宋松森

(包頭市自然資源與規(guī)劃信息中心,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

伴隨著科學技術的不斷提升，我國衛(wèi)星監(jiān)測體系持續(xù)向好發(fā)展，目前，資源、高分等系列在軌民用衛(wèi)星不斷成熟完善，吉林、高景等商業(yè)衛(wèi)星的投入使用，進一步提升了衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取能力及獲取質(zhì)量，夜光衛(wèi)星、SAR等各類用途衛(wèi)星不斷豐富，衛(wèi)星分辨率不斷提高、重訪周期不斷縮小，多光譜、高光譜、雷達等技術手段不斷擴展，虛擬衛(wèi)星、衛(wèi)星虛擬組網(wǎng)及各類小衛(wèi)星群的數(shù)據(jù)獲取能力得到有效提升。實時中國、遙感集市以及各類遙感數(shù)據(jù)接入業(yè)務系統(tǒng)使各類衛(wèi)星應用數(shù)據(jù)的應用更加便捷化。在衛(wèi)星監(jiān)測體系取得進步的同時，我國無人機應用也進入井噴時期，各類旋翼、固定翼無人機以及載具層出不窮，傾斜攝影、熱成像、機載LIDAR等各類傳感器，使得無人機在不同行業(yè)上發(fā)揮相應的作用。在以上基礎上，利用各類遙感監(jiān)測手段，對自然資源監(jiān)測監(jiān)管進行全天候、無人化、精細化管理成為一種高效、節(jié)約、精準的自然資源管理方式。

1 現(xiàn)狀分析

自然資源監(jiān)測監(jiān)管是一項自然資源日常管理業(yè)務，具體由各自然資源所負責，傳統(tǒng)手段由基層工作人員，通過巡查、執(zhí)法等形式發(fā)現(xiàn)問題、整改問題。隨著公車改革、機構改革等工作逐步深化，基層自然資源所面臨執(zhí)法人員、車輛不足等問題。同時，傳統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)察手段周期相對較長，發(fā)現(xiàn)問題不夠及時，對違法行為不能有效制止，對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的問題不能及時研判。大量人力、物力的投入，使得監(jiān)測監(jiān)管工作成本居高不下，而所產(chǎn)出的社會效益已不能達到自然資源管理的要求。而遙感技術是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線，對目標進行探測和識別的技術，對解決以上問題具有先天優(yōu)勢。伴隨著我國國產(chǎn)遙感技術的發(fā)展，在成本、效益等各方面已具備為自然資源管理進行全天候監(jiān)測監(jiān)管服務的能力。精準結合多光譜、高光譜、SAR、夜光等技術特點，分析自然資源監(jiān)測監(jiān)管對象的光譜及應用特征，對研究遙感技術在自然資源監(jiān)測監(jiān)管領域的應用場景和應用效益具有重要意義。

2 衛(wèi)星遙感解決方案分析

2.1 輔助自然資源執(zhí)法監(jiān)察

2.1.1 違法建筑監(jiān)測。通過AI、圖像識別與提取等技術，對一定周期內(nèi)，建筑物變化區(qū)域進行圖斑化自動提取，同時結合歷年建設用地報批、供地業(yè)務數(shù)據(jù)，對未履行相關手續(xù)的疑似建設行為提出預警。同時，可結合規(guī)劃審批數(shù)據(jù)，通過太陽高度角、建筑物影長等因素，對采光、層高等要素進行估算，篩選出疑似違法行為，分發(fā)給基層執(zhí)法人員進行研判，必要時進行現(xiàn)場核實。

2.1.2 土地閑置監(jiān)測。通過與審批系統(tǒng)聯(lián)動，以審批所形成土地供應數(shù)據(jù)的范圍作為關注點，對目標地塊，參照違法建筑監(jiān)測，結合人工智能技術，進行提取監(jiān)測，對建筑物邊界范圍進行前后比對，在供應后一定時期內(nèi)若未進行建設或未監(jiān)測到明顯的建筑物變化，進行篩選預警，納入疑似閑置土地數(shù)據(jù)庫。

2.1.3 礦山私挖盜采監(jiān)測。私挖盜采行為多具備夜間作業(yè)、需要大型工程設備、主要分布在山區(qū)等礦產(chǎn)資源集中的區(qū)域等特點。結合以上特點，對重點監(jiān)控區(qū)域，進行礦山私挖盜采監(jiān)測，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可采用熱紅外、夜光等遙感手段進行監(jiān)測；在運輸領域可對車輛運行軌跡進行有效監(jiān)控，從而為打擊私挖盜采行為提供線索和證據(jù)。

2.2 耕地保護監(jiān)測

2.2.1 耕地非農(nóng)化。結合高分辨率衛(wèi)星遙感影像，利用建筑物提取等技術，對基本農(nóng)田內(nèi)各類疑似違法建筑進行智能化提取，并進行預警，結合建設用地審批數(shù)據(jù)進行后臺比對，篩選出破壞耕地行為。對設施農(nóng)用地進行年度、月度周期性監(jiān)測監(jiān)控。通過無人值守的方式進行變化監(jiān)測。

2.2.2 耕地非糧化。結合高分辨率遙感影像、高光譜衛(wèi)星等數(shù)據(jù)，尤其“紅邊”波段遙感數(shù)據(jù)，結合農(nóng)作物波譜特征對農(nóng)田作物類型、面積進行分類估算。并能有效識別出在耕地范圍內(nèi)非糧化的具體區(qū)域、類型及面積，為耕地保護監(jiān)督工作提供直接數(shù)據(jù)支撐。

2.2.3 產(chǎn)能動態(tài)評估核算。結合各類定標數(shù)據(jù)，利用高光譜數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對指定作物的產(chǎn)能進行動態(tài)監(jiān)測，為農(nóng)用地分等提供動態(tài)的評估數(shù)據(jù)。

2.3 生態(tài)紅線監(jiān)測

2.3.1 生產(chǎn)活動監(jiān)測。對自然保護區(qū)范圍內(nèi)的生產(chǎn)活動，通過可見光、熱紅外、夜光等手段，結合AI技術，進行生產(chǎn)器械、車輛等圖像的深度學習，從而實現(xiàn)疑似生產(chǎn)活動的監(jiān)測，并記錄其活動位置進行預警。

2.3.2 生態(tài)破壞監(jiān)測。利用SAR雷達等手段，對自然保護區(qū)內(nèi)的山體破壞，人類生產(chǎn)活動造成的滑坡、塌方以及沙坑等進行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)疑似破壞行為，及時預警，便于通過人工或者無人機巡查等方式進行核實，提升發(fā)現(xiàn)問題的及時性。

2.3.3 荒漠化趨勢監(jiān)測。結合可見光、高光譜等多種類型的遙感數(shù)據(jù)，對草原、耕地進行月度、年度對比，通過提取技術和分類，判斷草原、耕地荒漠化的趨勢以及具體位置，為做好自然資源精細化管理提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 日常自然資源管理工作支撐

對關注度比較高的收儲、拆遷、建設等重點區(qū)域范圍，提供月度高分辨率遙感影像。為業(yè)務會審、土地儲備相關會議提供動態(tài)影像支撐，能夠直觀地反映重點項目區(qū)域周邊配套、區(qū)位以及土地縣城情況，從而實現(xiàn)對決策分析的支撐。

按季度提供高分辨率衛(wèi)星影像(如高景系列)，為日常各類自然資源管理(如：不動產(chǎn)指認、業(yè)務圖件制作等)業(yè)務提供工作底圖。必要時可結合高分多模數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對城市建筑傾斜攝影。尤其是城市周邊工業(yè)園區(qū)等區(qū)域，可利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的周期短、成本低等特點，生成衛(wèi)星傾斜攝影數(shù)據(jù)，對城市重點區(qū)域的精細化建模進行補充完善，便于直觀反映城市內(nèi)部的建設情況，尤其是在建筑方案審查時，可以直觀分析建筑的光照、通視、與周圍建筑風格的融合程度、對天際線的影響等內(nèi)容，為自然資源精細化管理提供支撐。

3 地基、空基遙感監(jiān)測方案

3.1 無人機

可以探索利用無人機等手段，實現(xiàn)對重點區(qū)域的巡邏，同時，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡、深度學習等人工智能技術，實現(xiàn)對工程設備、礦山機械、運輸車輛等目標的自動識別，實現(xiàn)對違法行為的早發(fā)現(xiàn)、早預警?？纱钶d熱紅外監(jiān)測載具，實現(xiàn)對火源、熱源的監(jiān)測跟蹤。通過搭載激光LIDAR，實現(xiàn)對重點監(jiān)控范圍內(nèi)的礦山開采地形進行監(jiān)測。

3.2 高空攝像頭

高空攝像頭監(jiān)控可以在重點區(qū)域結合鐵塔搭載高空攝像頭，實現(xiàn)對大范圍違法行為的監(jiān)控。同時，結合GIS平臺，實現(xiàn)疑似違法行為發(fā)現(xiàn)坐標實時提取，同時與自然資源管理業(yè)務系統(tǒng)進行聯(lián)動，及時調(diào)閱審批數(shù)據(jù)，分析是否具備相關審批手續(xù)、是否占用基本農(nóng)田、是否符合土地利用總體規(guī)劃等，對不符合相關政策的建設行為及時預警、及時制止。

將以上監(jiān)測監(jiān)控手段，結合自然資源“一張圖”，進行地理空間位置的提取，實現(xiàn)對違法行為的網(wǎng)格化管理，建立監(jiān)控、指揮中心，實現(xiàn)24h不間斷、全方位監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)疑似違規(guī)行為，依法及時處置。

4 結束語

通過以上手段，可有效解決自然資源監(jiān)測監(jiān)管過程中面臨的車輛人員不足、效率不高的問題，提升執(zhí)法與監(jiān)測的自動化水平，縮短了發(fā)現(xiàn)周期，通過地基、空基、天基多種遙感監(jiān)測技術，根據(jù)監(jiān)測監(jiān)管對象的光譜及雷達特征，實現(xiàn)對違法行為的早發(fā)現(xiàn)、早制止。根據(jù)長期積累的遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對土地利用、資源開發(fā)、城市演變等自然資源管理內(nèi)容的動態(tài)監(jiān)測，提升自然資源管理水平。