測繪地理信息服務(wù)于生態(tài)保護紅線劃定

程勉志

（1. 河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450003）

《中華人民共和國環(huán)境保護法》明確規(guī)定“在重點生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和脆弱區(qū)等區(qū)域劃定生態(tài)保護紅線，實行嚴格保護”[1]。環(huán)境保護部在《關(guān)于劃定并嚴守生態(tài)保護紅線的若干意見》中提出“按照山水林田湖系統(tǒng)保護的要求，劃定并嚴守生態(tài)保護紅線，實現(xiàn)一條紅線管控重要生態(tài)空間”。環(huán)保部在《關(guān)于應(yīng)用測繪地理信息共同推進生態(tài)保護紅線劃定有關(guān)工作的通知》中要求，各地測繪地理信息部門要加強組織領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)配合，深入了解生態(tài)保護紅線劃定的技術(shù)要求和信息需求，基于第一次全國地理國情普查成果和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，為生態(tài)保護紅線劃定構(gòu)建統(tǒng)一的地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

生態(tài)保護紅線具有明確的地理空間信息，在生態(tài)保護紅線劃定的過程中，應(yīng)充分利用測繪地理信息的數(shù)據(jù)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，在圖件空間基準轉(zhuǎn)化、工作底圖編制、數(shù)據(jù)定制加工處理、后期成果集成演示等方面發(fā)揮重要作用，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性、圖件的準確性和成果的科學(xué)性。河南省環(huán)境保護廳與河南省測繪地理信息局就應(yīng)用測繪地理信息共同推進生態(tài)保護紅線劃定工作簽署合作框架協(xié)議[2]。本文在該框架協(xié)議的基礎(chǔ)上，研究了利用測繪地理信息已有的海量數(shù)據(jù)資源推動生態(tài)保護紅線劃定落地的服務(wù)模式和技術(shù)流程，為測繪地理信息數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用提供借鑒和經(jīng)驗。

1 技術(shù)流程

在深入研究《生態(tài)保護紅線劃定指南》的基礎(chǔ)上，本文了解了紅線劃定過程中所需的各類空間數(shù)據(jù)，分析了測繪地理信息在紅線劃定過程中的作用，制定了精準的技術(shù)流程，強化了測繪地理信息與劃定并嚴守生態(tài)保護紅線的有效銜接，確保了生態(tài)保護紅線管理工作優(yōu)質(zhì)高效開展。測繪地理信息服務(wù)于生態(tài)保護紅線劃定的技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 技術(shù)流程圖

2 數(shù)據(jù)分析

1）生態(tài)保護紅線是指在生態(tài)空間范圍內(nèi)具有特殊重要生態(tài)功能、必須強制性嚴格保護的區(qū)域，是保障和維護國家生態(tài)安全的底線和生命線[3]。根據(jù)《生態(tài)保護紅線劃定指南》，需要劃定范圍涵蓋國家級和省級禁止開發(fā)區(qū)域以及其他各類保護地。

2）測繪地理信息數(shù)據(jù)主要包括多比例尺地形圖、地理國情普查與監(jiān)測數(shù)據(jù)、多分辨率影像和地名地址數(shù)據(jù)等，主要用于生態(tài)保護紅線范圍劃定、紅線意見征求、成果圖件編制等方面。

3）專題數(shù)據(jù)主要包括土地調(diào)查與變更數(shù)據(jù)、永久基本農(nóng)田劃定成果數(shù)據(jù)、林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)以及具有明顯界線的各級各類自然保護地矢量圖或相關(guān)資料，涉及住建、林業(yè)、國土、農(nóng)業(yè)、水利、民政等相關(guān)部門，主要包括自然保護區(qū)、地質(zhì)公園、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園、生態(tài)公益林、飲用水水源保護區(qū)等[4]。

3 服務(wù)于生態(tài)保護紅線劃定

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式與空間基準

根據(jù)紅線劃定要求，需要收集的相關(guān)資料包括各部門所管理的保護區(qū)文檔、所依據(jù)的標準規(guī)范、矢量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)說明等。通過資料分析發(fā)現(xiàn)，存在的主要問題為：①部分資料沒有矢量數(shù)據(jù)，只有圖件或無資料；②部分資料雖有矢量成果，但大多為1980西安坐標系，少量數(shù)據(jù)為1954北京坐標系；③部分數(shù)據(jù)不是建庫數(shù)據(jù)，沒有屬性，只是CAD圖形數(shù)據(jù)。

本文對收集的資料進行整合處理，對包含地理空間信息的資料進行數(shù)據(jù)空間化、格式歸一化、坐標一致化等操作，對規(guī)范、標準等非空間性文件進行分析，將其作為項目實施的參考。其主要處理技術(shù)路線為：

1） 數(shù)據(jù)空間化。對匯總整理的柵格數(shù)據(jù)、統(tǒng)計表格、文本等包含空間信息的非空間數(shù)據(jù)開展空間化處理。對柵格數(shù)據(jù)進行地理配準，依據(jù)屬性字段對表格數(shù)據(jù)進行空間數(shù)據(jù)掛接，根據(jù)文本中提供的坐標、屬性等信息進行空間化，最終實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的空間化處理。由相關(guān)各廳局統(tǒng)一下發(fā)文件，要求各保護區(qū)熟悉保護情況的負責(zé)人對空間化內(nèi)容進行現(xiàn)場確認，不合適的根據(jù)1∶10 000 地形圖、地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像進行現(xiàn)場確認，不確定的派外業(yè)人員到實地進行測量。

2）統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。利用數(shù)據(jù)整合工具軟件將各類矢量數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一為Shape File 文件格式。對于CAD、MapGIS以及其他數(shù)據(jù)文件，利用軟件工具轉(zhuǎn)換成標準格式，并對轉(zhuǎn)出文件與原文件的空間信息和屬性信息進行對比，及時修正錯誤。

3）統(tǒng)一空間參考。利用坐標轉(zhuǎn)換軟件將各類空間數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)一為CGCS2000。

3.2 遙感影像獲取與制作

遙感影像采用高分系列和資源系列，主要采用GF-2 號，分析最新時相的正射影像數(shù)據(jù)，進行影像選取、圖像增強處理、影像鑲嵌等處理工作，按照縣域界線進行裁切，只制作有紅線的縣區(qū)。

高分辨率遙感影像具有兩個作用：①輔助紅線劃定，借助高分辨率遙感影像可在內(nèi)業(yè)確定紅線范圍內(nèi)的地物要素情況；②輔助征求意見，影像的直觀性可使政府部門快速判定紅線走向。

3.3 紅線邊界確定

生態(tài)保護紅線邊界劃定以地理國情普查與監(jiān)測成果、最新的1∶10 000 地形圖為基礎(chǔ)，結(jié)合紅線劃定類型與要求，參考生態(tài)功能紅線的重要性、敏感性評價結(jié)果以及整合處理后的各類保護區(qū)等專題資料，開展不同類型生態(tài)功能紅線邊界的提取工作。邊界劃定時，應(yīng)充分考慮山水林田湖草等自然生態(tài)的連續(xù)性和完整性，結(jié)合地理國情監(jiān)測地表覆蓋類型中的山脈、河流、地理單元、耕地、植被等自然邊界以及生態(tài)廊道的連續(xù)性，合理劃定生態(tài)保護紅線[5]。初始劃定時，確保應(yīng)劃盡劃，避免破碎化，不同行政區(qū)域間的生態(tài)紅線應(yīng)有序銜接，不要跨區(qū)域斷開。

1）數(shù)據(jù)聚合。采用專業(yè)的地理信息軟件，對疊加圖層進行圖斑聚合處理。通過聚合將相對聚集或鄰近的圖斑聚合為相對完整連片圖斑，聚合距離為250 m，最小孔洞為1 km2，各行政區(qū)可根據(jù)圖斑的破碎化程度和行政區(qū)面積適當(dāng)調(diào)整聚合的距離[6]。

2）破碎斑塊扣除。為減少紅線的破碎化程度，保證生態(tài)保護紅線的生態(tài)完整性和連續(xù)性，應(yīng)合理扣除獨立細小斑塊，紅線斑塊最小上圖面積原則上為1 km2。

3）建設(shè)用地和基本農(nóng)田剔除。根據(jù)土地利用現(xiàn)狀與規(guī)劃等資料，結(jié)合實地情況，扣除聚合后不適宜納入生態(tài)保護紅線的建設(shè)用地或基本農(nóng)田。

4）紅線邊界采集繪制。基于豐富的基礎(chǔ)測繪地理信息數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)，按照保護需要和開發(fā)利用現(xiàn)狀，采用人機交互的方式繪制生態(tài)保護紅線邊界：①自然邊界，主要是依據(jù)地形地貌或生態(tài)系統(tǒng)完整性確定的邊界，可采用高分辨率遙感影像和DEM數(shù)據(jù)提取邊界；②矢量化后的各級各類自然保護地邊界；③江河、湖泊、水庫、山脈、地貌單元、植被等邊界；④地理國情監(jiān)測、國土三調(diào)、森林草原濕地荒漠等自然資源調(diào)查明確的地塊邊界。

5）紅線邊界外業(yè)核實。對于紅線邊界走向不明確、紅線內(nèi)地物要素不能通過影像和數(shù)據(jù)進行準確判讀的，可在內(nèi)業(yè)先進行標記，再通過外業(yè)實地核實，并根據(jù)外業(yè)調(diào)查結(jié)果修改紅線邊界。

3.4 征求意見

征求意見采用現(xiàn)場征求和通過天地圖河南在線征求兩種方式?，F(xiàn)場征求意見需要攜帶事先制作好的紅線圖。紅線圖一般只制作有紅線的縣區(qū)，采用最新時相的高分辨率遙感影像，疊加該縣區(qū)生態(tài)紅線、鄉(xiāng)鎮(zhèn)境界、村莊注記點、重點企業(yè)等[7]，并標注名稱，制作紅線劃定初步成果征求意見工作底圖。攜帶工作底圖到生態(tài)保護紅線劃定任務(wù)較重的縣（市、區(qū)）進行現(xiàn)場對接，確保地方政府充分了解本轄區(qū)擬劃定的紅線范圍。通過“天地圖河南”為生態(tài)紅線劃定比對工作提供在線地理信息服務(wù)。對生態(tài)紅線數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)進行保密處理，紅線區(qū)域矢量數(shù)據(jù)配圖、影像拼接、矢量數(shù)據(jù)切片、影像數(shù)據(jù)切片、數(shù)據(jù)平臺部署等通過提供在線地理信息服務(wù)，基于天地圖公眾版平臺開發(fā)紅線征求意見信息平臺。

3.5 生態(tài)保護紅線調(diào)整

生態(tài)保護紅線邊界初步劃定成果通過現(xiàn)場和在線征求意見后，根據(jù)意見和存在矛盾的紅線區(qū)域?qū)Τ晒M行調(diào)整，充分利用測繪地理信息數(shù)據(jù)調(diào)整紅線。

1）生態(tài)保護紅線數(shù)據(jù)疊加衛(wèi)星遙感影像和地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)，對紅線范圍內(nèi)已成事實的建設(shè)用地、耕地、道路以及橫穿地物、地塊、半山坡等走向不太合理的紅線，按照實際情況進行調(diào)整。

2）疊加轉(zhuǎn)換坐標系后各部門提供的各個已規(guī)劃的和未來有意向的項目以及已落地的項目數(shù)據(jù)等，按照實際情況進行調(diào)整。

3）結(jié)合DEM 或地貌圖對生態(tài)保護紅線范圍線走向不合理的地方，按照實際情況進行調(diào)整。

4 結(jié) 語

劃定生態(tài)保護紅線有助于對重要生態(tài)空間進行嚴格管控，是一項復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，涉及多個部門，技術(shù)難度大。通過利用測繪地理信息的技術(shù)優(yōu)勢和數(shù)據(jù)優(yōu)勢，為生態(tài)保護紅線劃定構(gòu)建了統(tǒng)一的地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；通過天地圖在線提供地理信息服務(wù)，擴大了紅線意見征求的范圍，提高了意見征求的便捷性。項目組還需深入研究測繪地理信息服務(wù)于紅線劃定的技術(shù)流程，總結(jié)形成了可推廣應(yīng)用的生態(tài)保護紅線劃定實施方案和技術(shù)規(guī)程，為即將開展的紅線勘界定標工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。