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基于“互联网+”的自然资源遥感动态监测平台建设的探索与研究
摘要:近年来我国自然资源卫星观测能力不断提升,卫星共享共用形成规模,遥感应用成效显著,加强卫星遥感技术与互联网、大数据等新技术的深度融合,探索基于“互联网+”的盐城市自然资源遥感动态监测平台建设,为自然资源监测主责主业及城市发展重要决策提供有效支撑。
近年来我国自然资源卫星观测能力不断提升,卫星共享共用形成规模,遥感应用成效显著,2019年全国自然资源工作会议上提出要“建立贯通部、省、市、乡(县)的卫星应用技术体系”。自然资源部《关于加快推进自然资源省级卫星应用技术体系建设的函》(自然资科函〔2019〕33号)明确要求江苏省做好卫星应用技术体系建设试点、总结经验、进行推广示范。为进一步拓展卫星遥感在自然资源主体业务中的应用广度和深度,加强卫星遥感技术与互联网、大数据等新技术的深度融合,把自然资源卫星应用技术体系建设的重要性提升到新的高度,我将结合本地实际业务工作需求,探索基于“互联网+”的盐城市自然资源遥感动态监测平台建设在我市自然资源管理工作中的支撑和作用。
1总体目标
实现遥感监测成果数据一体化应用,解决目前时效性差和调用困难的管理问题。加强我市遥感监测成果管理,保障遥感监测成果科学、有序、合理利用;通过系统化建设实现遥感监测成果管理的网络化和流程化,完成对自然资源监测管理、批供用补查管理等应用管理的信息化,降低区县遥感监测成果使用难度,进一步提高效率,实现决策科学化,应用移动便捷化,提升遥感监测成果管理应用能力。
2我市地理概况和已有资料情况
2.1我市地理概况
盐城地处北纬32°34′~34°28′,东经119°27′~120°54′之间。东临黄海,南与南通市、泰州市接壤,西与淮安市、扬州市毗邻,北隔灌河与连云港市相望。盐城有着得天独厚的土地、海洋、滩涂资源,是江苏省土地面积最大、海岸线最长的地级市。全市土地总面积1.7万平方公里,其中沿海滩涂面积45.53万公顷,占全省沿海滩涂面积的75%;海岸线长582公里,占全省海岸线总长度的56%。射阳河口以南沿海地段还以每年10多平方公里的速度向大海延伸,被称之为“黄金海岸”,是江苏最大、最具潜力的土地后备资源。2019年,位于盐城市的中国黄(渤)海候鸟栖息地(第一期)被列入世界遗产名录,成为江苏省首项世界自然遗产,拥有世界上规模最大的潮间带滩涂。
2.2已有资料及利用情况
(1)盐城市自然资源与规划局已有历年遥感影像数据,作为卫星遥感影像的补充资料成果。
(2)业务相关数据:目前已建成的业务管理平台数据服务,可根据平台建设规范要求,统一进行数据服务的接入,作为遥感监测平台与业务数据管理平台相互调用。
3 建设步骤
3.1总体技术路线
(1)自然资源遥感动态监测阶段:开展盐城市自然资源动态监测,实现每年6-8次全覆盖,即时发现自然资源变化信息,形成遥感监测成果数据。
(2)动态监测数据库构建阶段:根据数据情况及平台建设需求,开展动态监测数据库设计,并对动态监测成果数据进行检查并入库,建立动态监测数据库,为后期平台建设以及业务融合提供数据支撑。
(3)平台建设阶段:基于动态监测数据库,利用GIS、RS、Mobile、云计算等技术研发“互联网+GIS”、“互联网+遥感监测服务”的自然资源遥感动态监测服务平台。
(4)业务融合阶段:通过服务平台将遥感监测信息与现有的业务系统对接,为自然资源管理工作提供支撑。
3.2自然资源遥感动态监测数据建设
3.2.1技术方法
自然资源遥感动态监测以1-2米分辨率卫星影像为主要数据源,利用已有控制资料进行正射纠正形成DOM成果,通过计算机自动变化检测技术,与前时相影像进行比较,提取出感兴趣的变化区域,最后经人工目视检查编辑,形成具有明确变化范围和变化类型的监测图斑,并完成相关的监测报告,经过数据检查与入库后,形成盐城市自然资源遥感动态监测数据库。
3.2.2动态监测数据库构建
盐城市自然资源遥感动态监测数据库主要由遥感监测成果数据、监测图斑调查数据、盐城市影像数据以及系统权限数据组成,如下图所示:
3.3 “互联网+”自然资源遥感动态监测服务平台建设
为满足宏观调控、资源监管、辅助决策等功能,同时实现各类自然资源数据共享、处理、应用、分析、挖掘等管理和服务的集成。该平台包括遥感监测信息展示、决策分析和数据共享等功能;实现遥感监测信息与国土基础地理信息平台等数据叠加显示,提供更直观的自然资源动态变化信息,提升自然资源监管能力;实现遥感监测信息快速统计与分析,提供监测对象的时空信息,提升自然资源决策分析能力;实现遥感监测信息与市县单位及企业共享,为单位业务系统提供多期监测图斑、遥感影像等时空信息服务,保障遥感监测信息科学、有序、合理利用,达到市县一体化管理与应用目的,提升自然资源统筹管理能力。
3.3.1总体架构
总体架构分为基础支撑层、数据层、服务层、应用层、用户层。基础支撑层根据硬件情况不同分为常用服务器以及目前流行的云服务器,支持遥感监测数据存储、系统搭建、网络传输等。数据层针对遥感监测成果及用户应用需求建立自然资源遥感动态监测数据库,为后期平台建设和业务融合提供数据支撑。服务层通过遥感监测共享平台通过不同用户定制所需图斑数据服务、功能操作服务等,同时预留接口实现业务系统及数据服务接入。应用层通过 “互联网+遥感监测服务”、“互联网+移动GIS”等方式实现遥感监测成果服务共享与应用。用户层面向与遥感监测相关土地执法人员、耕地保护人员等,为其相关工作提供数据及软件支持。
4 应用与业务支撑
4.1在基础测绘更新的应用:盐城已实现了大比例尺基础测绘全覆盖,为保障数据的现势性,需要实行动态更新和定期更新相结合的方法修补测。通过遥感监测平台,定期获取变化区域,辅助确定外业变化内容和范围,实时发送到修测单位,无需全域外业巡查核查,针对性进行补测修测,大大提高了巡查效率,节省人力和物力,节约成本。
4.2在耕地保护中的应用:耕地保护及新增耕地监测,对耕地进行时序性监测,及时发现破坏和侵占基本农田和耕地的“非农化”行为,以及违规的“非粮化”行为,并对新增耕地实际利用情况进行监测与评价。持续监测永久基本农田、高标准农田、新增的耕地(土地复垦、整理、增减挂钩项目)等重点区域的耕地种粮情况,实现对耕地实际使用和功能的精细化、持续性管理。
4.3在卫片执法中的应用:开展盐城市卫片执法工作,提高卫片执法时效性、精准性,作为部、省层面统一组织开展卫片执法工作的补充。利用高时效性卫星遥感影像开展自然资源监测工作,从市级层面准确掌握全市的违法违规用地情况,从影像生产和智能比对工作上提高效率,做到速度更快;在部分重点区域增加商业卫星数据采购,提高数据覆盖率,做到数据更全;采购商业卫星优选0.5米、1米分辨率,采用先进的提取算法,可较自然资源部、省厅2米分辨提取更细的变化图斑,做到精度更准。从市级层面准确掌握全市的违法违规用地情况,变被动为主动,实时做到“底账清”,将违法行为发现在初始,处理在萌芽,早发现、早处理,预防查处并重,有效遏制违法行为。
4.4在年度更新调查中的应用:对全市的土地资源进行分类提取,结合“三调数据”和地理国情监测数据或土地利用相关数据,利用高分辨率遥感影像,监测全市土地利用变化等信息以及开发利用与保护等基本情况,对目标区定期开展全覆盖监测手段。自动提取土地利用变化图斑,自动生成变更图斑数据,为自然资源动态更新提供辅助依据,实现全市土地利用现状调查及持续性动态更新。
4.5在围填海管理方面的应用:结合海域使用权属数据,对遥感监测发现的海域使用变化区块进行智能化识别,提取海域使用疑点疑区信息,对沿海地区的违法填海、违法围海、违法搭建(构)建筑物等行为进行实时监测。根据遥感监测结果,提出需要重点核查的区域和项目,主动发现违法用海行为,并持续跟踪后续整治情况。
4.6在土地用途管制中的应用:结合盐城市增减挂钩和工矿复垦项目指标的管理需求,基于高分辨率遥感影像对盐城市年度城乡建设用地增减挂钩实施方案进行核查,具体检查实施方案项目中拆旧区挂钩立项合规性、拆旧地块是否完成拆旧、建新区是否存在建设痕迹。开展盐城市增减挂钩实施方案遥感影像核查,对盐城市增减挂钩项目指标管理的提升具有重要意义。有效促进城乡统筹发展、治理改善生态环境、破解保护与保障“两难”困境。
4.7在建设用地跟踪管理中的应用:监测全市出让地块供前、使用和供后各阶段土地使用情况,对其进行全生命周期管理,打造土地供应事前、事中、事后全流程管理机制。实现事前供地计划监督,增强供地计划调节作用;事中完善土地供应管理以及土地市场动态监测分析;事后加强对已供土地的开工、竣工、开发建设进度等开发利用情况的动态监管,建立闲置土地清理处置的长效监管机制。
4.8在地图联动更新中的应用:通过遥感监测平台,定期获取全域变化图斑,区县级节点及时获取辖区变化图斑,实现变化信息共享。对变化区域地图进行针对性更新,实现有变化即更新,节省更新工作量,将地图更新工作分解到各区域子节点。实现各级节点联动更新,能够进一步形成各级节点服务合力,提升数据更新效率,充分发挥出分布式资源节点的潜在能力,达到协同更新目的。
4.9在世界湿地和自然遗产保护中的应用:利用遥感影像多源多时相性优势查清湿地类型、分布、面积、湿地水环境、保护与利用、受威胁状况等现状及其变化情况,全面掌握生态质量状况及湿地损毁等变化趋势,了解湿地资源的动态消长规律,形成湿地面积、分布、湿地率、湿地保护率等数据,为湿地资源的管理、保护、修复、可持续利用提供及时准确的基础资料和决策依据。对自然保护区范围内部地物变化情况开展及时、快速、全面遥感监测工作,监测自然保护地内是否存在不合规定的人类活动痕迹,提取违法违规占用自然保护地的图斑并进行预警,为持续开展自然保护地监督检查提供科学依据。
5 结语
随着5G时代的到来,万物互联,无论是政府部门、各行各业还是社会大众,对信息的需求不断增大,特别是速度与内容方面要求尤为突出,建立“互联网+”自然资源遥感动态监测服务平台不仅可以提高监测的准确度和时效性,而且大大提升了遥感监测成果管理应用能力。下一步我们要抓住时代发展契机,强化专业技术人才培养,全面提升行业卫星遥感技术的应用服务水平,为全市自然资源监测主责主业及城市发展重要决策提供有效支撑,积极深化服务我市经济社会发展。


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