基于多源地理信息數(shù)據(jù)的自然資源調(diào)查系統(tǒng)

貴芳芳 孟曉赟

（湖北地信科技集團(tuán)股份有限公司，湖北武漢 430070）

1 自然資源調(diào)查系統(tǒng)需求分析

根據(jù)某市自然資源調(diào)查業(yè)務(wù)部門的實(shí)際工作需要，將自然資源調(diào)查系統(tǒng)主要分為三個(gè)層次。市級(jí)層面主要實(shí)現(xiàn)任務(wù)的下發(fā)、審核、統(tǒng)計(jì)匯總；縣級(jí)層面的主要功能包括任務(wù)的傳遞、任務(wù)信息的初審；鎮(zhèn)級(jí)（國土所）層面主要實(shí)現(xiàn)外野數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)信息的填報(bào)、任務(wù)的上傳。

業(yè)務(wù)流程分為常態(tài)化調(diào)查與年度總調(diào)查。

常態(tài)化調(diào)查是滿足日常自然資源調(diào)查的業(yè)務(wù)需要，分為季度調(diào)查以及日常業(yè)務(wù)需求調(diào)查，季度調(diào)查以季度為調(diào)查周期，與上一季度進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)，提取自然資源產(chǎn)生變化的范圍，形成系統(tǒng)能夠識(shí)別的圖斑信息進(jìn)行下發(fā)，如耕地范圍內(nèi)新建建筑物，森林自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的工程痕跡等[1]。

日常的調(diào)查任務(wù)指該系統(tǒng)具有一定兼容性，能夠開展上級(jí)下發(fā)的需要現(xiàn)場核實(shí)的圖斑或具體的調(diào)查任務(wù)。年度總調(diào)查指對(duì)比年末與年初的圖斑，進(jìn)行回顧工作，將常態(tài)化下發(fā)的圖斑進(jìn)行重新梳理分析，查看全年圖斑是否處理到位。

為該系統(tǒng)建立規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系，即圖斑的提取標(biāo)準(zhǔn)、圖斑的下發(fā)流程標(biāo)準(zhǔn)、圖斑的外業(yè)采集標(biāo)準(zhǔn)、多級(jí)多部門的聯(lián)合審核標(biāo)準(zhǔn)，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析標(biāo)準(zhǔn)，通過該市的試點(diǎn)工作形成完善可行的標(biāo)準(zhǔn)體系。

開發(fā)基于WebGIS的自然資源調(diào)查桌面端以及基于移動(dòng)GIS的外業(yè)信息采集移動(dòng)端，系統(tǒng)能夠集合多源地理信息數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、無人機(jī)近景攝影測(cè)量數(shù)據(jù)、GNSS采集的定位點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及外業(yè)移動(dòng)設(shè)備采集的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)查任務(wù)的精準(zhǔn)下發(fā)與信息的存儲(chǔ)。

2 多源數(shù)據(jù)的獲取及應(yīng)用

自然資源內(nèi)外業(yè)調(diào)查主要基于地理信息數(shù)據(jù)開展，大范圍的非重點(diǎn)區(qū)域多采用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，采集周期為每季度一次。易發(fā)生自然資源破壞的地區(qū)采用無人機(jī)采集數(shù)據(jù)，可以適當(dāng)增加對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的采集頻率，每月一次或根據(jù)業(yè)務(wù)需要加大頻率。針對(duì)定位精度要求較高的區(qū)域或項(xiàng)目，采用外業(yè)GPS進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)據(jù)的采集。

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)采用購買服務(wù)的方式獲取，國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)現(xiàn)階段已經(jīng)滿足調(diào)查業(yè)務(wù)的開展，在全市范圍內(nèi)拼接季度末時(shí)效性較高的數(shù)據(jù)。在保持時(shí)效性的基礎(chǔ)上，滿足分辨率的要求，多采用高分一號(hào)、北京一號(hào)等亞米級(jí)衛(wèi)星影像[2]。

影像不能全覆蓋時(shí)，采用2 m級(jí)影像進(jìn)行補(bǔ)充，衛(wèi)星遙感影像覆蓋范圍廣[3-4]，分辨率能夠滿足調(diào)查需要，能夠分辨100 m2范圍內(nèi)的建筑物。

與其他地理信息數(shù)據(jù)相比，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)成本較低，其豐富的地表信息可以滿足多種自然資源的開展，對(duì)于該試點(diǎn)區(qū)域，主要包括土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、亂占耕地建房調(diào)查、森林資源變更調(diào)查、礦區(qū)開采邊界調(diào)查等。

無人機(jī)近景攝影測(cè)量分率能夠達(dá)到0.2 m，能夠清晰地分辨地物。無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性高、覆蓋范圍相對(duì)較大、不需要外業(yè)調(diào)查人員直接到達(dá)的特點(diǎn)，對(duì)于自然資源變化較為頻繁的地區(qū)，無人機(jī)監(jiān)測(cè)具有天然的優(yōu)勢(shì)。

地表圖斑提取如圖1所示。

圖1 地表圖斑提取

無人機(jī)遙感影像如圖2所示。

圖2 無人機(jī)遙感影像

對(duì)于點(diǎn)位精度要求較高的區(qū)域或項(xiàng)目，采用GPS直接獲取精確的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，如違建別墅的定位、農(nóng)村亂占耕地建房的房屋定位，調(diào)查范圍較小且對(duì)點(diǎn)位精度要求較高時(shí)，可以直接獲取點(diǎn)位數(shù)據(jù)。

點(diǎn)位坐標(biāo)獲取如圖3所示。

圖3 點(diǎn)位坐標(biāo)獲取

3 自然資源現(xiàn)狀調(diào)查系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

3.1 基于WebGIS的桌面端建設(shè)

桌面端主界面如圖4所示。

圖4 桌面端主界面

WebGIS指網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，是傳統(tǒng)GIS在網(wǎng)絡(luò)上的延伸，包含傳統(tǒng)GIS的數(shù)據(jù)展示、定位、查詢的特點(diǎn)，能夠在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布服務(wù)，實(shí)現(xiàn)地理信息的交流與共享。自然資源調(diào)查系統(tǒng)主要以任務(wù)的形式進(jìn)行圖斑的下發(fā)，將多源影像數(shù)據(jù)制作正射影像圖，采用發(fā)布服務(wù)的形式進(jìn)行共享，對(duì)無人機(jī)獲取的重點(diǎn)區(qū)域的影像，可以進(jìn)行拼接，影像服務(wù)發(fā)布后，將提取的圖斑進(jìn)行下發(fā)，并在影像上進(jìn)行展示。

3.2 基于移動(dòng)GIS的移動(dòng)端建設(shè)

外業(yè)采集的客戶端基于移動(dòng)GIS開發(fā)，外業(yè)調(diào)查人員攜帶能夠連接網(wǎng)絡(luò)的平板設(shè)備或手機(jī)等設(shè)備，通過圖斑定位點(diǎn)，導(dǎo)航具體的調(diào)查地點(diǎn)，進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的采集。根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行描述現(xiàn)場的照片采集、定位數(shù)據(jù)采集以及文字描述。

外業(yè)照片查看如圖5所示。

圖5 外業(yè)照片查看

4 結(jié)語

自然資源一體化調(diào)查監(jiān)測(cè)是各項(xiàng)資源調(diào)查發(fā)展的趨勢(shì)，正逐步走向集中化、統(tǒng)一化、科學(xué)化。本文對(duì)自然資源調(diào)查進(jìn)行研究，開發(fā)一套調(diào)查系統(tǒng)，該系統(tǒng)正在試驗(yàn)階段，在土地資源保護(hù)、森林資源、礦產(chǎn)資源調(diào)查工作中應(yīng)用較多，可以實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)部門的調(diào)查任務(wù)銜接，對(duì)自然資源一體化調(diào)查及后續(xù)管理工作提供參考。