國土空間生態修復中的地理信息監測技術應用

樓秀華，劉洪江

(杭州市錢江新城投資集團有限公司，浙江 杭州 310016)

國土空間生態修復是生態文明建設的內在需求。國土空間生態修復存在跨學科、跨專業的問題，單一修復措施很難完成對整個生態系統的修復[1]。地理信息監測技術應用在自然資源監測中，就是在基礎調查和專項調查形成的自然資源本底數據基礎上，掌握自然資源自身變化及人類活動引起的變化情況的一項工作，實現“早發現、早制止、嚴打擊”的監管目標。根據監測的尺度范圍和服務對象，分為常規監測、專題監測和應急監測。國土空間生態修復的前提是發現和判斷生態破壞的區域位置，可以充分利用地理信息監測技術手段來實現。本文以杭州市裸露山體生態損壞的排查、清理和整治為例，詳細論述國土空間生態修復中的地理信息監測技術應用。

1 工作思路

將高分辨率遙感影像引入到生態破壞區域，是目前常用的做法。通過衛星遙感和監測技術，提取疑似裸露圖斑數據，分解后下發各區縣(市)進行比對自查。同時采用移動開發技術，開發山體生態損毀監測APP核查工具，方便區縣工作人員定位導航、實時巡查、現場上報裸露山體實際情況，明確裸露山體的位置、性質、造成裸露的類別、是否需要整治等，將生態修復、綠化美化任務細化分解、壓實到責任主體、街道，并積極編制治理方案，開展修復工作。通過DEM等三維地形數據，模擬高速、高鐵等重點區域裸露是否可視，對疑似可視的核查確認后重點加快治理；并開發山體生態修復管理系統，外業核查APP與系統信息同步，以滿足治理圖斑的信息查詢、修改，滿足鄉鎮實時進度匯報，月報，統計等工作需求[2-3]。

2 技術方案

2.1 技術指標

1)坐標系統。平面坐標系統采用2000國家大地坐標系，高斯-克呂格投影，3°分帶，中央子午線120°；高程系統采用1985國家高程基準(復測)。2)精度要求。數據成果精度不低于源數據影像的精度；數據的屬性應正確、可靠。3)數據格式。矢量數據采用ArcGIS File GeoDataBase(.GDB)文件格式。

2.2 屬性結構

數據分為核查清單與任務清單，提取的疑似生態破壞圖斑為核查清單，經過實地核查后確認納入治理項目任務的為任務清單。核查清單圖斑屬性結構設計如表1所示，記錄圖斑的編號、類別、面積、位置、參考資料等信息，結合“三調”、農轉用等數據進行輔助提取判斷，并判斷圖斑是否位于生態保護紅線內，是否涉及永久基本農田，外業根據核查的內容記錄類型、綠化現狀、審批信息、是否可視、是否納入治理等。

表1 核查清單圖斑屬性結構表

任務清單是在核查清單的基礎上進一步擴展的信息列表，在核查后“是否納入治理”選為了“是”后即納入到了任務清單，任務清單主要記錄整治過程中的進度、問題、消耗等信息(見表2)。

表2 任務清單圖斑屬性結構擴展表

2.3 技術路線

總體實施技術路線如圖1所示。采用影像處理和自動解譯的監測技術提取疑似圖斑的成果，通過專題數據過濾篩選，再結合人工判斷，確定圖斑成果。然后通過外業核查進行確認，得到最終的監測成果。

3 監測實現

3.1 圖斑提取

根據重點，監測高速兩側、高鐵兩側、飛機航線、“三江兩岸”、環千島湖及亞運會場館周邊等區域，對水、陸、空交通及場館周邊等重點監測區域，根據距離等因素展開范圍分區，最后進行整合，將市域范圍劃分為2 500 m2,5 000 m2,10 000 m2,20 000 m2四個等級。

其中高鐵、高速1 000 m以內2 500 m2以上全覆蓋，但是緊鄰高鐵高速的很小面積的裸露，要求核查人員進行全面排查，之后會用0.5 m分辨率的影像對一些小的裸露，輔助整治檢查的人員進行復核。

按監測等級標準以上共監測圖斑2 135個，面積共8 711.21 hm2，建德、富陽、臨安個數及面積均較多；淳安因環千島湖監測，個數多，圖斑面積較小。圖斑的分布見圖2。

3.2 圖斑核查

監測的2 135個疑似圖斑下發進行核查，考慮到圖斑數量多，且為直接下發到鄉鎮進行核查，圖斑定位尋找及信息采集都存在許多困難，因此開發了外業核查APP用以輔助現場核查。

疑似山體生態破壞監測APP通過二維碼獲取，用途為輔助外業核查，APP基于高德地圖開發，只需下載圖斑無需下載地圖，主要功能有：

1)賬戶管理。以市、區、鎮多級賬戶管理，共設置了1個市級賬戶，13個區縣級賬戶，134個鄉鎮賬戶。

2)下載數據。登陸后自動下載本范圍圖斑，基于高德地圖開發無需下載地圖、無需安裝高德地圖。

3)地圖切換。可根據需求切換地圖、影像地圖。

4)圖斑位置標記。圖斑地圖位置標記、顯示圖斑分布，并可根據圖斑編號搜索圖斑位置。

5)范圍顯示。點擊標記顯示圖斑范圍，并彈出選項。

在市場經濟的作用下，電力企業管理理念不斷升級，電力企業為保證自身的經濟效益，對內部管理工作不斷重視，同時也加強了電力營銷管理工作。但目前的用電工作由于多種因素的影響，影響了用電檢查效果。因此加強對遠程用電檢查技術的應用對于改善我國電力企業的經濟效益具有重要意義。

6)圖斑導航。點擊導航，按高德地圖導航至圖斑位置。

7)信息采集。點擊詳情后彈出圖斑信息列表，根據現場情況填寫信息，并拍照，保存信息。

8)圖斑修改。現場核實可對范圍涂鴉修改、新增圖斑。

9)保存上傳。可現場上傳，也可臨時保存返回后批量上傳。

3.3 跟蹤監測

運用最新遙感衛星影像對治理圖斑進行監測，監測周期為每兩個月一次，追蹤治理圖斑的變化情況，主要的變化類型有復綠、建設、外擴等，并且兩個月一次周期監測新增圖斑，新增圖斑與首次下發治理圖斑分類治理計劃及考核[4-5]。

為了提高效率，開發了疑似山體生態破壞監測系統。設計了核查清單、任務清單、變更審核、月報進度、地圖可視化五個模塊，實現了以下功能，支撐了生態破壞現象的監測和整治。

1)賬戶權限管理。市、區縣、鎮可查看、填報、統計相應范圍內圖斑。

2)清單管理。設計有核查清單作為總的圖斑庫，核查清單“是否納入治理”選擇為“是”后，列入治理清單庫，在清單中填報進度及各類信息。

3)月報管理。任務清單模塊，進入新月份后自動繼承上月數據，上月度只可下載查看不可更改，新月需每個圖斑進行進度月報。

4)進度可視。為督促鄉鎮進度月報，設計月報進度模塊，以折線圖形式呈現，并統計百分比。項目概覽模塊，各區域總體進度以數量及柱狀圖的形式直觀呈現。

5)匯總導出。對統計表格、照片進行EXCEL導出。

4 結語

利用現代監測、空間管理信息化技術手段，構建了“天-空-地-網”為一體的自然資源監測管理應用模式，在項目應用中取得了以下效果：

1)運用衛星遙感技術進行監測。運用最新的遙感衛星影像對裸露山體進行排查提取，并以雙月為周期，進行治理進度監測以及新增監測。

2)核查APP與桌面管理系統內外結合實現網上管理。手機APP主要滿足監測數據圖斑進行實地調查使用，主要滿足數據展示、地圖定位、導航、拍照、信息采集填寫、新增修改等功能；桌面端系統主要滿足信息查詢維護、進度管理使用，設計有查詢、信息修改、進度月報、審核、統計分析、導出等功能。

3)運用DEM三維模型進行可視分析。對高速、高鐵、“三江兩岸”、場館附近運用DEM模型進行山體可視分析，提取可視圖斑進行加快重點治理。

本文介紹的經驗與做法，從衛星遙感影像監測到APP輔助實地核查，再到互聯網管理系統全流程，實現了“天-空-地-網”為一體的自然資源管理模式，在自然資源監測領域起到了很好的示范作用，可在其他自然資源及各部門管理中進行復制、推廣應用。也可應用于規劃和自然資源監測、遙感督察、衛片執法、大型項目進度跟蹤等自然資源業務管理和城市數字化治理等工作，有效解決國土規劃、住建、園文、林水、農業、環保等部門調查監測業務工作需求，實現項目產業化，產生良好的社會效益和經濟效益。