許將 陳倩

摘 要：遙感技術(shù)是一門先進(jìn)的、實用的探測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、漁以及環(huán)境與氣象監(jiān)測等領(lǐng)域，也是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。本文首先從國家政策、行業(yè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展三個維度闡述標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的必要性，以數(shù)據(jù)“采、存、計、管、用”為數(shù)據(jù)建設(shè)主線，以自然資源主責(zé)主業(yè)調(diào)查、監(jiān)測、分析評價、成果展示為業(yè)務(wù)基礎(chǔ)，提供面向不同用戶的共性數(shù)據(jù)應(yīng)用方法，為遙感技術(shù)在地理信息系統(tǒng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)采集、處理、分析、應(yīng)用的通用服務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)體系，促進(jìn)自然資源、環(huán)保、林業(yè)、水利等部門之間的業(yè)務(wù)信息共享，提高政務(wù)綜合監(jiān)管水平。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.15.007

Application of Remote Sensing Technology in Standardization Construction of Geographic Information System

XU Jiang1 CHEN Qian2，3

（1. China Coal Aerophotogrammetry & Remote Sensing Group Co.， Ltd.； 2. Shaanxi Institute of Geological Survey； 3. Shaanxi Provincial Geological Survey Experiment Center）

Abstract： Remote sensing technology is an advanced and practical detection technology， widely used in agriculture， forestry， animal husbandry， fi shing， environmental and meteorological monitoring and other fi elds， which is also the basic data source of geographic information system. This paper expounds the necessity of standardization construction from three dimensions， national policy， industry development and technology development， takes the “collection， storage， calculation， management and use” of data as the thread running through data construction， and takes the investigation， monitoring， analysis and evaluation of natural resources as the business basis to provide common data application methods for different users. The paper puts forward a standards construction system for general services of remote sensing technology used in construction of geographic information system， which include data collection， processing， analysis and application， promoting business information sharing among departments of natural resources， environmental protection， forestry and water conservancy， and improving the level of governmental comprehensive supervision.

Keywords： remote sensing technology， geographic information system， standardization construction

0 引 言

遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的結(jié)合已廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，是地球空間信息科學(xué)技術(shù)的基本技術(shù)核心，對于如何打通數(shù)據(jù)“采、存、管、用”服務(wù)業(yè)務(wù)場景的應(yīng)用和自然資源管理的一體化、精細(xì)化等問題，業(yè)內(nèi)學(xué)者一直在探索研究。本文通過綜合應(yīng)用遙感、測繪、地理信息、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)等技術(shù)，構(gòu)建集多源異構(gòu)數(shù)據(jù)管理、處理、服務(wù)為一體的，具備自然資源調(diào)查監(jiān)測、開放共享、動態(tài)擴(kuò)展等能力的地理信息系統(tǒng)[1]，從影像底圖、要素信息和應(yīng)用服務(wù)三個層面統(tǒng)一規(guī)范遙感綜合應(yīng)用，為行業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、要素產(chǎn)品、數(shù)據(jù)智能分析、空間分析、二三維展示等數(shù)據(jù)保障和多元化技術(shù)支撐。業(yè)務(wù)建設(shè)方面以自然資源要素調(diào)查監(jiān)測、分析評價、用途管制、執(zhí)法監(jiān)督等主體業(yè)務(wù)為基準(zhǔn)，兼顧生態(tài)環(huán)境保護(hù)監(jiān)管，完成一套集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、服務(wù)體系明晰、應(yīng)用服務(wù)搭建便捷的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)方案。

1 必要性分析

1.1 國家政策

2021年，國家航天局發(fā)布《“十四五”及未來一個時期發(fā)展重點規(guī)劃》，文件明確指出要不斷增強(qiáng)遙感衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)能力，圍繞平安中國、美麗中國和數(shù)字中國建設(shè)需求，加強(qiáng)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務(wù)在資源環(huán)境與生態(tài)保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)與應(yīng)急響應(yīng)、社會管理與公共服務(wù)、城鎮(zhèn)化建設(shè)與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等行業(yè)領(lǐng)域深度應(yīng)用。國家政策層面圍繞“十四五規(guī)劃”“新基建”“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”方面都對衛(wèi)星遙感的建設(shè)、服務(wù)、應(yīng)用以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展明確指出了方向，同時也相繼出臺了一系列規(guī)劃綱要及產(chǎn)業(yè)鼓勵政策，31個省市針對遙感衛(wèi)星行業(yè)做出相應(yīng)政策規(guī)劃，推進(jìn)行業(yè)更好更快的應(yīng)用發(fā)展。

1.2 行業(yè)發(fā)展

隨著計算機(jī)技術(shù)和遙感地質(zhì)行業(yè)的不斷發(fā)展，地理信息行業(yè)的上下游和用戶需求也發(fā)生了很大的變化。上游遙感數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式和數(shù)據(jù)獲取渠道方式也從之前的高定制、高成本轉(zhuǎn)變?yōu)楸憬?、服?wù)行業(yè)的方式。中游行業(yè)也從傳統(tǒng)的交付數(shù)據(jù)或?qū)ｎ}圖等形式的成果交付轉(zhuǎn)換為基于某業(yè)務(wù)場景的不同類型的數(shù)據(jù)服務(wù)。以航天宏圖推出PIE-Engine Studio遙感計算云服務(wù)，中國四維與華為云聯(lián)合發(fā)布“四維地球”遙感數(shù)據(jù)云產(chǎn)品，超圖軟件提出的基于SuperMap GIS基礎(chǔ)的五大產(chǎn)品體系，解決數(shù)據(jù)獲取和處理流程標(biāo)準(zhǔn)化問題，讓用戶能更加直觀地獲取到信息。下游行業(yè)應(yīng)用中，隨著“智慧+行業(yè)、數(shù)字+應(yīng)用”的不斷發(fā)展，用戶對行業(yè)解決方案需求也從針對某場景的單一解決方案變成融合業(yè)務(wù)的綜合解決方案，跨行業(yè)的數(shù)據(jù)深度融合也在不斷的深入，為地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供更多的案例支撐[2]。

1.3 技術(shù)發(fā)展

目前遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)呈現(xiàn)出“三多”“三高”“三全”的發(fā)展趨勢，“三多”指多平臺、多傳感器和多角度，“三高”指高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率，“三全”指全天候、全天時和全球觀測[3]。數(shù)據(jù)處理技術(shù)隨著云計算和邊緣終端的出現(xiàn)將定量化的方法推向應(yīng)用端和服務(wù)端，多平臺、多時相、多光譜、多維度以及多空間分辨率的融合與信息化系統(tǒng)的集成應(yīng)用[4]，改變了傳統(tǒng)遙感應(yīng)用的模式和方法，滿足了海量空間數(shù)據(jù)的存儲、分析和應(yīng)用等需求，是目前遙感技術(shù)的重要發(fā)展方向。

2 建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)以數(shù)據(jù)“采、存、計、管、用”為主線，嚴(yán)格按照從數(shù)據(jù)的接入到數(shù)據(jù)的應(yīng)用為核心思路進(jìn)行設(shè)計，具體實現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成服務(wù)

具備多源數(shù)據(jù)采集、集成服務(wù)能力，支持在線數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)動態(tài)、定期采集集成[5]。

（2）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理服務(wù)

具備數(shù)據(jù)多樣化建模存儲、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、元數(shù)據(jù)管理以及資源編目組織等服務(wù)能力，可對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理服務(wù)，降低地理空間數(shù)據(jù)應(yīng)用成本，實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)資產(chǎn)全生命周期管理。

（3）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)計算服務(wù)

具備基本的空間分析計算和基于模型的分析計算能力，支持用戶根據(jù)自身分析挖掘需求，動態(tài)編排計算流程與模型，快速進(jìn)行數(shù)據(jù)分析挖掘。

（4）統(tǒng)一的可視化服務(wù)

具備滿足OGC標(biāo)準(zhǔn)的地理信息可視化服務(wù)以及基于二三維一體化的可視化引擎服務(wù)能力，實現(xiàn)地理空間基礎(chǔ)信息服務(wù)的統(tǒng)一呈現(xiàn)。

（5）統(tǒng)一的行業(yè)應(yīng)用服務(wù)

以自然資源主責(zé)主業(yè)調(diào)查、監(jiān)測、分析評價、成果展示為基礎(chǔ)[6]，提供面向不同用戶的共性數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，提供從數(shù)據(jù)采集、處理、分析、應(yīng)用的通用服務(wù)。

3 建設(shè)方法

3.1 數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)從影像底圖、要素信息和應(yīng)用服務(wù)三個層面統(tǒng)一規(guī)范衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用，建立包括標(biāo)準(zhǔn)影像產(chǎn)品、增值影像產(chǎn)品、要素信息產(chǎn)品、應(yīng)用信息產(chǎn)品以及其它產(chǎn)品在內(nèi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并對數(shù)據(jù)接收、檢查、處理、入庫、出庫、發(fā)布、共享等過程制定技術(shù)操作規(guī)范，保持在庫和出庫遙感數(shù)據(jù)完整性和一致性。數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中，將所有地理信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一在同一空間坐標(biāo)框架，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)類型做好分庫分表，針對復(fù)雜數(shù)據(jù)按照類別進(jìn)行模塊化管理，最終將系統(tǒng)中用到的各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、規(guī)劃設(shè)計數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)、調(diào)查核查數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、入庫，通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行查詢、調(diào)用和對外共享發(fā)布，解決不同源和不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)差異帶來的應(yīng)用基礎(chǔ)問題。

3.2 業(yè)務(wù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

基于自然資源調(diào)查監(jiān)測的總體設(shè)計思路結(jié)合傳統(tǒng)地理信息行業(yè)發(fā)展背景，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)遵循“空間+業(yè)務(wù)”的融合原則實現(xiàn)去系統(tǒng)化，不是不從系統(tǒng)或者流程的角度出發(fā)，而是從數(shù)據(jù)角度自底向上，充分考慮數(shù)據(jù)基座的應(yīng)用效益，從業(yè)務(wù)角度自頂向下，充分考慮業(yè)務(wù)的融合場景，以服務(wù)政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型為牽引，以“調(diào)查、監(jiān)測、分析評價和成果展示”為主線，融合算法、業(yè)務(wù)流程、空間處理系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)。

3.3 行業(yè)應(yīng)用準(zhǔn)則

行業(yè)應(yīng)用準(zhǔn)則以自然資源調(diào)查監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)管督查、地質(zhì)找礦和地災(zāi)識別為例來闡述。

（1）調(diào)查監(jiān)測

自然資源調(diào)查監(jiān)測貫徹國家生態(tài)文明建設(shè)總體精神，支撐“兩統(tǒng)一”職責(zé)履行，構(gòu)建并實時更新準(zhǔn)確、有效、具有現(xiàn)勢性的自然資源“一張圖”，在基礎(chǔ)調(diào)查和專項調(diào)查形成本底數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)在線挖掘與知識服務(wù)，開展常規(guī)監(jiān)測、專題監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測，快速掌握各類自然資源自身變化及人類活動引起的變化情況，服務(wù)于耕地保護(hù)、國土空間規(guī)劃實施監(jiān)督、生態(tài)保護(hù)修復(fù)、督察執(zhí)法等場景[7]。

（2）監(jiān)督督查

利用遙感技術(shù)和GIS技術(shù)分析結(jié)合，及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)非法人類活動、礦產(chǎn)資源開發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)破壞等異常問題，嚴(yán)密監(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)河、湖、水庫等水體水色變化，對水體污染區(qū)域通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)察，輔助判斷非法排污、查找污染源，并根據(jù)污染程度劃分等級，定期或按需綜合評估污染情況，實時進(jìn)行分析評價和匯總上報。

（3）地質(zhì)找礦

遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)填圖、礦產(chǎn)普查、地質(zhì)水文等業(yè)務(wù)方面具有獨特優(yōu)勢，能夠全面、立體、快速、有效地探明地上資源和地下資源的分布情況，為政務(wù)開展地質(zhì)地礦監(jiān)測、礦產(chǎn)開采過程、礦區(qū)環(huán)境治理、尾礦生態(tài)環(huán)境修復(fù)等專項監(jiān)測服務(wù)[8]。

（4）地災(zāi)識別

利用Insar技術(shù)、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)對減災(zāi)防災(zāi)、應(yīng)急響應(yīng)、受損評估等業(yè)務(wù)進(jìn)行全過程管理，利用空間監(jiān)測分析技術(shù)提取潛在風(fēng)險的圖斑進(jìn)行變化監(jiān)測，并結(jié)合歷史地質(zhì)地貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對。針對洪澇、火災(zāi)、地質(zhì)等應(yīng)急預(yù)案，需對住宅區(qū)、水體、道路、地表覆蓋等通用目標(biāo)進(jìn)行提取分析，同時對一些化工園區(qū)、礦區(qū)等重點危害目標(biāo)進(jìn)行常態(tài)化監(jiān)測，為救災(zāi)應(yīng)急和災(zāi)后評估提供輔助決策方案。

4 應(yīng)用價值

4.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，發(fā)揮數(shù)據(jù)最大效能

系統(tǒng)將各類自然資源數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯聚在一起，使得用戶能夠?qū)ΜF(xiàn)有的生態(tài)資源進(jìn)行系統(tǒng)梳理和全面展示，有利于用戶對區(qū)域內(nèi)的自然資源和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合分析和全面評價，促進(jìn)自然資源、環(huán)保、林業(yè)、水利等部門之間的業(yè)務(wù)信息共享，提高政務(wù)綜合監(jiān)管水平，同時能夠有力支撐各部門科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌布局和協(xié)調(diào)發(fā)展，提升管理決策水平。

4.2 資源合理配置，提升資金使用效率

系統(tǒng)整合土地、礦產(chǎn)、不動產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、水資源、林草資源、基礎(chǔ)測繪、規(guī)劃等信息資源，建成貫穿省市區(qū)（縣）三級部門聯(lián)動、開放共享的分布式服務(wù)平臺。系統(tǒng)建設(shè)有利于提升數(shù)據(jù)整合能力，避免重復(fù)建設(shè)，大大提高資金使用效率。

4.3 系統(tǒng)共享共用，提升管理效能

基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)基準(zhǔn)和系統(tǒng)接入，按照“物理分布、邏輯一體”的技術(shù)路線，對跨業(yè)務(wù)、跨行業(yè)的系統(tǒng)進(jìn)行整合與接入，形成覆蓋全區(qū)域、統(tǒng)一接入、縱向聯(lián)動、橫向拓展的服務(wù)平臺，同時對遙感數(shù)據(jù)的管理和服務(wù)進(jìn)行模塊化配置，并制定相對完善的數(shù)據(jù)產(chǎn)品管理和服務(wù)辦法，形成動態(tài)更新的數(shù)據(jù)資源目錄體系，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)共享有序開放和使用，提升政務(wù)管理效能。

5 結(jié) 論

遙感技術(shù)在地理信息系統(tǒng)的建設(shè)中取得了廣泛應(yīng)用，本文以遙感數(shù)據(jù)的“采、存、計、管、用”為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，結(jié)合自然資源調(diào)查、監(jiān)測、分析評價、成果展示等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用示范建設(shè)，以滿足不同用戶的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，但限于各部門的管理方式和區(qū)域資源分布的差異性，后續(xù)還需進(jìn)一步在場景適配性和應(yīng)用邊界上進(jìn)行深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]葛良勝，夏銳.自然資源綜合調(diào)查業(yè)務(wù)體系框架[J].自然資源學(xué)報，2020，35（9）：2254-2269.

[2]鄧建寧.論我國測繪地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017（6）：91.

[3]邵金修，王磊.集成地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的地圖制圖技術(shù)研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016（12）：79-80.

[4]張佳文，張新元，成杭新，等.從PDAC2012看地質(zhì)理論研究與勘查方法技術(shù)年度進(jìn)展[J].國土資源情報期刊，2012（7）：2-5.

[5]俞春燕.城鎮(zhèn)地籍內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究[J].科技資訊期刊，2015（35）：44-46.

[6]陳玲，賈佳，王海慶.高分遙感在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用綜述[J].國土資源遙感，2019，31（1）：1-7.

[7]孫興麗，劉曉煌，劉曉潔，等.面向統(tǒng)一管理的自然資源分類體系研究[J].資源科學(xué)，2020，42（10）：1860-1869.

[8]哈學(xué)萍，燕妍，劉仁來，等. 我國測繪地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)探索[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017（6）：91.

作者簡介

許將，碩士，工程師，主要從事企業(yè)改革與管理、遙感地質(zhì)技術(shù)研究等工作。

陳倩，碩士，助理工程師，主要從事地質(zhì)分析檢測方法研究。

（責(zé)任編輯：袁文靜）