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地理信息监测技术在国土空间生态修复中的应用

2021-11-26 135 上传者：管理员

摘要：结合项目案例，介绍了国土空间生态修复中的生态破坏区域的地理信息监测技术工作思路，对技术方案的技术指标确定、图斑属性结构、技术实施路线进行了论述，并对监测成果进行了示范。实践证明，文中的经验和做法在生态修复及自然资源监测领域能起到很好的示范作用，可在其他自然资源及各部门管理中进行复制、推广应用。

关键词：
国土空间
地理信息监测
生态修复
生态文明建设
遥感影像
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国土空间生态修复是生态文明建设的内在需求。国土空间生态修复存在跨学科、跨专业的问题，单一修复措施很难完成对整个生态系统的修复[1]。地理信息监测技术应用在自然资源监测中，就是在基础调查和专项调查形成的自然资源本底数据基础上，掌握自然资源自身变化及人类活动引起的变化情况的一项工作，实现“早发现、早制止、严打击”的监管目标。根据监测的尺度范围和服务对象，分为常规监测、专题监测和应急监测。国土空间生态修复的前提是发现和判断生态破坏的区域位置，可以充分利用地理信息监测技术手段来实现。本文以杭州市裸露山体生态损坏的排查、清理和整治为例，详细论述国土空间生态修复中的地理信息监测技术应用。

1、工作思路

将高分辨率遥感影像引入到生态破坏区域，是目前常用的做法。通过卫星遥感和监测技术，提取疑似裸露图斑数据，分解后下发各区县(市)进行比对自查。同时采用移动开发技术，开发山体生态损毁监测APP核查工具，方便区县工作人员定位导航、实时巡查、现场上报裸露山体实际情况，明确裸露山体的位置、性质、造成裸露的类别、是否需要整治等，将生态修复、绿化美化任务细化分解、压实到责任主体、街道，并积极编制治理方案，开展修复工作。通过DEM等三维地形数据，模拟高速、高铁等重点区域裸露是否可视，对疑似可视的核查确认后重点加快治理；并开发山体生态修复管理系统，外业核查APP与系统信息同步，以满足治理图斑的信息查询、修改，满足乡镇实时进度汇报，月报，统计等工作需求[2,3]。

2、技术方案

2.1 技术指标

1)坐标系统。平面坐标系统采用2000国家大地坐标系，高斯-克吕格投影，3°分带，中央子午线120°;高程系统采用1985国家高程基准(复测)。2)精度要求。数据成果精度不低于源数据影像的精度；数据的属性应正确、可靠。3)数据格式。矢量数据采用ArcGISFileGeoDataBase(.GDB)文件格式。

2.2 属性结构

数据分为核查清单与任务清单，提取的疑似生态破坏图斑为核查清单，经过实地核查后确认纳入治理项目任务的为任务清单。核查清单图斑属性结构设计如表1所示，记录图斑的编号、类别、面积、位置、参考资料等信息，结合“三调”、农转用等数据进行辅助提取判断，并判断图斑是否位于生态保护红线内，是否涉及永久基本农田，外业根据核查的内容记录类型、绿化现状、审批信息、是否可视、是否纳入治理等。

任务清单是在核查清单的基础上进一步扩展的信息列表，在核查后“是否纳入治理”选为了“是”后即纳入到了任务清单，任务清单主要记录整治过程中的进度、问题、消耗等信息(见表2)。

2.3 技术路线

总体实施技术路线如图1所示。采用影像处理和自动解译的监测技术提取疑似图斑的成果，通过专题数据过滤筛选，再结合人工判断，确定图斑成果。然后通过外业核查进行确认，得到最终的监测成果。

3、监测实现

3.1 图斑提取

根据重点，监测高速两侧、高铁两侧、飞机航线、“三江两岸”、环千岛湖及亚运会场馆周边等区域，对水、陆、空交通及场馆周边等重点监测区域，根据距离等因素展开范围分区，最后进行整合，将市域范围划分为2500m2,5000m2,10000m2,20000m2四个等级。

其中高铁、高速1000m以内2500m2以上全覆盖，但是紧邻高铁高速的很小面积的裸露，要求核查人员进行全面排查，之后会用0.5m分辨率的影像对一些小的裸露，辅助整治检查的人员进行复核。

按监测等级标准以上共监测图斑2135个，面积共8711.21hm2,建德、富阳、临安个数及面积均较多；淳安因环千岛湖监测，个数多，图斑面积较小。图斑的分布见图2。

3.2 图斑核查

监测的2135个疑似图斑下发进行核查，考虑到图斑数量多，且为直接下发到乡镇进行核查，图斑定位寻找及信息采集都存在许多困难，因此开发了外业核查APP用以辅助现场核查。

疑似山体生态破坏监测APP通过二维码获取，用途为辅助外业核查，APP基于高德地图开发，只需下载图斑无需下载地图，主要功能有：

1) 账户管理

以市、区、镇多级账户管理，共设置了1个市级账户，13个区县级账户，134个乡镇账户。

2) 下载数据

登陆后自动下载本范围图斑，基于高德地图开发无需下载地图、无需安装高德地图。

3) 地图切换

可根据需求切换地图、影像地图。

4) 图斑位置标记

图斑地图位置标记、显示图斑分布，并可根据图斑编号搜索图斑位置。

5) 范围显示

点击标记显示图斑范围，并弹出选项。

6) 图斑导航

点击导航，按高德地图导航至图斑位置。

7) 信息采集

点击详情后弹出图斑信息列表，根据现场情况填写信息，并拍照，保存信息。

8) 图斑修改

现场核实可对范围涂鸦修改、新增图斑。

9) 保存上传

可现场上传，也可临时保存返回后批量上传。

3.3 跟踪监测

运用最新遥感卫星影像对治理图斑进行监测，监测周期为每两个月一次，追踪治理图斑的变化情况，主要的变化类型有复绿、建设、外扩等，并且两个月一次周期监测新增图斑，新增图斑与首次下发治理图斑分类治理计划及考核[4,5]。

为了提高效率，开发了疑似山体生态破坏监测系统。设计了核查清单、任务清单、变更审核、月报进度、地图可视化五个模块，实现了以下功能，支撑了生态破坏现象的监测和整治。

1) 账户权限管理

市、区县、镇可查看、填报、统计相应范围内图斑。

2) 清单管理

设计有核查清单作为总的图斑库，核查清单“是否纳入治理”选择为“是”后，列入治理清单库，在清单中填报进度及各类信息。

3) 月报管理

任务清单模块，进入新月份后自动继承上月数据，上月度只可下载查看不可更改，新月需每个图斑进行进度月报。

4) 进度可视

为督促乡镇进度月报，设计月报进度模块，以折线图形式呈现，并统计百分比。项目概览模块，各区域总体进度以数量及柱状图的形式直观呈现。

5) 汇总导出

对统计表格、照片进行EXCEL导出。

4、结语

利用现代监测、空间管理信息化技术手段，构建了“天-空-地-网”为一体的自然资源监测管理应用模式，在项目应用中取得了以下效果：

1) 运用卫星遥感技术进行监测

运用最新的遥感卫星影像对裸露山体进行排查提取，并以双月为周期，进行治理进度监测以及新增监测。

2) 核查APP与桌面管理系统内外结合实现网上管理

手机APP主要满足监测数据图斑进行实地调查使用，主要满足数据展示、地图定位、导航、拍照、信息采集填写、新增修改等功能；桌面端系统主要满足信息查询维护、进度管理使用，设计有查询、信息修改、进度月报、审核、统计分析、导出等功能。

3) 运用DEM三维模型进行可视分析

对高速、高铁、“三江两岸”、场馆附近运用DEM模型进行山体可视分析，提取可视图斑进行加快重点治理。

本文介绍的经验与做法，从卫星遥感影像监测到APP辅助实地核查，再到互联网管理系统全流程，实现了“天-空-地-网”为一体的自然资源管理模式，在自然资源监测领域起到了很好的示范作用，可在其他自然资源及各部门管理中进行复制、推广应用。也可应用于规划和自然资源监测、遥感督察、卫片执法、大型项目进度跟踪等自然资源业务管理和城市数字化治理等工作，有效解决国土规划、住建、园文、林水、农业、环保等部门调查监测业务工作需求，实现项目产业化，产生良好的社会效益和经济效益。

参考文献:

[1]吴家龙,苏少青.广东省国土空间生态修复评价指标体系的构建初探[J].辽宁自然资源,2020(10):41-44.

[2]张宾.基于多源数字遥感影像的"两维"监测服务体系[J].测绘与空间地理信息,2021(4):110-112.

[3]诸燕.新形势下关于自然资源监测的思考[J].环境科学,2021(1):130.

[4]胡海燕.基于卫星影像的自然资源疑似违法行为监测[J].地理空间信息,2021(2):17-21.

[5]林晓萍.基于国产卫星影像的自然资源动态监测[J].测绘通报,2020(11):28-32.

文章来源：楼秀华,刘洪江.国土空间生态修复中的地理信息监测技术应用[J].山西建筑,2021,47(23):160-162.