自然資源管理中通導(dǎo)遙一體化技術(shù)

趙京軍

臨朐縣自然資源和規(guī)劃局九山自然資源和規(guī)劃所 山東 濰坊 262600

引言

中國(guó)幅員遼闊,物產(chǎn)豐富,由于地勢(shì)地形環(huán)境非常復(fù)雜,所以傳統(tǒng)自然資源管理技術(shù)往往很難發(fā)揮出應(yīng)有的作用,而借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù),則能在自然資源監(jiān)管、數(shù)據(jù)采集等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)全天候管理,大幅提高自然資源管理效果。而且通導(dǎo)遙一體化作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的產(chǎn)物,未來(lái)還具有十分光明的發(fā)展前景。因此,有必要對(duì)自然資源管理中的通導(dǎo)遙一體化技術(shù)進(jìn)行研究。

一、通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的發(fā)展背景

為了全面貫徹政府對(duì)自然資源工作提出的要求,并滿(mǎn)足自然資源部的“兩統(tǒng)一”職責(zé),加強(qiáng)對(duì)自然資源的保護(hù),就必須對(duì)自然資源管理進(jìn)行優(yōu)化。在2019年末,我國(guó)發(fā)射了高分七號(hào)衛(wèi)星,國(guó)家自然資源部門(mén)的衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到了10顆,10顆衛(wèi)星可以結(jié)合自然資源的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行更加全面的資源的觀(guān)測(cè)。而且通過(guò)打造集高光譜、熱紅外等多種觀(guān)測(cè)方式的衛(wèi)星觀(guān)測(cè)平臺(tái),這也代表了我國(guó)逐漸完善了能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、全覆蓋的自然資源遙感體系。

就目前而言,我國(guó)針對(duì)遙感影像的應(yīng)用領(lǐng)域有很多,而在自然資源領(lǐng)域,則更加傾向于以高分辨率的衛(wèi)星來(lái)獲取自然地物數(shù)據(jù),并針對(duì)性開(kāi)展自然目標(biāo)檢測(cè)。在遙感技術(shù)應(yīng)用的早期階段,我國(guó)往往會(huì)結(jié)合紋理特征等各種數(shù)據(jù)信息來(lái)開(kāi)展半自動(dòng)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集,在技術(shù)制約下,所采集到的自然數(shù)據(jù)的時(shí)效性、精確度往往無(wú)法完全滿(mǎn)足自然資源管理的需求。而隨著遙感數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng),如今遙感技術(shù)下的自然資源數(shù)據(jù)精度與數(shù)據(jù)時(shí)效性都已經(jīng)有了提升。若能夠借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù)來(lái)進(jìn)一步構(gòu)建自然資源管理體系,就可以綜合5G、區(qū)塊鏈等時(shí)下熱點(diǎn)技術(shù)來(lái)全面優(yōu)化自然資源管理模式。借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù),可以讓自然資源管理期間的數(shù)據(jù)獲取、處理、分發(fā)、服務(wù)變得更加簡(jiǎn)單,而且以衛(wèi)星為核心的空間技術(shù)將會(huì)變得越來(lái)越成熟,這也將為未來(lái)自然資源管理的發(fā)展奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

二、通導(dǎo)遙一體化技術(shù)分析

(一)衛(wèi)星通信技術(shù)分析

衛(wèi)星通信是在軌衛(wèi)星正式投入應(yīng)用的重要發(fā)展領(lǐng)域,而且隨著商業(yè)通信衛(wèi)星的不斷增加,衛(wèi)星的通信效果將會(huì)不斷提升。就目前而言,通信衛(wèi)星在發(fā)展過(guò)程中,逐漸呈現(xiàn)出了以高通量與中低軌小衛(wèi)星星座為主導(dǎo)的發(fā)展趨勢(shì),高通量衛(wèi)星具有多點(diǎn)波束以及通信容量靈活的優(yōu)勢(shì),在使用期間能夠有效降低單位帶寬價(jià)格。而能夠組成衛(wèi)星星座的中低軌小衛(wèi)星,則具有成本低、數(shù)量多的使用優(yōu)勢(shì)。在兩類(lèi)衛(wèi)星的不斷發(fā)展中,“萬(wàn)物互聯(lián)”成為了現(xiàn)實(shí),即便是偏遠(yuǎn)地區(qū),同樣可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋與寬帶接入。行云工程是我國(guó)第一個(gè)自主投資的低軌寬帶衛(wèi)星星座,共計(jì)可以發(fā)射80顆低軌通信衛(wèi)星,借助衛(wèi)星能夠從全球范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息與傳感器的連接[1]。通過(guò)打造天基物聯(lián)網(wǎng),可以大幅提高通信覆蓋面,避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸盲區(qū)的情況。

(二)衛(wèi)星導(dǎo)航

衛(wèi)星導(dǎo)航的核心作用就是能夠?yàn)榈孛?、空中、海洋用?hù)全天候提供位置服務(wù),借助導(dǎo)航衛(wèi)星可以有效獲取移動(dòng)終端用戶(hù)的坐標(biāo)位置信息。而且衛(wèi)星導(dǎo)航作為物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐,還可以借助衛(wèi)星導(dǎo)航來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)效果。現(xiàn)如今,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)作為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一,在三步走的發(fā)展戰(zhàn)略下,如今已經(jīng)能夠?yàn)槿虻挠脩?hù)提高位置導(dǎo)航服務(wù)。

(三)遙感信息技術(shù)

遙感技術(shù)是一種對(duì)地觀(guān)測(cè)的重要方式,能夠在保證觀(guān)測(cè)范圍的同時(shí)實(shí)現(xiàn)全天候觀(guān)測(cè),因此在面對(duì)自然資源管理時(shí),遙感技術(shù)具有極高的價(jià)值,通過(guò)遙感技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)大面積林地監(jiān)管、森林參數(shù)測(cè)算等任務(wù)。而且根據(jù)自然資源管理需求的不同,還可以采用不同的遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。近些年隨著遙感技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,我國(guó)相繼發(fā)射了多個(gè)系列的遙感衛(wèi)星,因此在加強(qiáng)通導(dǎo)遙一體化工作時(shí),完全可以開(kāi)展多元化遙感觀(guān)測(cè),以此來(lái)讓自然資源數(shù)據(jù)變得更加多元化。

(四)5G背景下的通導(dǎo)遙一體化模式

第五代移動(dòng)通信技術(shù)具有傳輸速率高、低延時(shí)等優(yōu)勢(shì),因?yàn)?G帶有極強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì),所以可以在通導(dǎo)遙一體化中發(fā)揮出極高的價(jià)值。從自然資源管理角度出發(fā),5G技術(shù)背景下的通導(dǎo)遙一體化能夠自然資源管理期間的數(shù)據(jù)處理效率、精度得到大幅提高。例如導(dǎo)航定位精度就可以在5G技術(shù)的支持下順利達(dá)到亞米級(jí)。5G網(wǎng)絡(luò)自2013年提出后,近十年在國(guó)內(nèi)的發(fā)展速度極快,通過(guò)持續(xù)部署5G網(wǎng)絡(luò)基建,全面發(fā)展移動(dòng)通信與衛(wèi)星技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為了空間技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[2]。就目前而言,我國(guó)開(kāi)通的5G基站數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了全球第一,因此只要能夠結(jié)合5G技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì),就可以從空間信息技術(shù)角度進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)據(jù)服務(wù)能力,進(jìn)而讓自然資源管理與其他行業(yè)的發(fā)展變得更加順利。

從技術(shù)層面出發(fā),衛(wèi)星技術(shù)可以與5G技術(shù)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),為了發(fā)揮5G技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì),就需要大量布5G基站,但不是所有地區(qū)都能夠滿(mǎn)足布設(shè)5G基站的條件,很多偏遠(yuǎn)山區(qū)、林地等地區(qū)往往并不適合布設(shè)基站,而且在自然資源管理期間,這些地區(qū)屬于開(kāi)展管理時(shí)的主要地域。因此要適當(dāng)結(jié)合衛(wèi)星技術(shù)來(lái)對(duì)難以布置基站的地區(qū)作補(bǔ)充。與此同時(shí),通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸速率與數(shù)據(jù)容量有限,而且相較于5G通信具有更高的時(shí)延,因此同樣要借助5G技術(shù)來(lái)進(jìn)一步強(qiáng)化通信能力。遙感衛(wèi)星可以借助中繼衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的下行傳遞。通過(guò)結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)形成覆蓋全國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò),可以建設(shè)多源衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地?cái)?shù)據(jù)觀(guān)測(cè),以此來(lái)滿(mǎn)足衛(wèi)星數(shù)據(jù)的采集、處理等工作。

三、通導(dǎo)遙一體化技術(shù)在自然資源管理中的技術(shù)框架

為了加強(qiáng)自然資源管理能力,可以從數(shù)據(jù)獲取、處理等多個(gè)角度來(lái)提高管理效果。在通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的作用下,可以對(duì)自然資源管理期間的確權(quán)登記等內(nèi)容進(jìn)行全方位優(yōu)化。除此之外,在大數(shù)據(jù)融合背景下,還可以進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)獲取能力,通過(guò)海量數(shù)據(jù)為日后的自然資源管理工作提供足夠的數(shù)據(jù)支持。

(一)建立多源遙感數(shù)據(jù)體系

在通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的支持下,可以充分利用5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)打造多源遙感數(shù)據(jù)傳輸體系,以此來(lái)解決傳統(tǒng)自然資源管理存在的數(shù)據(jù)精度低、處理效果差等問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)建多源遙感數(shù)據(jù)體系,完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種自然數(shù)據(jù)的高效瞬時(shí)采集,以此來(lái)讓各種數(shù)據(jù)得以在第一時(shí)間得到處理。

(二)北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的區(qū)域化應(yīng)用

在通導(dǎo)遙一體化理念下,可以將北斗網(wǎng)格碼技術(shù)作為核心,以此來(lái)集中建立空間區(qū)位編碼模型并制定自然資源編碼規(guī)范。在面對(duì)各種自然資源遙感數(shù)據(jù)時(shí),可以適當(dāng)結(jié)合空間位置以及時(shí)間信息與其他具有關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)來(lái)統(tǒng)一網(wǎng)格化編碼。在此期間,可以適當(dāng)采用空間數(shù)據(jù)檢索引擎來(lái)優(yōu)化區(qū)域編碼的算法,這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自然資源數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理與維護(hù),并完成對(duì)自然資源數(shù)據(jù)的調(diào)度與檢索。

(三)自然資源管理數(shù)據(jù)鏈路分析

在自然資源管理期間,確權(quán)登記等業(yè)務(wù)必然需要面對(duì)數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)管難度大等問(wèn)題,在5G+區(qū)塊鏈的支撐下,可以通過(guò)部署節(jié)點(diǎn)服務(wù)器,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理與共享。在此期間,還可以構(gòu)建自然資源資產(chǎn)信息鏈以及數(shù)據(jù)加密等機(jī)制,在提高數(shù)據(jù)信息安全性的同時(shí)提高數(shù)據(jù)信息的管理效率[3]。

(四)自然資源智能化體系

在自然資源管理中,可以結(jié)合不同的業(yè)務(wù)來(lái)開(kāi)展數(shù)據(jù)處理,通過(guò)聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差技術(shù)可以大幅提高異源數(shù)據(jù)的融合分類(lèi)效果。與此同時(shí),在通導(dǎo)遙一體化技術(shù)支持下,還可以利用深度學(xué)習(xí)算法來(lái)打造自然資源數(shù)據(jù)的智能化處理模型,以此來(lái)增強(qiáng)自然資源數(shù)據(jù)的整體利用率。除此之外,通過(guò)對(duì)通導(dǎo)遙的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析,還可以開(kāi)發(fā)在線(xiàn)數(shù)據(jù)信息的獲取能力,通過(guò)在線(xiàn)獲取、處理、分析自然資源數(shù)據(jù),能夠讓自然資源數(shù)據(jù)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值,而且所有數(shù)據(jù)都能夠分發(fā)到一體化云服務(wù)系統(tǒng)中。

四、自然資源管理通導(dǎo)遙一體化終端功能分析

自然資源管理是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念期間的重要環(huán)節(jié),通過(guò)對(duì)各個(gè)地區(qū)的自然資源進(jìn)行核查與監(jiān)管,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自然資源存在的潛在問(wèn)題,并對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警。借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù),可以讓自然資源管理效果得到進(jìn)一步提高,通過(guò)對(duì)通導(dǎo)遙一體化終端功能進(jìn)行分析,能夠讓通導(dǎo)遙一體化技術(shù)發(fā)揮出其真正的價(jià)值。

(一)自然資源地圖功能

在自然資源管理期間,借助通導(dǎo)遙一體化體系能夠打造終端平臺(tái),地圖功能作為輔助判斷自然資源情況的重要一環(huán),可以對(duì)樹(shù)木等自然資源進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)顯示,必要時(shí)還可以通過(guò)對(duì)地圖進(jìn)行基本操作來(lái)進(jìn)一步掌握自然資源的實(shí)際情況。在自然資源管理期間,有時(shí)需要對(duì)自然資源進(jìn)行巡護(hù)與管理,所有的巡護(hù)路線(xiàn)與自然資源的情況都將會(huì)記錄到巡護(hù)軌跡中。由于自然資源管理的覆蓋面積非常廣,還可以借助地圖功能來(lái)開(kāi)展自然資源導(dǎo)航并規(guī)劃前進(jìn)路線(xiàn),以此來(lái)讓自然資源管理工作開(kāi)展的更加順利。

(二)自然資源巡護(hù)管理

通導(dǎo)遙一體化系統(tǒng)終端在用戶(hù)登陸時(shí),需要建立身份驗(yàn)證體系,通過(guò)單位、工號(hào)等數(shù)據(jù)來(lái)明確登陸者的身份信息,可以賦予人們不同的自然資源管理權(quán)限。而且在鎖定登陸人員后,還可以對(duì)其資源查詢(xún)軌跡進(jìn)行了解,以此來(lái)讓各項(xiàng)自然資源管理工作得以更好地進(jìn)行。在自然資源巡護(hù)階段,所有的巡護(hù)范圍都將會(huì)在系統(tǒng)中標(biāo)明,而且在巡護(hù)完成后,巡護(hù)工作還將會(huì)留下歷史記錄,以此來(lái)為后續(xù)管理工作提供幫助[4]。

(三)自然資源管理數(shù)據(jù)傳輸

在通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的支撐下,終端平臺(tái)完全能夠滿(mǎn)足人們開(kāi)展自然資源管理時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸需求。在自然資源管理期間,很多時(shí)候都需要接收上級(jí)部門(mén)的管理信息與下級(jí)部門(mén)各種數(shù)據(jù)信息,所以通導(dǎo)遙一體化終端必須具有信息提醒功能。而且因?yàn)樽匀毁Y源管理往往需要涉及野外作業(yè),所以在面對(duì)各種野外突發(fā)情況,還要能夠進(jìn)行緊急呼救。除此之外,還需要打破人們相互之間的溝通渠道,確保在遇到緊急情況時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行通信交流,借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度。

在終端平臺(tái)進(jìn)行相互之間的溝通交流只是最為簡(jiǎn)單的橫向交流模式,而在面對(duì)自然資源管理中的各種中藥材事件時(shí),則要在終端平臺(tái)建立起具有強(qiáng)大穩(wěn)定性的縱向數(shù)據(jù)傳輸體系。例如自然資源記錄、野生動(dòng)植物信息等。在開(kāi)展自然資源管理期間,很多時(shí)候都會(huì)遇到亟待解決的自然管理問(wèn)題,在遇到林地破壞、濫砍濫伐等不當(dāng)自然資源問(wèn)題時(shí),可以及時(shí)進(jìn)行上報(bào)。而在面對(duì)森林火災(zāi)、野生動(dòng)植物損害等情況時(shí),同樣能夠借助終端平臺(tái)來(lái)進(jìn)行上報(bào)處理。除此之外,數(shù)據(jù)傳輸還能夠借助5G技術(shù)與人工智能等技術(shù)在野外進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù),例如通過(guò)低時(shí)延的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理,可以智能識(shí)別上傳照片中的動(dòng)植物種類(lèi),這樣可以讓自然資源管理工作的開(kāi)展變得更加流暢。

(四)時(shí)空信息云服務(wù)平臺(tái)

在通導(dǎo)遙一體化的支持下,終端平臺(tái)可以借助云技術(shù)來(lái)打造云平臺(tái),并利用時(shí)空數(shù)據(jù)可視化等各種技術(shù)來(lái)對(duì)海量自然資源數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理。由于自然數(shù)據(jù)管理將會(huì)積累海量數(shù)據(jù),所以為了提高數(shù)據(jù)利用率,要借助數(shù)據(jù)加載系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入,并初步篩選無(wú)用數(shù)據(jù)信息。借助圖像管理系統(tǒng),可以通過(guò)幾何、輻射校正等方式來(lái)提高自然資源圖像數(shù)據(jù)的分辨率,進(jìn)而提高終端平臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)體驗(yàn)。為了讓自然資源管理工作變得更加細(xì)致,可以針對(duì)自然資源的需求來(lái)打造不同的管理分類(lèi)[5]。通過(guò)對(duì)自然資源管理的業(yè)務(wù)進(jìn)行分組管理,并整合同組自然資源的相關(guān)數(shù)據(jù),能建立起并行數(shù)據(jù)處理體系,以此來(lái)提高終端平臺(tái)的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度。在通導(dǎo)遙一體化技術(shù)中,自然資源管理可以將天地圖作為地圖,并通過(guò)疊加遙感數(shù)據(jù)的方式來(lái)為用戶(hù)提供更加靈活的數(shù)據(jù)模式,用戶(hù)可以通過(guò)圖層操作來(lái)從多個(gè)角度對(duì)自然資源管理數(shù)據(jù)進(jìn)行使用。除此之外,通導(dǎo)遙一體化終端平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感數(shù)據(jù)的檢索與提取,各種數(shù)據(jù)可以結(jié)合用戶(hù)的需求來(lái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)使用,因此自然資源管理效果將會(huì)得到進(jìn)一步提高。在打造云平臺(tái)的過(guò)程中,還可以適當(dāng)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與智能技術(shù)來(lái)為用戶(hù)提供定制服務(wù),因此用戶(hù)完全可以從需求角度入手來(lái)選擇適合自己的自然資源管理模式。

結(jié)論

總而言之,自然資源管理是保護(hù)生態(tài)環(huán)境,維持自然生態(tài)平衡不可缺少的重要一環(huán),通過(guò)在自然資源管理中融入通導(dǎo)遙一體化技術(shù),可以借助通導(dǎo)遙一體化技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)管理質(zhì)量。相信隨著更多人意識(shí)到通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的價(jià)值,通導(dǎo)遙一體化技術(shù)將會(huì)變得更加完善。