自然資源資產(chǎn)遙感調(diào)查

● 文|中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心 鄭琎琎 傅俏燕 李俊杰 呂爭(zhēng)

自然資源種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分布范圍廣且不均衡，需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，是目前自然資源資產(chǎn)調(diào)查工作所面臨的主要問(wèn)題之一。衛(wèi)星遙感影像能夠大范圍、多尺度、動(dòng)態(tài)、高效地獲取地面信息，如實(shí)反映自然資源在人類活動(dòng)影響下隨時(shí)間的變遷信息，且成本較低，是解決目前自然資源資產(chǎn)位置難以查找、區(qū)域難以界定、面積難以丈量等諸多調(diào)查工作難題的有效手段。

中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心采用了近10年以來(lái)的中、高分辨率陸地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對(duì)濕地、自然保護(hù)區(qū)、耕地、林地、近岸海域等自然資源進(jìn)行了遙感影像動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，有效探索出空間信息服務(wù)于國(guó)家自然資源資產(chǎn)調(diào)查工作的新模式。

建設(shè)占用濕地遙感影像監(jiān)測(cè)

通過(guò)遙感影像核查濕地被建設(shè)占用或其他破壞等的情況。圖1中藍(lán)色線框?yàn)闈竦貐^(qū)域，紅色線框?yàn)橥ㄟ^(guò)2016年高分二號(hào)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的濕地中存在的建設(shè)用地2m分辨率影像圖。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，該區(qū)域濕地上有已建成的房屋、工廠、港口碼頭以及正在進(jìn)行土石方和拆遷平整的工地。

圖1 建設(shè)占用濕地衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測(cè)

自然保護(hù)區(qū)遙感影像監(jiān)測(cè)

自然保護(hù)區(qū)分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)，采用2013年和2016年的資源三號(hào)和高分一號(hào)衛(wèi)星2m分辨率影像對(duì)核心區(qū)和緩沖區(qū)內(nèi)存在的人工建設(shè)情況進(jìn)行遙感影像監(jiān)測(cè)。

圖2為在核心區(qū)發(fā)現(xiàn)的大規(guī)模分布的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。圖2（a）為在2013年遙感影像上發(fā)現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)分布情況，圖2（b）為2016年遙感影像上同一區(qū)域風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分布情況，通過(guò)兩期影像的對(duì)比可以看出該區(qū)域2013—2016年沒(méi)有新增或拆除的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

圖2 自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)建設(shè)情況

圖3為在核心區(qū)發(fā)現(xiàn)的疑似房屋或大棚建設(shè)情況。其中黃色實(shí)線為核心區(qū)界線，紫紅色實(shí)線勾畫(huà)的是建設(shè)區(qū)域，通過(guò)2013年和2016年兩期衛(wèi)星影像的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域在2013—2016年有新增的建設(shè)。

圖3 核心區(qū)內(nèi)房屋或大棚建設(shè)情況監(jiān)測(cè)

圖4為在核心區(qū)發(fā)現(xiàn)的居民地塊。其中黃色實(shí)線內(nèi)為自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)范圍，紅色實(shí)線勾畫(huà)的是建設(shè)區(qū)域，通過(guò)疊加核心區(qū)域范圍矢量到2013年和2016年遙感影像上，可以發(fā)現(xiàn)圖中自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)2013年至2016年存在較多居民地，但基本沒(méi)有新增居民地建設(shè)。

圖4 自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)內(nèi)居民地變化監(jiān)測(cè)

水庫(kù)遙感影像監(jiān)測(cè)

采用環(huán)境一號(hào)、高分一號(hào)衛(wèi)星對(duì)水庫(kù)水面面積變化和占用情況，包括圍湖造田、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、違法采礦等人為原因?qū)е潞?kù)面積嚴(yán)重萎縮等問(wèn)題的線索進(jìn)行了遙感影像監(jiān)測(cè)。

圖5（a）（b）（c）分別為2010年8月，2013年8月，2016年3月同一水庫(kù)及周邊區(qū)域影像。遙感影像上反映出該水庫(kù)2010年、2013年和2016年三個(gè)時(shí)期水面面積變化較大，2010年水面面積較小，至2013年水面面積增加了約一倍，但對(duì)比2013年和2016年影像，發(fā)現(xiàn)2016年新增了大約1000公頃的規(guī)則農(nóng)田。

圖5 水庫(kù)面積衛(wèi)星遙感變化監(jiān)測(cè)

近岸海域遙感影像監(jiān)測(cè)

采用2010年、2013年和2016年遙感衛(wèi)星影像對(duì)近岸海域面積變化和建設(shè)占用情況進(jìn)行遙感影像監(jiān)測(cè)。圖6顯示了某近岸海域2010至2016年圍海造地的建設(shè)占用變化情況，通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)2010至2016年該地在持續(xù)建設(shè)。圖中紅色線框?yàn)?010年至2016年近岸海域持續(xù)建設(shè)區(qū)域。

圖6 近岸海域衛(wèi)星遙感變化監(jiān)測(cè)圖

耕地遙感影像監(jiān)測(cè)

采用2014年2m分辨率的遙感衛(wèi)星影像對(duì)建設(shè)占用耕地的情況進(jìn)行遙感影像監(jiān)測(cè)，在遙感影像上疊加耕地矢量圖斑，進(jìn)行耕地上人工建筑的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)建設(shè)圖斑面積的統(tǒng)計(jì)，可以查找出占用耕地面積大于10公頃的建設(shè)占用耕地區(qū)域。圖7紅色線框?yàn)橐?guī)劃的耕地地塊，在這些耕地地塊上發(fā)現(xiàn)了人工建設(shè)。

林地遙感影像監(jiān)測(cè)

利用資源三號(hào)、高分一號(hào)2m分辨率遙感影像，將已有的林地圖斑疊加到遙感影像上進(jìn)行對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)林地圖斑上非林地特征地物，例如建筑物、農(nóng)田、水體和采礦等。圖8、圖9、圖10、圖11為在2m分辨率假彩色影像（紅色為植被）監(jiān)測(cè)的林地上存在非林地的情況。圖中藍(lán)色高亮地塊表示在林地中發(fā)現(xiàn)了非林地圖斑。經(jīng)過(guò)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，可知圖8高亮林地塊原來(lái)為喬木林，圖上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)為水體；圖9高亮林地塊原為喬木林地，圖上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)被建設(shè)用地占用；圖10高亮林地塊原為灌木林地，圖上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)被建設(shè)用地占用；圖11高亮林地塊原為喬木林地，圖上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)為水田。

圖8 2015年10月20日衛(wèi)星影像

圖9 2015年10月20日衛(wèi)星影像

圖10 2015年10月20日衛(wèi)星影像

圖11 2015年11月22日衛(wèi)星影像

高爾夫球場(chǎng)遙感影像監(jiān)測(cè)

采用2014—2016年資源三號(hào)、高分一號(hào)2m分辨率遙感影像以及高分二號(hào)0.8m分辨率遙感影像進(jìn)行了高爾夫球場(chǎng)建設(shè)情況的遙感監(jiān)測(cè)和解譯工作。

圖12為滑雪場(chǎng)內(nèi)的高爾夫球練習(xí)場(chǎng)在建情況的遙感影像監(jiān)測(cè)圖。采用2015年5月30日和2015年9月20日獲取的高分二號(hào)0.8m分辨率影像對(duì)同一滑雪場(chǎng)內(nèi)高爾夫球場(chǎng)建設(shè)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該滑雪場(chǎng)5月至9月新增了高爾夫球發(fā)球臺(tái)、高爾夫練習(xí)場(chǎng)地等設(shè)施。

圖12 高爾夫球場(chǎng)建設(shè)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)