邱清清

（廣東省國(guó)土資源測(cè)繪院 廣東廣州 510000）

自然資源是人類賴以生存的生命之源。黨的十九屆四中全會(huì)《決定》指出，要加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評(píng)價(jià)、檢測(cè)制度，健全自然資源監(jiān)管體制。可見(jiàn)，人們對(duì)于自然資源從理性認(rèn)知轉(zhuǎn)向量化實(shí)踐，從分類管理轉(zhuǎn)向制度治理。如何及時(shí)了解我國(guó)自然資源現(xiàn)狀，滿足生態(tài)文明建設(shè)、自然資源保護(hù)、科研需求對(duì)自然資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自然資源管理和統(tǒng)一確權(quán)登記，是當(dāng)前面臨的重大問(wèn)題。

衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)作為一種重要的技術(shù)手段，可以快速、高效、客觀、準(zhǔn)確地掌握自然資源的開(kāi)發(fā)利用情況。近年來(lái)，國(guó)家衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集和分辨能力有了很大提高。目前，國(guó)內(nèi)有20多顆高分辨率遙感衛(wèi)星可供在軌使用，亞米級(jí)光學(xué)衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)年有效覆蓋，為提高自然資源遙感監(jiān)測(cè)能力提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。

1 技術(shù)流程

基于國(guó)內(nèi)外高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)和制定自然資源常態(tài)化遙感監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程，制定常態(tài)化監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，突破“季度、月度和即時(shí)遙感監(jiān)測(cè)”系列關(guān)鍵技術(shù)，搭建省域自然資源遙感監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自然資源要素變化監(jiān)測(cè)和目標(biāo)發(fā)現(xiàn)信息產(chǎn)品的規(guī)?；⒆詣?dòng)化生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上，制作月度、季度、年度，形成監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、專題圖及監(jiān)測(cè)報(bào)告等產(chǎn)品，開(kāi)展業(yè)務(wù)化應(yīng)用推廣，為自然資源管理部門和社會(huì)公眾提供標(biāo)準(zhǔn)化、定制化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)遙感影像信息產(chǎn)品在線共享服務(wù)，自然資源衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 自然資源衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程

2 自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)應(yīng)用

遙感技術(shù)在自然資源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文從國(guó)土資源調(diào)查、基礎(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、河湖資源遙感監(jiān)測(cè)3個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1 國(guó)土資源調(diào)查

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查是自然資源專項(xiàng)調(diào)查，以GF-2 號(hào)、BJ-2 號(hào)等優(yōu)于（含）1.0m 的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像為主。例如：廣東省第三次土地調(diào)查中，數(shù)字正射影像生產(chǎn)制作覆蓋全省的1∶10 000 比例尺成圖精度，按縣域分幅數(shù)字正射影像和城市建成區(qū)1∶2000 數(shù)字正射影像。以正射影像圖為基礎(chǔ)，實(shí)地調(diào)查土地的類型、面積和權(quán)屬，全面掌握全省各類用地的分布與利用狀況。采用室內(nèi)解譯與野外調(diào)查相結(jié)合、面上展開(kāi)與點(diǎn)上解剖相結(jié)合、調(diào)查與研究相結(jié)合的工作思路，開(kāi)展廣東省國(guó)土資源遙感調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取全省國(guó)土資源類型與空間分布狀況，綜合分析全省國(guó)土資源分布特征與變化規(guī)律，為自然資源保護(hù)、開(kāi)發(fā)、利用提供決策建議。

2.2 基礎(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)

湖北省基礎(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是對(duì)湖北省的地表自然和人文地理要素進(jìn)行全覆蓋的基礎(chǔ)性監(jiān)測(cè)。以GF-2號(hào)、BJ-2 號(hào)等國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像為主，根據(jù)“內(nèi)業(yè)為主、外業(yè)為輔”的原則，采用內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的方法，以前期監(jiān)測(cè)成果為監(jiān)測(cè)本底，以監(jiān)測(cè)中獲取的覆蓋任務(wù)區(qū)的多源航空航天遙感影像數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，結(jié)合正射影像識(shí)別變化區(qū)域，收集利用各類行業(yè)專題數(shù)據(jù)。采用遙感影像解譯、變化信息提取、數(shù)據(jù)編輯與整理、外業(yè)調(diào)查等技術(shù)與方法，對(duì)本底數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。內(nèi)業(yè)無(wú)法獲取和難以識(shí)別的區(qū)域輔以外業(yè)調(diào)查，其他內(nèi)業(yè)能判定的變化區(qū)域也應(yīng)合理確定核查路線開(kāi)展外業(yè)調(diào)查，確保采集的變化信息的準(zhǔn)確性，以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理國(guó)情變化信息的快速、準(zhǔn)確獲取，為優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局和資源配置提供技術(shù)依據(jù)。

2.3 河湖資源遙感監(jiān)測(cè)

基于GF-1號(hào)、GF-2號(hào)、ZY-3號(hào)、BJ-2號(hào)等國(guó)產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，結(jié)合地面巡查，以0.5a為監(jiān)測(cè)周期，實(shí)現(xiàn)全流域的河湖沿岸固體垃圾、河道占用等違法問(wèn)題的動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)，全面支撐河長(zhǎng)制工作，使河長(zhǎng)能隨時(shí)隨地地查看河湖問(wèn)題信息。利用多時(shí)相遙感影像。實(shí)現(xiàn)對(duì)全流域的全面監(jiān)測(cè)，為河湖治理、監(jiān)測(cè)等河湖管理保護(hù)工作提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

3 省域自然資源遙感監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

省域自然資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)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)器及目前流行的云服務(wù)器，支持遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、系統(tǒng)搭建、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?shù)據(jù)層針對(duì)遙感監(jiān)測(cè)成果及用戶應(yīng)用需求，建立自然資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后期平臺(tái)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。服務(wù)層通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)共享平臺(tái)，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(shí)，預(yù)留接口，實(shí)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(guò)自然資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)成果服務(wù)共享與應(yīng)用。用戶層面向與遙感監(jiān)測(cè)相關(guān)土地執(zhí)法人員、耕地保護(hù)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 省域自然資源遙感監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)總體架構(gòu)

3.2 功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.2.1 功能設(shè)計(jì)

平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)信息與基礎(chǔ)地理信息等數(shù)據(jù)疊加顯示、遙感監(jiān)測(cè)信息快速統(tǒng)計(jì)與分析及多期歷史影像比對(duì)分析等功能，主要包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析、監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)分析及時(shí)序遙感影像回溯等功能模塊。

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

（2）時(shí)序遙感影像回溯：基于遙感影像瓦片數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)遙感影像服務(wù)在線管理，在保證實(shí)用、安全的前提下，實(shí)現(xiàn)多歷史版本影像服務(wù)管理；針對(duì)監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)歷史遙感影像動(dòng)態(tài)回溯。

（3）監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)分析：根據(jù)監(jiān)測(cè)類型、監(jiān)測(cè)周期及行政區(qū)劃等級(jí)，結(jié)合專題統(tǒng)計(jì)報(bào)表信息，對(duì)監(jiān)測(cè)圖斑類型、分布和面積等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，生成統(tǒng)計(jì)圖表，為領(lǐng)導(dǎo)決策分析提供直觀的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支撐。

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

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

3.2.2 平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)

（1）多期遙感影像比對(duì)：通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)圖斑多期影像比對(duì)分析，得到監(jiān)測(cè)對(duì)象建設(shè)過(guò)程及其發(fā)展趨勢(shì)，為土地執(zhí)法督查、耕地利用狀況監(jiān)測(cè)及農(nóng)村亂占耕地建房監(jiān)測(cè)等提供重要依據(jù)，如圖3所示。

圖3 某保護(hù)區(qū)土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)圖

（2）監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)分析：系統(tǒng)通過(guò)表格和統(tǒng)計(jì)圖相結(jié)合的方式直觀地展示遙感監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)結(jié)果，為遙感監(jiān)測(cè)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。

（3）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加分析：系統(tǒng)提供耕地保護(hù)、土地執(zhí)法等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)載入功能，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、影像底圖數(shù)據(jù)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4所示。

圖4 多源數(shù)據(jù)疊加分析

4 結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在自然資源領(lǐng)域的業(yè)務(wù)應(yīng)用還有待加強(qiáng)，需進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)和遙感數(shù)據(jù)深度融合應(yīng)用研究。將國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)更好地與自然資源主體業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行融合，加大衛(wèi)星遙感與自然資源管理相結(jié)合的研究力度，進(jìn)一步拓展自然資源領(lǐng)域業(yè)務(wù)應(yīng)用，更好地服務(wù)于自然資源主體。