摘 要：该系统以高精度航空影像、倾斜三维模型为基础，使用三维地理信息空间分析技术，实现了“一个平台，多种应用”，通过建立区域基础地理信息数据库和区域污染物分析、监控等管理模型，让污染源监督管理和区域污染物总量管理的空间化、规范化和动态化，最终实现生态环保的三维信息化管理，有效助力环境治理。

关键词：三维;GIS;互联网;生态环保;信息系统

一、 引言

习近平总书记曾在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。随着环保科技化、信息化的推进以及三维可视化信息平台应用日趋成熟，建设三维环保平台成为支持保护环境基本国策的有效方法。

以高精度航空影像、倾斜三维模型为基础，结合地面监控、监测传感器等数据，融合了人工智能与物联网技术，并在三维地理信息系统平台上进行实施应用的一套辅助生态环境监管、治理、规划、推广的系统，最终实现生态环保的三维信息化管理，有效助力环境治理。

二、 系统构成

系统主要分为五层，分别为数据采集层、数据中心、平台服务层、应用层以及客户端展示。

（一）数据采集层

通过航空摄影、卫星影像、无人机航测获取遥感信息数据;通过视频监控设备、传感器、手持设备等物联网技术获得业务数据和监测数据。

（二）数据中心包括基础地理信息空间数据库、系统框架数据库、生态环保业务空间数据库、生态环保属性信息数据库、文件存储系统。通过数据库驱动和空间数据库引擎、GIS分发服务器，对业务应用层、平台支撑层提供数据库调用和服务接口，实现数据的接入、访问与管理。

（三）平台服务层连接数据层与业务应用层，为业务系统提供基础架构和数据解析服务、空间信息服务，实现系统对数据的访问并进行监控，保证了系统正常的运行。

（四）应用层具体业务功能实现层面，提供包括遥感监管、AloT监管、环境治理、生态环保以及公众推广等功能。

（五）客户端层

系統的最终具体的展示平台，目前支持PC、移动终端、大屏等多种设备。

三、 系统特点

（一）高精度遥感技术

飞燕三维生态环保平台是基于高精度的遥感数据建立的。通过卫星影像、航空遥感、无人机航测等多种方式进行数据采集，保证了平台所需的真彩色影像、彩虹外、高光谱、点云等各类型数据，并通过解译算法对遥感数据进行解析展示，实现生态信息的多维度监控，助力环境治理。

（二）地理信息技术

平台使用了行政区划信息数据、地块数据、排污点及污水处理设施分布以及重点保护区域分布等地理信息数据，通过空间分析、空间运算等地理信息技术，让生态环境监管更可靠，环境治理有据可依有理可循。

（三）空间定位技术

使用北斗或GPS系统获取环境治理人员的地理位置，为空间分析提供更精准的位置信息。

（四）智能物联网技术

系统涵盖了视频监控、环境检测传感器、环境管理信息统计等各种数据信息，以一个平台的形式将这些信息综合起来，将实物与网络连接，实现生态环境问题的智能化识别、定位、跟踪、监管。

四、 业务应用

（一）遥感监管

1. 植被分析

通过对不同时期遥感影像的植被情况进行分析、比对，通过NDVI（归一化植被指数）得出时间段内的植被覆盖的变化情况，并在底图上进行可视化处理。通过植被覆盖及长势情况，从侧面可以观察掌握相关的污染治理情况。

2. 黄藻易发区检测

可以对前期获取的航摄影像结合往年黄藻发生区域，从光谱层面筛选疑似黄藻生长区域，并在地图上标识，结合该区域的污染物年均值等数据，对区域进行监测、管控。

3. 水质变化

通过影像的高光谱信息对水体部分进行处理、分类，结合光谱反射率对比（反射率低为污染水体）将疑似黑臭水体部分标识为红色，正常水体为蓝色。通过不同年限的影像对比，获取水体变化情况。

4. 排污口动态监测

通过水下污染物检测传感器结合地理信息数据对排污口进行实时的监控，从该页面可以看到排污口污染物排放超标情况，以及随着时间推移，模拟污染物的扩散情况。

（二）AloT监管

1. 污水处理监控

将个污水处理厂的监控视频画面与地理位置关联，可实时浏览各监控画面。

2. 重点区域监控管理

对重点区域排工业增加值、用水量、排水量、回用后排水量等数据作监测统计，可以通过并将这些数值在各工业区的分布情况以饼状图的形式展现，对重点区域的排污情况精确掌握，便于制订相应管理策略。

3. 水质管理

（1）人口经济

生态环境的改变多数与人类活动有关。此模块主要通过统计分析过去人口经济情况，分析预测之后的发展趋势，并以此对生态环保治理方针做出调整。

（2）规划削减对主要污染物进行实时的监控并做统计，查看生态环境规划政策实行以来，污染物排放量的变化情况，以做调整修改。

（3）水质变化针对保护水域，监测水质中的主要污染物变化情况，对整体水质变化实时监控，对变化趋势做出预测。

（4）排放分析

污染来源主要为生活与工业排放两种类别，对这两种不同污染情况进行监控分析，预测变化趋势，做到分类监控、分级管理、分级治理。

（三）环境治理

新增对水土流失防治、芦苇以及沉水植物收割、排干沟净化等多方面环境治理措施的规划、实施、监控，实时监控整年度水土流失工程防治及完成情况，对每个生态环保项目的负责人、经费预算以及区域面积等信息进行详细的统计分析。

（四）生态环保理念宣传

持续推进生态环保战略，提升生态可持续发展，不仅要从发现、治理、监控等多手段齐头并进，也要加强生态环保理念的宣传。集保护区文化、生态教育、宣传为一体，通过三维仿真生态保护区的构建，将保护区现在、历史变迁、珍稀物种概括等一一展现，起到宣传教育的意义。

通过保护区域各时期的航摄影像，从以大时间跨度向用户直观展示地区的历史变迁及环境变化。并且以一张图的形式展现生态保护区域内存在的保护物种的栖息分布范围，通过珍稀物种栖息地的监控视频联接，能够实时观察到栖息地的情况，并且联动介绍珍稀物种概况，从多方面了解这些珍稀物种。

（五）公众推广

随着移动互联网的发展，移动客户端以及微信小程序等移动端应用已经成为当前公众最普遍的生活学习模式，在对公众实现信息推广方面，与微信公众平台对接，做到消息一键式发布，群众通过手机微信随时随地能够收取查看。

对内部管理人员，借助手机操作的便捷性，实现移动办公，让领导能够随时进行监督管理，职员能够随时查看、处理事务，辅助日常工作。

作者简介：郑诚慧，飞燕航空遥感技术有限公司江苏分公司。