基于遙感技術(shù)的自然資源監(jiān)測監(jiān)管研究

袁曉波

（東明縣自然資源和規(guī)劃局，山東 東明 274500）

1 遙感航測技術(shù)概述

1.1 遙感航測技術(shù)構(gòu)成

遙感航測技術(shù)是指通過無人機低空飛行狀態(tài)，并且選擇航空攝影技術(shù)等，對地面進行拍攝反饋，這會增強調(diào)查人員對相關(guān)信息獲取與分析的效果。這項技術(shù)重點涵蓋地面控制技術(shù)體系、無人機飛行技術(shù)體系、航拍攝影技術(shù)體系以及信息傳輸技術(shù)體系等。地面控制技術(shù)是指在無人機飛行時，對其飛行任務(wù)展開調(diào)整與控制操作，創(chuàng)建相關(guān)的飛行路徑信息、飛行參數(shù)信息以及飛行航跡信息等，從綜合層面上對無人機飛行情況展開有效的監(jiān)控。無人機飛行技術(shù)成為遙感航測技術(shù)的核心飛行管控體系，主要包括地面控制站構(gòu)成部分、信號傳輸設(shè)備構(gòu)成部分以及機載飛行控制構(gòu)成部分等。航拍攝影技術(shù)是參考各類監(jiān)測需要，以此配置合理化的遙感傳感裝置，包括高清數(shù)碼相機設(shè)備、偵測地面雷達設(shè)備以及氣象傳感器設(shè)備等。信息傳輸技術(shù)是要對地面控制技術(shù)和無人機飛行技術(shù)展開數(shù)據(jù)鏈接操作，能夠保障兩者間通信的時效性，進而可以保證遙感航測工作的有效推進[1]。

1.2 遙感航測技術(shù)的核心技術(shù)

在第三次國土信息調(diào)查過程中，遙感航測技術(shù)主要選擇傾斜拍攝測量方式，在具體應(yīng)用中會關(guān)聯(lián)如下所述的核心技術(shù)。（1）航拍影像預(yù)處理技術(shù)。要想保證航空拍攝數(shù)據(jù)信息的高品質(zhì)，不能出現(xiàn)漏拍情況、畫質(zhì)不清晰問題以及內(nèi)容扭曲現(xiàn)象等，要借助于此項技術(shù)全面檢查航空影像數(shù)據(jù)信息，可以保障其具備完整性和真實性特征等。（2）紋理映射技術(shù)。這項技術(shù)能夠創(chuàng)建全新的空白模型體系中的管理數(shù)據(jù)信息，利用具體信息構(gòu)造實景3D模型。（3）空三加密技術(shù)。也可以將其稱之為空中三角點位測量技術(shù)，將其應(yīng)用在3D影像測量時，先是要分析預(yù)先設(shè)置的控制點位坐標(biāo)參數(shù)，求解加密點位平面坐標(biāo)值系數(shù)，能夠提升數(shù)據(jù)信息的處理精確性。

2 遙感航測技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 真實性

國土數(shù)據(jù)信息調(diào)研有著非常高的調(diào)查結(jié)論標(biāo)準，務(wù)必要充分保障數(shù)據(jù)具備準確性和真實性，杜絕出現(xiàn)數(shù)據(jù)的虛假和不精確問題，從而規(guī)避可能出現(xiàn)的惡劣社會影響。通過遙感航測技術(shù)獲得的測量數(shù)據(jù)信息，具備較為理想的真實性，在某些存在復(fù)雜性的地理環(huán)境、多變性的地貌特征以及較高困難的測量區(qū)域中，如果選擇人工作業(yè)方式，可能無法選取最佳拍攝角度，并且存在攝影位置的難題等。而選擇遙感航測技術(shù)，可以快速獲取土地數(shù)據(jù)信息，無人機具備的小體積與簡便性等特征，能夠保障其具備全方位的拍攝角度與靈活的拍攝位置，可以在最大層面上保障數(shù)據(jù)信息獲取的精確度與真實性，從而為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分析帶來信息的可靠性[2]。

2.2 便捷性

在國土信息調(diào)研活動中引入遙感航測技術(shù)，能夠使操作簡捷，從而讓調(diào)研工作保持高效。通過遙感航測技術(shù)的使用，可以顯著強化調(diào)研工作的效率，在保障數(shù)據(jù)信息具備精確度和真實性時，也能更加充分利用各類所需數(shù)據(jù)資源，有效控制成本。譬如，在某些有著廣泛覆蓋面積、復(fù)雜工序的偏遠測量調(diào)查區(qū)域中，鑒于測量人力資源的匱乏，此時選擇遙感航測技術(shù)，能夠在沒有增加工作人員規(guī)模的前提下，更好地完成所有土地測量任務(wù)，并且將測量結(jié)果進行完善處理，保證測量數(shù)據(jù)信息的精確度和全面性。

2.3 高效性

遙感航測技術(shù)有著卓越的應(yīng)用價值，這也是輔助全國第三次土地資源信息調(diào)查工作有效完成的核心影響要素。相較于傳統(tǒng)土地信息調(diào)研手段而言，遙感航測技術(shù)會在諸多領(lǐng)域中均產(chǎn)生理想的優(yōu)化效果，能夠讓數(shù)據(jù)信息具備高品質(zhì)，同時會減少測繪工作人員的工作任務(wù)量，讓調(diào)研工作的發(fā)展趨向具備自動化特征和信息化特征等。并且在完善調(diào)查工序時，可以減少因惡劣天氣的負面影響而出現(xiàn)調(diào)查工作的不利局面，譬如自然暴雨、風(fēng)雪等現(xiàn)象。假如調(diào)研工作沒有較高效率，會產(chǎn)生時間不匹配現(xiàn)象，由此會出現(xiàn)比較顯著的數(shù)據(jù)制約后果。譬如，在交通落后與復(fù)雜環(huán)境的偏遠山區(qū)中，采用傳統(tǒng)土地信息調(diào)研方式會有著很高的工作難度，以及較多的數(shù)據(jù)交互時間等，這會對后續(xù)工作流程的開展產(chǎn)生阻礙。選擇遙感航測技術(shù)，可以克服上述問題，并且對調(diào)查技術(shù)進行優(yōu)化，能夠輔助調(diào)研工作有效完成。

3 衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)智能化應(yīng)用

3.1 輔助自然資源執(zhí)法監(jiān)察工作

3.1.1 違法建筑監(jiān)測

采用人工智能技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，可以在指定時段中，對建筑體的變化區(qū)域展開地圖斑點數(shù)據(jù)信息的自動提取操作。與此同時，參考往年建設(shè)用地的報批業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與土地供應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，可以對沒有履行有關(guān)程序的可疑建設(shè)活動進行預(yù)警控制。并且能夠參考規(guī)劃審批的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，結(jié)合太陽高度角影響要素與建筑陰影長度影響要素等，對采光情況與層高情況進行估算，將其中存在的可疑違法現(xiàn)象篩查出來，并將有關(guān)數(shù)據(jù)信息傳送至基層執(zhí)法工作人員，讓他們進行專業(yè)化研判，在必要時可以選擇現(xiàn)場驗證的檢查方式[3]。

3.1.2 土地閑置監(jiān)測

在與審批系統(tǒng)進行聯(lián)動時，將通過審批后產(chǎn)生的土地共用數(shù)據(jù)范圍納入到重要議題中，依據(jù)違法建筑監(jiān)控預(yù)警數(shù)據(jù)信息，并且利用人工智能技術(shù)，以獲取監(jiān)控目標(biāo)的地塊數(shù)據(jù)信息，采用比較研究方式探討建筑邊界范圍的前后情況，假如在供應(yīng)后的某個時段中未出現(xiàn)建筑體，或者產(chǎn)生顯著的建筑改變情況，可通過篩選方式產(chǎn)生預(yù)警，其中包括具備可疑性的閑置土地數(shù)據(jù)等[4]。

3.1.3 監(jiān)控礦山私人開挖和非法開采

主要是在夜間時段中出現(xiàn)私人開發(fā)與違法開采等作業(yè)現(xiàn)象，此類施工一般選擇大型工程設(shè)備，常見分布于山區(qū)中豐富礦產(chǎn)資源的區(qū)域。參考以上特征，能夠?qū)@些高風(fēng)險地區(qū)展開密切監(jiān)控。在出現(xiàn)生產(chǎn)活動后，選擇熱紅外遙感技術(shù)與發(fā)光遙感技術(shù)等展開實時監(jiān)控；如果從交通角度進行分析，可以高效監(jiān)控車輛運行時產(chǎn)生的軌跡，也會給打擊上述問題提供重要的線索與證據(jù)。

3.2 耕地保護監(jiān)測

3.2.1 農(nóng)地非農(nóng)化

有效整合高分辨率衛(wèi)星遙感圖像技術(shù)與建筑物提取技術(shù)等，參考建設(shè)用地審批數(shù)據(jù)信息，智能化獲取以農(nóng)田區(qū)域為代表的各種可疑違法建筑物，同時對可疑數(shù)據(jù)信息展開預(yù)警監(jiān)控，同時對比分析背景數(shù)據(jù)信息，進而杜絕破壞田地的違法現(xiàn)象。以年度與月度為時間單位，定期監(jiān)測設(shè)備農(nóng)業(yè)用地情況，改變傳統(tǒng)的監(jiān)控模式，采用無人值守的監(jiān)管體系[5]。

3.2.2 非糧食耕地

高效處理高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)信息與高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息等，尤其是要利用“紅邊”波段遙感數(shù)據(jù)資源，依據(jù)農(nóng)作物具備的光譜特征，對農(nóng)作物類型及其面積展開分類與估測。有效辨識耕地區(qū)域中非糧食的實際面積信息與類型信息等，從而為保護與監(jiān)管耕地帶來大量的第一手數(shù)據(jù)資源。

3.2.3 能力動態(tài)評估和核算

利用各類校準數(shù)據(jù)資源，可以將高光譜數(shù)據(jù)信息應(yīng)用在動態(tài)監(jiān)測指定作物的生產(chǎn)領(lǐng)域中，同時也會給農(nóng)業(yè)用地的類型劃分帶來動態(tài)評估數(shù)據(jù)信息。

3.3 生態(tài)紅線監(jiān)測

3.3.1 生產(chǎn)活動監(jiān)控

主要監(jiān)測自然保護區(qū)中出現(xiàn)的生產(chǎn)活動現(xiàn)象，能夠監(jiān)測可見光信號、熱紅外信號以及夜光信號等，利用人工智能技術(shù)對車輛圖像數(shù)據(jù)信息以及生產(chǎn)設(shè)備圖像數(shù)據(jù)信息等展開深度學(xué)習(xí)活動，要監(jiān)控可疑生產(chǎn)活動，并且錄入具體的活動部位參數(shù)，同時產(chǎn)生預(yù)警信號。

3.3.2 生態(tài)破壞監(jiān)測

借助于SAR雷達技術(shù)等，監(jiān)測在自然保護區(qū)中由于人類生產(chǎn)活動而出現(xiàn)山體的破壞問題、滑坡問題以及沙坑問題等。假如鎖定可疑破壞現(xiàn)象后，快速產(chǎn)生預(yù)警信號，為無人機巡邏，或者人員巡邏等驗證活動提供便捷，從而增強快速發(fā)現(xiàn)問題的時效性。

3.3.3 荒漠化趨勢監(jiān)測

高效處理可見光數(shù)據(jù)信息與高光譜數(shù)據(jù)信息等，選擇年度時間單位與月度時間單位，對比分析草地數(shù)據(jù)信息與耕地數(shù)據(jù)信息等，利用提取技術(shù)與分類方式，以此研究草地耕地的荒漠化發(fā)展趨向與實際的定位信息，為自然資源精細化管控活動提供必要的數(shù)據(jù)支撐。

3.4 創(chuàng)新遙感技術(shù)方法體系

國家要搶占全球觀測技術(shù)領(lǐng)域的制高點，大力推進智能化遙感填圖技術(shù)、以大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計算技術(shù)為依托的生態(tài)環(huán)境遙感綜合監(jiān)測技術(shù)，以及高精度遙感地體解譯技術(shù)等。完善地質(zhì)智能感測系統(tǒng)，打造地面與星空地觀測的綜合性實時監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)平臺。持續(xù)拓展“三位一體”（即地質(zhì)云技術(shù)方面、大數(shù)據(jù)技術(shù)方面以及智能化技術(shù)方面）的整體布局體系，要提速新一代信息技術(shù)的融合應(yīng)用效能，譬如包括遙感技術(shù)體系、5G技術(shù)體系、區(qū)塊鏈技術(shù)體系、知識圖譜技術(shù)體系、空間信息技術(shù)體系等，把獲取的多源自然資源調(diào)查監(jiān)控數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成“數(shù)字地球”的重要資源，同時有效增強地質(zhì)調(diào)查的現(xiàn)代化工作水平與社會服務(wù)化水準。

3.5 碳源匯時空分布狀況的調(diào)查反演

衛(wèi)星遙感技術(shù)成為區(qū)域尺度中探測大氣碳濃度參數(shù)的重要途徑，已經(jīng)在國內(nèi)外的有關(guān)應(yīng)用中獲取大量的應(yīng)用成果。2016年，我國發(fā)射第一顆CO2科學(xué)觀測實驗衛(wèi)星，使我國成為全球第三個能夠具備碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息搜集技術(shù)的國家。這個“碳衛(wèi)星”搭載使用的高光譜溫室氣體探測儀能夠精確反映大氣CO2濃度參數(shù)，同時能夠?qū)ο嚓P(guān)氣體成分的分布情況與密度改變狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)測，可以給應(yīng)對全球氣候變暖問題帶來精確的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。2019年，國家地質(zhì)調(diào)查局在配合國家林業(yè)與草原局展開的國內(nèi)泥炭碳庫調(diào)研工作中，也漸漸摸索出基于“遙感反演-地面鉆探-實驗測試”一體化的碳源匯時空分布調(diào)查監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)，期待可以借助于遙感技術(shù)迅速獲取有關(guān)數(shù)據(jù)信息，以此研究泥炭的形成時期、對應(yīng)的成炭階段以及氣候環(huán)境等，用于分析以青藏高原為代表的典型區(qū)域中泥炭發(fā)育時碳循環(huán)進程及其對氣候變化產(chǎn)生的作用，這會給我國在國際氣候變化領(lǐng)域中逐漸提升話語權(quán)帶來重要的科學(xué)支撐作用。

4 地基、空基遙感監(jiān)測技術(shù)智能化應(yīng)用

4.1 無人機

選擇無人機技術(shù)等進行重點區(qū)域的巡邏工作，也可以采用以BP網(wǎng)絡(luò)為代表的人工智能技術(shù)，從而實現(xiàn)對各類監(jiān)測目標(biāo)的自動識別，譬如工程設(shè)備數(shù)據(jù)信息、礦山機械數(shù)據(jù)信息、運輸車輛數(shù)據(jù)信息等，能夠及早發(fā)現(xiàn)違法違規(guī)行為，并且進行及時預(yù)警?？梢源钶d熱紅外監(jiān)測載具以進行熱源信號、火源信號的追蹤檢測。選擇搭載激光LIDAR設(shè)備監(jiān)測重點監(jiān)控區(qū)域中礦山開采地形數(shù)據(jù)信息。

4.2 高空攝像頭

在重點區(qū)域監(jiān)測中利用高空攝像頭（鐵塔搭載），從而對大區(qū)域違法活動進行監(jiān)控。與此同時，通過GIS技術(shù)實時獲取疑似違法行為的坐標(biāo)參數(shù)，并且要聯(lián)動使用自然資源管理業(yè)務(wù)平臺，快速調(diào)取與審批數(shù)據(jù)信息，研究相關(guān)信息是否有規(guī)范化的審批手續(xù)流程、是否出現(xiàn)基本農(nóng)田被侵占，以及土地利用總體規(guī)劃是否科學(xué)等，要快速預(yù)警與迅速解決不合規(guī)，甚至違法的建設(shè)活動。

5 結(jié)束語

以上技術(shù)應(yīng)用方式能夠高效解決在自然資源監(jiān)測監(jiān)管時出現(xiàn)的車輛人力資源匱乏，以及工作效率低下的負面問題，不斷強化執(zhí)法和監(jiān)測時的自動化水準，減少問題發(fā)現(xiàn)時間，利用地基遙感監(jiān)測技術(shù)、空基遙感監(jiān)測技術(shù)以及天基遙感監(jiān)測技術(shù)等，參考監(jiān)測監(jiān)管對象具備的光譜特征與雷達信號等，從而快速鎖定違法行動，并且進行及時管控。參考長期收集與整理的遙感數(shù)據(jù)信息，可以對各類自然資源管控對象進行動態(tài)監(jiān)管，譬如土地利用領(lǐng)域、資源開發(fā)領(lǐng)域以及城市演變領(lǐng)域等，不斷強化自然資源管控效能。