總統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果以圖表形式直觀展示。

對于管理員權(quán)限用戶，后臺還提供所有用戶的操作記錄，保證協(xié)作作業(yè)過程中的所有作業(yè)動作被完整記錄，便于后期人員績效評估，數(shù)據(jù)追溯。

管理員權(quán)限用戶對數(shù)據(jù)進行匯總后，可推送至生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持信息化監(jiān)管平臺共享。

4 結(jié)  語

2019年，利用協(xié)同解譯平臺，2019年度水利部水土保持監(jiān)管遙感解譯與判別項目各參與單位先后投入了數(shù)百人，順利完成了16省份全省和5個省份部分區(qū)域的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑的解譯工作，完成了部分單位采用其他GIS平臺解譯的10個省份成果的匯集、規(guī)范化工作。

共完成全國647萬km2國土面積的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯，并通過協(xié)同解譯平臺交換到生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持信息化監(jiān)管平臺，有力地支撐了監(jiān)管的下一階段工作。

采用協(xié)同解譯平臺能短時間快速組織大量非遙感解譯專業(yè)人員進行生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑解譯，較傳統(tǒng)解譯方法可以更快地完成解譯任務(wù)，從而推動整個監(jiān)管工作的快速推進。

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于推進水土保持監(jiān)管信息化應(yīng)用工作的通知》（辦水保〔2019〕198號）的要求，2020年，各省級水行政主管部門要組織開展至少1次覆蓋全省的生產(chǎn)建設(shè)活動水土保持衛(wèi)星遙感監(jiān)管；2021年起，中西部地區(qū)、東北三省、北京、天津和河北每年至少要組織開展2次，其他省份每年至少組織開展3次。

水土保持監(jiān)管信息化工作對遙感影像數(shù)據(jù)獲取與處理、快速解譯等方面提出了更高更快的要求。因此，采用基于協(xié)同解譯平臺的生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑的遙感解譯方案，可從成果質(zhì)量、解譯效率、質(zhì)量控制等方面對多頻次、全覆蓋的監(jiān)管提供強有力的支撐。