遙感影像在自然資源督察領域的應用研究

2025-11-15 00:00:00吳啟航游攀黃志劍

中國資源綜合利用 2025年5期

關鍵詞：遙感影像；自然資源；督察

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）05-0115-05

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.033

Abstract： Inrecent years，withtherapiddevelopmentofthesocial economy，various behaviors of encroachingonnatural resources have been increasing，and natural resource inspection work is facing new challenges.The use of remote sensing technology as the main surveying and mapping geographic information method hasgradually been applied to inspection work，becoming an important support forimproving egulatory eficiency.Basedon specific inspection cases，This paper analyzes theapplication methods of remote sensing technologyin naturalresource inspection work，and provide reference for improving the efficiency of natural resource inspection work.

Keywords： remote sensing image; natural resources; supervision

1相關概念

1.1遙感影像

隨著我國城鎮化水平的不斷提高，城市建設規模不斷擴大，違法違規侵占各類自然資源的現象突出，對可持續發展構成了嚴重威脅。為提高自然資源管理水平，完善自然資源執法監察體系，國家自然資源督察制度應運而生[1]，但我國幅員遼闊，各類自然資源分布廣泛，如何實現對各類侵占自然資源行為的早發現、全覆蓋成為擺在人們面前的一道難題2。遙感影像憑借其精確性、宏觀性和時效性等特點，開始逐步應用在自然資源督察工作中[3-4]。

遙感影像通常是指由人造衛星、飛機、無人機或其他遙感平臺通過非接觸式技術獲取的圖像數據[5-6]。目前，光學遙感影像應用最廣泛。光學遙感影像不僅能捕捉地球表面的陸地、建筑、水體、作物、植被等[]，還能詳細提供其在不同光譜波段的反射或輻射信息，為精準識別不同地表覆蓋類型的邊界范圍和屬性特點提供了技術支持和數據來源。

1.2自然資源督察

不同于俄羅斯和荷蘭的土地督察和自然資源利用監督，我國為切實加強對各地自然資源管理方面履職履責情況的監督檢查力度，建立了國家自然資源督察制度，主要針對各級政府在耕地保護、土地執法、礦產開發、管理審批和其他法定職責的履行情況開展監督[8-9]。同時，因為國土面積大、違法行為隱蔽，自然資源督察工作在時效性和全面性等方面面臨嚴峻挑戰。

2遙感影像在自然資源督察中的應用

目前，我國航空航天和無人機技術水平位居世界前列，各型傳感器科研制造能力也在飛速提升。以資源三號為代表的資源系列衛星和以高分七號為代表的高分系列衛星構成了我國主要的光學遙感衛星體系[10]，大疆、縱橫、飛馬等無人機品牌更是為低空遙感提供了眾多解決方案，通過光學遙感技術獲取的目視化信息數據已廣泛應用在自然資源督察中。

2.1多時相衛星影像

耕地是糧食生產的基礎，國家對違法違規侵占耕地行為的管控不斷收緊，適用的法律法規也在不斷完善，所以精準掌握違法違規侵占耕地行為發生的時間點顯得尤為重要。

2019年7月，全國“大棚房”專項清查整治剛剛結束，又發現某項目侵占耕地，但該項目到底屬于客觀層面的“清查未發現”還是主觀層面的“清查后頂風作案”無法確定，項目實際開工時間直接決定著該宗用地的違法性質。

多時相衛星影像是指一組面對同一空間區域具有時間序列特征的遙感衛星數據的集合，具有按一定時間間隔對指定區域開展動態分析的能力，該時間間隔一般被稱為時間分辨率，由衛星的重訪周期決定。太陽同步軌道衛星的軌道高度集中在 500～650km ，重訪周期一般為數天到幾十天。例如，高分一號衛星的平均軌道高度為 644.5km ，重訪周期為 4d ，部分國產太陽同步軌道衛星的重訪周期如表1所示[11-12]。

近年來，為進一步增加對地觀測頻率，將數顆衛星組網進行編隊飛行，可以有效縮短重訪周期，提高時間分辨率。例如，資源三號01星的重訪周期為5d，但資源三號01星、02星、03星實現組網后，重訪周期縮短到1d；高分一號衛星的重訪周期為4d，但在與高分一號02星、03星、04星實現組網后，重訪周期縮短到1d；吉林一號115顆組網衛星的重訪周期已突破 40min 。常見國產太陽同步軌道衛星星座名稱及組網衛星顆數如表2所示。

表1部分國產太陽同步軌道衛星的重訪周期單位：d

對項目區域自2018年12月以來的衛星影像進行逐時相核查，最終根據其耕地紋理特征變化精確鎖定了該項目開工侵占耕地時間為2019年4月。2018年12月的衛星影像如圖1所示，2019年4月的衛星影像如圖2所示。

2.2不同光譜融合的衛星影像

第三次全國國土調查（簡稱“三調”）是為了全面及時準確掌握國土利用狀況和資源家底[13]，對促進經濟社會全面協調可持續發展具有重要意義。“三調”數據的真實性和準確性直接影響著地方政府管理水平和國家宏觀決策[14]

2021年，在對“三調”工作進行督察時，某縣將一批位于海拔 4000m 的山坡上的圖斑判定為耕地，作為臨近高山滾石帶的此類區域一般無穩定水源覆蓋，存在大規模常年穩定耕種行為的概率較低。

圖12018年12月的衛星影像

圖22019年4月的衛星影像

按照衛星傳感器工作波長范圍的不同，通常可分為可見光、紅外和微波，不同的地表覆蓋類別對不同波長的電磁波會呈現不同的光譜特性。多光譜乃至高光譜衛星大量投用，可在識別地表覆蓋物類型領域發揮獨特的作用。

如圖3所示，在真彩色波段組合模式下，此類圖斑紋理清晰、色彩均衡，具有坡地梯田特征，一般判繪為耕地。不過，因為植被和農作物富含水分和葉綠素，植物細胞對近紅外波段的反射率明顯高于其他地表覆蓋物體，調取該位置種植季節近紅外波段組合的假彩色影像（圖4），發現目視解譯特征顯示出顯著的破碎化和低反射率，不具備植被或者農作物呈現的一致性高反射特征，最終經過外業實地復核，確認該批圖斑為裸巖石礫地。

圖3真彩色

圖4假彩色

2.3不同空間分辨率衛星影像

謀劃實施土地開發整理項目是維護國家糧食安全和確保18億畝耕地紅線不突破的重要手段，項目竣工后的耕地管護利用工作決定著其糧食產能是否落地見效。2020年，一個“新增耕地率”高達 91% 的未利用土地開發項目驗收通過，該項目位于高原河谷地帶，屬高原山地氣候，項目區平均海拔為 3245m ，此類自然地理條件即使能完成如此宏大的土地開發工程，后續的水土植保成本也很高。

光學衛星遙感影像的空間分辨率是指影像中的單個像元所能識別和表達的地面兩個目標間的最小距離，是衛星識別地物能力最重要的量化指標。目前，主流影像產品主要涵蓋米級、亞米級和厘米級等，空間分辨率越高，能夠識別和表達的地表細節特征越豐富。部分國產衛星的空間分辨率如表3所示。

表3部分國產衛星的空間分辨率單位：m

從 0.8m 分辨率的高分二號衛星影像上看（見圖5），該項目未見明顯耕作或非農建設痕跡，無法判斷具體用地類型。后采用 0.5m 分辨率的高景一號衛星影像開展進一步對比（見圖6），能夠看到一個跑馬場，鎖定了該項目占用占補平衡項目新增耕地地塊進行非農業行為。

圖5 0.8m 分辨率的高分二號衛星影像

圖6 0.5m 分辨率的高景一號衛星影像

2.4無人機快拼影像

隨著國產無人機技術的便捷化和智能化，一些性能穩定、方便實用的旋翼無人機設備開始運用在中小面積應用場景中[15-16。例如，違章建筑拆除前后利用無人機快拼影像（見圖7、圖8）進行圖斑勾繪、面積計算、對比分析及檔案制作等。

圖7拆除前

圖8拆除后

3結論

信息化工作模式的發展伴隨著各類相關科學技術的配套升級，已逐步體現了其在精準性、及時性、全面性等方面的優勢。遙感技術使得督察手段更加多元和高效，有效遏制了針對各類自然資源的違法違規行為。面對新定位、新職責、新挑戰，自然資源管理部門和測繪地理信息從業者仍需要將新思路、新方法與自然資源管理需求進行深入融合。

參考文獻

1姜聞遠，陳海嵩.中國自然資源督察體系完善的規范路徑[J].自然資源學報，2022（12）：3073-3087.

2 田昊.面向遙感影像的建筑物區域理解方法研究[D].長沙：國防科學技術大學，2012.

3 何春林，薛娟，魏敏.測繪技術在土地例行督察中的應用[J].地礦測繪，2011（4）：32-33.

4黎剛.測繪支撐自然資源督察工作的若干思考與探索[J].地理空間信息，2020（10）：129-130.

5 胡歡，蘇勤龍，譚春林，等.遙感影像解譯在土地監管項目中的應用[J.地理空間信息，2023（7）：71-73.

6 周志誠，李靜，史曉明，等．基于遙感影像的土地利用動態巡查監管應用方法探討[J].地理空間信息，2023（3）：41-43.

7李丹，吳保生，陳博偉，等.基于衛星遙感的水體信息提取研究進展與展望[J].清華大學學報（自然科學版），2020（2）：147-161.

8陳靜，劉麗，苑曉光.國外土地督察的趨勢及對我國的啟示[J].國土資源情報，2015（4）：19-25.

9 王世虎，袁國華，胡德斌，等.推進國家礦產資源督察工作的若干思考[J].中國國土資源經濟，2023（2）：39-46.

10余劍平，余際從.推進我國土地督察制度建設進程的若干思考[J].資源與產業，2008（1）：69-73.

11霍青蘭.國產高分辨率光學遙感衛星影像地圖制圖技術研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2020.