顏懷成 熊鵬波 薛 嬌 劉明月

(1. 江蘇省測繪工程院, 江蘇 南京 210013; 2. 自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用重點實驗室, 江蘇 南京 210013)

0 引言

隨著社會科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,遙感技術(shù)尤其是衛(wèi)星遙感技術(shù)以其低成本、高效率和實時動態(tài)連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注,并成為國家自然資源動態(tài)監(jiān)視監(jiān)測的重要手段[1-3]。自然資源部《關(guān)于加快推進自然資源省級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)的函》(自然資科函〔2019〕33號)明確要求江蘇省做好衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)試點、總結(jié)經(jīng)驗、進行推廣示范[4-7]。為全面落實自然資源“兩統(tǒng)一”職責(zé),貫徹落實文件要求,拓展衛(wèi)星遙感在自然資源主體業(yè)務(wù)中的應(yīng)用廣度和深度,把自然資源衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)的重要性提升到新的高度[8-9],啟動省域自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測服務(wù)平臺建設(shè)。

平臺以省域遙感監(jiān)測成果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),實現(xiàn)遙感監(jiān)測成果數(shù)據(jù)入庫、管理、統(tǒng)計分析等一體化管理與應(yīng)用,保障遙感監(jiān)測成果科學(xué)、有序、合理利用;通過系統(tǒng)化建設(shè)實現(xiàn)遙感監(jiān)測成果管理的網(wǎng)絡(luò)化和流程化,完成對自然資源監(jiān)測管理、批供用補查管理等應(yīng)用管理的信息化,提升遙感監(jiān)測成果管理應(yīng)用能力,提升自然資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平[10-11]。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 技術(shù)路線

針對項目目標(biāo)和要求,制定項目技術(shù)路線,具體分為以下五個部分:

(1)方案設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)制定階段:根據(jù)國家、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,結(jié)合當(dāng)前省域自然資源數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)需求,開展技術(shù)方案設(shè)計。

(2)自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測階段:根據(jù)技術(shù)方案開展省域自然資源動態(tài)監(jiān)測,即時發(fā)現(xiàn)自然資源變化信息,形成遙感監(jiān)測成果數(shù)據(jù)。

(3)動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫構(gòu)建階段:根據(jù)數(shù)據(jù)情況及平臺建設(shè)需求,開展動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫設(shè)計,并對動態(tài)監(jiān)測成果數(shù)據(jù)進行檢查并入庫,建立動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,為后期平臺建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

(4)平臺建設(shè)階段:基于動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,利用地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)、遙感(Remote Sensing,RS)、Web等技術(shù)研發(fā)省域自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測服務(wù)平臺。

(5)項目檢查與驗收階段:開展項目成果檢查工作,并整理驗收材料,提交給甲方開展項目驗收工作。

技術(shù)路線圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)路線圖

1.2 系統(tǒng)總體框架

省域自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測平臺總體架構(gòu)分為基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層、用戶層。根據(jù)用戶硬件情況不同，基礎(chǔ)支撐層分為常用服務(wù)器以及目前流行的云服務(wù)器,支持遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)搭建、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。?shù)據(jù)層針對遙感監(jiān)測成果及用戶應(yīng)用需求建立自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,為后期平臺建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。服務(wù)層通過遙感監(jiān)測共享平臺為不同用戶定制所需圖斑數(shù)據(jù)服務(wù)、功能操作服務(wù)等,同時預(yù)留接口實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)服務(wù)接入。應(yīng)用層通過自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測平臺實現(xiàn)遙感監(jiān)測成果服務(wù)共享與應(yīng)用。用戶層面向與遙感監(jiān)測相關(guān)土地執(zhí)法人員、耕地保護人員等,為其相關(guān)工作提供數(shù)據(jù)及軟件支持。系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體框架圖

2 功能設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 平臺功能設(shè)計

平臺實現(xiàn)遙感監(jiān)測信息與基礎(chǔ)地理信息等數(shù)據(jù)疊加顯示、遙感監(jiān)測信息快速統(tǒng)計與分析以及多期歷史影像比對分析等功能,主要包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析、監(jiān)測成果統(tǒng)計分析及時序遙感影像回溯等功能模塊,主要功能如圖3所示。

圖3 平臺功能設(shè)計圖

(1)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析:提供耕地保護、批供應(yīng)補差以及土地執(zhí)法等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)載入功能,實現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)監(jiān)測成果數(shù)據(jù)、歷史遙感影像數(shù)據(jù)以及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)融合。

(2)時序遙感影像回溯:基于遙感影像瓦片數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)遙感影像服務(wù)在線管理,在保證實用、安全的前提下,實現(xiàn)多歷史版本影像服務(wù)管理;針對監(jiān)測圖斑所在區(qū)域,獲取該區(qū)域所有歷史版本遙感影像服務(wù)資源,實現(xiàn)歷史遙感影像動態(tài)回溯。

(3)監(jiān)測成果統(tǒng)計分析:根據(jù)監(jiān)測類型、監(jiān)測周期及行政區(qū)劃等級,結(jié)合專題統(tǒng)計報表信息,對監(jiān)測圖斑類型、分布和面積等信息進行統(tǒng)計,生成統(tǒng)計圖表,為領(lǐng)導(dǎo)決策分析提供直觀的統(tǒng)計數(shù)據(jù)支撐。

(4)監(jiān)測圖斑調(diào)查信息統(tǒng)計:根據(jù)外業(yè)核查人員調(diào)查信息記錄,統(tǒng)計監(jiān)測圖斑調(diào)查執(zhí)行總體情況,生成相應(yīng)統(tǒng)計圖表,并可查看監(jiān)測圖斑現(xiàn)場調(diào)查表單、現(xiàn)場照片等信息。

(5)監(jiān)測報告生成:根據(jù)行政區(qū)劃等級,實現(xiàn)監(jiān)測報告定制生成或已有報告上傳,并發(fā)布監(jiān)測報告文件通知,提供監(jiān)測報告預(yù)覽和下載等功能。

(6)站點鏈接:系統(tǒng)以可視化的形式提供自然資源其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的站點接口,實現(xiàn)多系統(tǒng)快速訪問、統(tǒng)籌管理。

2.2 平臺功能實現(xiàn)

(1)站點鏈接

首頁以可視化形式提供多種監(jiān)測專題的入口,并支持站點鏈接動態(tài)配置,將用戶經(jīng)常訪問、重點關(guān)注的專題優(yōu)先展示,實現(xiàn)系統(tǒng)功能模塊快速訪問、統(tǒng)籌管理，如圖4所示。

圖4 站點鏈接功能圖

(2)多期遙感影像比對

通過對監(jiān)測圖斑多期影像比對分析得到監(jiān)測對象建設(shè)過程及其發(fā)展趨勢,為土地執(zhí)法督查、耕地利用狀況監(jiān)測以及農(nóng)村亂占耕地建房監(jiān)測等提供重要依據(jù)，如圖5所示。

圖5 多期影像比對功能圖

(3)監(jiān)測成果統(tǒng)計分析

系統(tǒng)通過表格和統(tǒng)計圖相結(jié)合的方式直觀地展示遙感監(jiān)測成果統(tǒng)計結(jié)果,為遙感監(jiān)測決策分析提供數(shù)據(jù)支撐,提高系統(tǒng)輔助領(lǐng)導(dǎo)決策能力，如圖6所示。

圖6 耕地數(shù)量變化監(jiān)測成果統(tǒng)計分析功能圖

(4)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析

系統(tǒng)提供耕地保護、土地執(zhí)法等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)載入功能,實現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、影像底圖數(shù)據(jù)以及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)融合,為多渠道、多數(shù)據(jù)源疊加分析提供數(shù)據(jù)支撐。如圖7所示。

圖7 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析功能圖

3 結(jié)束語

本文以省域遙感監(jiān)測成果與多期歷史影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并利用GIS、RS和Web等技術(shù)研發(fā)出省域自然資源遙感動態(tài)監(jiān)測服務(wù)平臺。目前該平臺已成功實現(xiàn)江蘇省農(nóng)村亂占耕地建房監(jiān)測、南京市地理空間變化監(jiān)測、太倉市耕地數(shù)量變化監(jiān)測等多個專題監(jiān)測的展示與應(yīng)用,為各級自然資源部門在環(huán)境督查、土地巡查、耕地保護等工作提供信息化支撐。今后將進一步完善平臺功能,提高平臺功能可配置性以及功能模塊平衡性,切實為自然資源遙感監(jiān)測成果應(yīng)用提供技術(shù)保障。