□王文斌
“ 慧眼”觀三晉助力跨越夢
———山西省測繪地理信息局創新服務工作略記
□王文斌
近年來,山西省測繪地理信息局在創新服務方面,不斷豐富服務內容,提升服務質量,贏得職能的拓展、地位的提升和事業的發展進步。
隨著近年來山西省城市化的快速推進,城市人口數量的增加,城市化水平的提高,城市發生了“內部結構重組”和“外圍地域擴展”的巨大變化,土地利用方式也發生了巨大變化。按照山西省委、省人民政府的戰略部署,“十二五”期間山西省用地總量將達到150萬畝以上,在此期間國家可下達山西省新增建設用地計劃指標70萬畝左右,預計可爭取國家重點工程使用國家預留的計劃指標15萬畝左右,全省的用地缺口達到65萬畝左右。
一方面是建設用地需求激增,一方面是指標十分短缺。為了有效緩減建設用地供需矛盾,促進山西轉型跨越發展,山西省測繪地理信息局黨組創新思路、主動服務,結合山西實際提出要利用遙感技術手段對重點城市建設用地利用情況進行動態監測,以現代測繪地理信息技術助推優化國土開發格局,提高建設用地使用效益。
按照局黨組的安排部署,2012年山西省遙感中心著手承建“山西省重點城市建設用地遙感監測系統”。經過近一年半時間的艱苦攻關,運用遙感室內解譯與外業調查相結合的技術方法,在全面調查全省11個地級市重點城市2500平方公里范圍內的建設用地現狀的基礎上,建立了基礎地理信息數據庫、數字正射影像數據庫和城市建設用地專題數據庫,并采用面向對象的組件化開發技術,建設完成了“山西省重點城市建設用地遙感監測系統”2013年12月18日通過驗收。驗收會上,與會專家認為,該項目綜合應用遙感、地理信息、數字航空攝影等技術,對全省11個重點城市建設用地情況進行了影像獲取、內業解譯、外業調查、數據建庫和監測分析,開發的遙感監測系統平臺結構合理、功能實用;該項目成果實現了遙感動態監測、建設用地查詢統計、建設用地對比分析、建設用地專題分析、無人機監測輔助、三維顯示,以及手持智能外業核查等功能,為城市建設用地監管提供了信息化技術支持。

該系統分為運行于傳統PC上的管理系統和運行于平板電腦的外業核查系統。其中,PC端管理系統具有遙感動態監測、建設用地查詢統計、建設用地對比分析、建設用地專題分析、無人機監測、三維顯示等6大功能,可用于國土部門用戶的日常監測、管理、分析和統計工作。平板電腦運行的外業核查系統基于ARCGIS engine獨立開發,與傳統的GIS軟件界面相似,并針對實地核查工作進行了觸摸屏適配,放大了按鈕,便于外業操作;系統內置了GPS實地定位模塊,系統界面上的定位標志可隨著位置變化在影像圖上游走,并在頃刻間完成編輯及標注,也可進行現場拍照自動與相應圖斑實現關聯;通過該核查系統采集的外業數據可直接轉入內業使用,省略了傳統外業核查從打印圖紙到手工勾繪再轉入內業編輯的大量復雜工序,進一步提高了作業效率,可滿足于用戶對監測變化圖斑進行實地核查的應用需求。
2013年底召開的山西省土地礦產衛片執法檢查警示約談會議上,山西省人民政府領導對土地礦產違法較重的6市21縣政府進行了警示約談,要求各地要認清土地違法行為的多方面危害,合理開發利用土地資源。已經建成的“山西省重點城市建設用地遙感監測系統”,可通過對不同年度的基礎資料進行分析、DOM矢量化、外業調查及建庫工作,有效分析各種數據的關系,獲取城市發展中的中心城區各類用地變化情況,為城市發展研究提供新的思路與技術、為城市規劃發展提供基礎性資料和支撐。還可以通過對城市建設用地規模以及重點地區用地狀況進行周期性動態監測,及時掌握節約集約用地情況,輔助國土部門完成土地執法檢查、年度土地變更調查、土地利用圖件更新等工作,并監督檢查土地嚴格管理措施的落實情況。該系統的建成并投入使用,將有利于打擊土地違法占用行為,建立土地利用動態監測機制,為全省的日常土地管理和制定土地利用總體規劃提供科學依據,確保土地利用的可持續發展,對保持耕地總量動態平衡、提高土地集約利用程度、解決土地資源浪費、破解建設用地供需矛盾等問題都具有重要意義。
山西省作為全國重要的能源重化工基地,煤炭產量約占全國四分之一左右。煤炭資源的開采在為中國經濟社會發展提供大量能源支持的同時,也給礦山及其周邊的生態環境造成嚴重破壞。據國土資源部門監測,目前山西省煤礦開采的煤層,除沁水煤田的長治(潞安)、晉城礦區外,均有自燃傾向性,其中尤以大同、朔州、忻州、太原礦區和陽泉礦區開采的15號煤層礦井自然發火較為嚴重。
煤層自燃不但使大量煤炭資源被燒毀或無法開采,而且在礦井中常造成人員傷亡和設備器材損壞,有時還引起礦井爆炸事故,對地區環境造成嚴重危害,同時也誘發各種地質災害,對人民的生命財產和生存環境造成極大危害,已經成為影響國計民生和制約經濟發展的帶有全局性的問題。
地下煤層自燃難以控制,主要是因為無法確定其燃燒范圍。然而通過現代先進的遙感技術可以根據自燃溫度的高低、煤層自燃產生的三氧化二鐵的顏色,基本確定其自燃范圍,從而為下一步治理奠定基礎。
為此,山西省人民政府下決心對全省6大煤田、5個煤產地煤層自燃區范圍進行勘察,對其造成的經濟損失以及對周圍生態環境造成的影響進行評估,并針對不同的煤層自燃區類型進行防治與治理對策研究。此項任務離不開測繪地理信息遙感技術的支撐。對此,山西省測繪地理信息局黨組主動請纓,由山西省遙感中心承擔了此項任務。
在工作中,山西省遙感中心調集精兵強將,選用最好的技術與裝備,制定了科學合理的技術路線與總體設計方案。經過一年多的刻苦攻關,首次運用航空航天遙感、地理信息系統等先進技術,對山西省煤層自燃區范圍、災害現狀進行調查,基本查清了全省煤層自燃區面積、火點數量及其特征。技術人員依托衛星遙感技術,從煤層自燃所形成的熱異常入手,結合煤田地質資料,建立了全省煤層自燃數據庫,包括遙感影像數據庫、基礎地理信息數據庫、煤田地質數據庫、煤層自燃遙感調查數據庫等。對于重點煤層自燃區,使用國內最先進的航空熱紅外儀進行了大比例尺航拍,并對不同時相的遙感數據進行比對分析,對其造成的經濟損失、對周圍生態環境的影響程度進行評估,針對煤層自燃區類型開展了治理方法和防治對策等方面的研究,同時建立了動態監測運行系統。
該系統最具特色的功能是煤層自燃區三維漫游。系統制作了逼真的山西省三維地貌圖,通過技術人員操控,便可將分布在11個市的167個明火區盡收眼底。將地質圖件套合在三維模型上后,可以從上下左右各個方向對每個火點附近的地質狀況及火點蔓延趨勢等進行判讀。
系統還具備煤炭資源分布查詢、煤炭資源勘查現狀查詢、煤炭保有量統計、煤層自燃區快速查詢定位、制圖打印輸出等多種功能,為防災減災、政府決策與煤田生態治理提供了科學手段。
2013年10月27日,“山西省煤層自燃遙感調查”項目通過驗收。這是山西省首次運用航空航天遙感、數據庫及系統開發等技術,對全省6大煤田、44個區塊煤層自燃火區的災害現狀進行調查,為今后治理煤層自燃這一“頑疾”提供了重要基礎資料,必將進一步提高全省煤炭資源的保護能力和開發,利用程度。
受地理位置、地形地貌等自然條件的制約,暴雨是山西省夏季常見的天氣現象,也是最易造成洪災的降水過程。特別是一些強度高、總量多的特大暴雨,帶來山洪暴發,土壤流失,甚至水庫垮壩,河堤決口,沖毀公路農田,淹沒城鎮村莊,中斷交通、通信設施等一系列災害。
在突發事件面前,測繪地理信息人必須第一時間趕到現場實地勘測,為政府救災提供實時的測繪地理信息數據。為了提高測繪應急保障能力,近些年來山西省測繪地理信息局先后投資引進了 ADS40、ADS80數字航攝系統、ALS60機載激光雷達掃描系統、像素工廠、IPS-2車載三維激光掃描測量系統、SWDC數字航測儀、無人機、無人飛艇、地面激光掃描系統等先進裝備,建設了亞洲第一家拓普康移動測量系統示范基地。引進了由中測新圖研發的“國家地理信息應急監測車”,無人飛艇等先進設備,建成了山西省突發事件地理信息應急服務系統,全國首家“ADS航空攝影示范基地”,形成了從天上到地下,從數據快速獲取到加工處理,從軟件開發到地理信息綜合應用的測繪服務保障體系。
為了進一步提升測繪應急保證能力,在強化技術裝備建設的基礎上,2013年11月15日山西省測繪地理信息局在太原市東山太鋼石灰巖礦區舉行了首次測繪應急保障演練。參加此次應急演練的設備有具備應急地理信息快速獲取、現場處理和遠程數據傳輸功能為一體的“地理信息應急監測車”;有無人機飛行平臺、數據獲取平臺、地面站控制系統以及相關數據處理軟件系統組成的ZC-7測繪型無人機航攝系統;有無人機飛行平臺、視頻獲取傳感器、地面監控系統以及圖像傳輸系統組成的ZC-3監測型無人機航攝系統。有RIEGL VZ-4000地面三維激光掃描系統,具備高達4000m的長距離測量能力以及每秒30萬點的測量速度,甚至可以在沙塵、霧天、雨天、雪天等能見度較低的情況下使用并進行多重目標回波的識別。有具有實時對地觀測能力和航測數據快速處理能力的JD3無人飛艇航攝系統,能通過飛行控制系統或地面遙控系統控制飛艇按預定的或需要的航線飛行,能夠為國土資源的測繪、勘察、應急監測和管理服務。
山西省測繪地理信息局局長張寶玉要求,全系統要以這次演練活動為契機,認真總結經驗,找出問題與不足,扎實做好工作,進一步完善測繪應急保障預案和工作流程,增強真實性和可操作性,進一步加強應急測繪能力建設,提升應急保障水平,爭取建設一支精干專業的測繪應急保障服務隊伍,不斷提高我們測繪隊伍在不同環境下的應急保障能力,真正做到“招之即來,來之能戰,戰之能勝”,更好地為全省防災減災、搶險救援提供及時高效的測繪應急保障服務。