3S技術在國家公園勘界立標中的應用
——以大熊貓國家公園四川片區(qū)為例

朱育旗 曹滸 李緒佳（通訊作者）

1. 四川林業(yè)集團有限公司 四川 成都 610041；

2. 四川省林業(yè)和草原調查規(guī)劃院 四川 成都 610081

引言

國家公園，是指由國家批準設立并主導管理，以保護具有國家代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)為主要目的，實現(xiàn)自然資源科學保護和合理利用的特定陸域或者海域[1]。

根據《中華人民共和國測繪法》《中華人民共和國自然保護區(qū)條例》《國家公園管理暫行辦法》等的相關要求，勘定并標記具有法律依據、得到相關各方認可、邊界清晰的國家公園邊界，是實施保護和有效管理的重要基礎性工作，清晰的邊界也是國家公園監(jiān)督管理的重要憑證。事實上，國家公園勘界立標是依法依規(guī)開展自然保護地建設的前提，形成相關各方認可、準確清晰的邊界，有助于推動國家公園規(guī)范化建設和精細化管理，確保國家公園生態(tài)發(fā)展和執(zhí)法監(jiān)督有據可依[2]。

3S技術是指地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS） 。3S技術是對地空間數(shù)據獲取、管理、分析和應用的三大支撐技術，GIS對所得到的空間信息進行綜合分析[3]，同時對多樣化空間信息數(shù)據成果進行系統(tǒng)管理，RS實現(xiàn)對空間實體變化情況進行廣泛、高精度判斷，GPS實現(xiàn)對區(qū)域位置進行快速精確定位，同時宏觀地獲取信息。

3S技術作為勘界測量重要的技術力量，可支撐國家公園勘界立標和信息化建設的任務，根據自然保護區(qū)勘界立標技術規(guī)程內容，具體應用于前期資料收集與整理，實地踏勘調查、內業(yè)資料處理、界線勘測、勘界成果管理、最終成果驗收與歸檔，可以看出，3S技術貫穿勘界立標項目整體過程[4]。

在資料收集初期，通過RS可了解國家公園范圍內地形地貌等基礎自然地理情況。對于不同時間的遙感影像分析，了解界線范圍內動態(tài)變化信息，對于最新高清遙感影像分析，了解國家公園范圍內道路通達等情況，為后期外業(yè)調查和走訪調查提供技術支撐。在收集界線相關資料，需要對不同資料進行整理，GIS的數(shù)據整理和處理功能，可實現(xiàn)不同數(shù)據源坐標系和數(shù)據類型的統(tǒng)一。在實地踏勘調查階段，對于大熊貓國家公園界線勘測、定標點預設測量、實體安裝測量和檢查驗收等，都采用GPS技術，GPS定位導航，可實現(xiàn)測繪工作效率高、精度高。在內業(yè)資料整理階段，GIS強大的處理、分析、顯示、制圖等功能，結合RS遙感影像和GPS野外實測資料成果，完成國家公園勘界成果，一方面提供準確的矢量數(shù)據資料和經緯度坐標信息，另一方可提供國家公園勘界立標技術規(guī)程內和數(shù)據格式和完成相關成果圖集的制作，為國家公園勘界立標信息管理系統(tǒng)提供標準數(shù)據源和成果內容。

國家公園勘界立標項目，需為涉區(qū)域相關人民政府解決因權屬不清或行政管轄邊界不明確等邊界問題，落實國家公園界線，確定地方管理的邊界線，維護地區(qū)穩(wěn)定。也需為涉區(qū)域調查、收集和整理國家公園區(qū)域豐富客觀的自然地理等原始資料，為涉區(qū)域相關人民政府在今后國家公園生態(tài)保護與利用發(fā)展提供基礎數(shù)據。借助3S技術手段來完成國家公園勘界立標工作，同時利用3S技術手段來管理國家界線信息，一方面可以提供國家公園勘界的精度，另一方面，改變傳統(tǒng)制圖手段，縮短制圖時間，也便于資源共享、存儲和數(shù)據管理工作。

1 基本情況

1.1 大熊貓國家公園四川片區(qū)

2021年9月，國務院印發(fā)《關于同意設立大熊貓國家公園的批復（國函）〔2021〕102號》，明確了大熊貓國家公園總面積和四至范圍[5]。大熊貓國家公園四川片區(qū)由岷山片區(qū)、邛崍山-大相嶺片區(qū)組成，根據試點方案數(shù)據，劃入面積多達20177平方公里，占總面積的74%[6]。

1.2 勘界立標主要任務

勘界立標主要任務內容包括資料準備與處理、邊界點和定標點預設、定標點實地踏勘、邊界地形圖更新和邊界線標繪、邊界線附圖和走向說明編制、成果確認、定標點埋設、定標點測量、數(shù)據庫和系統(tǒng)建設、成果整理與檢查驗收[7]。

1.2.1 資料收集與處理。資料收集包括：國家公園內原自然保護地或國有林場申報、批復相關文件、已有界線等資料、基礎地理信息數(shù)據、1∶10000或1∶50000比例尺地形圖、村級及以上行政界線數(shù)據資料、高分遙感影像、全國國土調查及林地、草地、濕地等專項調查成果、交通、水利、礦業(yè)、農業(yè)等相關規(guī)劃和數(shù)據。

對收集到的文本資料進行數(shù)字化、拼接融合、坐標轉換、拓撲檢查等處理，并進行面積比對、與行政界線關系檢查、相鄰邊界范圍空間檢查[8]。根據國家林草局下發(fā)國家公園界線，進行勘界工作底圖制作。

1.2.2 勘界落圖。根據涉界區(qū)相關背景資料分析，遵循自然保護地勘界立標的基本原則，結合涉界區(qū)的歷史沿革情況、等高線地形地貌、最新高清遙感影像和地方管理等因素，完成國家公園勘界落圖初步方案。初步方案成果需征求涉界區(qū)省、市、縣有關部門的意見后，進行補充調查與調整。再次完善形成國家公園管理界線方案，呈送涉界區(qū)人民政府與相關部門進行報批，并完成界線協(xié)議書的簽字后，勘界落圖工作得以全部完成。

勘界落圖成果包含更新后邊界地形圖、邊界線標繪、邊界附圖、走向說明編制。

1.2.3 定標點預設。

1.2.3.1 定標點預設。在邊界地形圖中，根據國家公園范圍、界線走向和分區(qū)邊界，以能控制邊界線的基本走向為基本原則，預設邊界點位置。

預設邊界點和定標點位置要反映邊界線走向，具有重要意義的邊界點上，為指示界線、提醒民眾；要充分兼顧土地調查、空間規(guī)劃等已有專項數(shù)據，避免較大爭議與分歧。

1.2.3.2 定標點規(guī)格與編號。定標點具體規(guī)格、編號與尺寸參考相關文件，如大熊貓國家公園定標點規(guī)格與編號參考相關政策文件。如大熊貓國家公園定標點分為，入口界碑、大型界碑、中型界碑、小型界碑、界樁和區(qū)樁。

1.2.4 定標點實地踏勘。定標點實地踏勘：定標點實地踏勘時，以國家公園定標點位圖上的預設點位為基準，在現(xiàn)場進行踏勘，選定每個定標點的具體埋設位置，采集選定定標點位置信息，并拍攝實地照片。

1.2.5 定標點埋設。按照預先選定的點位，在實地埋設預制好的界樁（碑）。

1.2.6 定標點測量。定標點測量要以定標點埋設實際為準的原則，坐標和高程以現(xiàn)場埋設后實測為要求，采用CORS技術，結合似大地水準面精化成果進行RTK快速定位，滿足自然保護地勘界立標測量精度同時，也能較大保證工作效率。

1.2.7 數(shù)據庫及系統(tǒng)建設。國家公園數(shù)字信息管理系統(tǒng)是實現(xiàn)定標點智能化、信息化、可視化管理的平臺和手段。

1.2.8 成果輸出與管理。根據工作底圖和野外實測數(shù)據，利用管理系統(tǒng)生成矢量數(shù)據，按照自然保護地勘界立標技術規(guī)程的要求，成果包括邊界矢量圖、邊界點坐標表、邊界走向說明、邊界附圖、勘界報告、定標點坐標、立標信息數(shù)據庫及信息管理系統(tǒng)等。其中文檔整理內容包括邊界點成果臺賬表、定標點登記表、邊界協(xié)議書、邊界地形圖、邊界附圖等。對國家公園勘界立標的法律、法規(guī)和各種背景資料、定標點埋設、地理坐標等資料和信息進行管理。

2 “3S”技術在大熊貓國家公園勘界立標的應用

2.1 GIS內業(yè)處理

結合涉界區(qū)的實際情況，選用國家公園范圍內高清遙感影像，參照1∶1萬和1∶5萬地形圖、全國第三次土地調查數(shù)據、涉及行政區(qū)內界線圖等，在地理信息系統(tǒng)軟件ArcMAP中，對邊界走向進行技術處理。

將地形圖和高清遙感影像進行疊加分析，以河流、山脊、溝渠等自然地理界線為界時，明確邊界以地物中線為界還是以某一邊線為界；確無明顯自然地理界線的區(qū)域可以等高線為界進行界線繪制。通過全國第三次土地調查權屬和地形圖數(shù)據分析，充分考慮同一地塊的土地權屬、類型等實際，考慮同一權屬或類型的地塊進行整體劃定，進行邊界線預處理。

2.2 外業(yè)調查

2.2.1 無人機傾斜攝影測量技術應用。在勘界落圖工作中，根據內業(yè)處理資料，進行勘界現(xiàn)地核實，對于地形地貌有變化的區(qū)域，需進行無人機傾斜攝影測量，更新地形圖。

大熊貓國家公園勘界立標項目根據室內判讀，對界線附近地形地貌有變化的區(qū)域進行航空攝影測量，采用大疆無人機進行外業(yè)數(shù)據采集，生產DOM和DEM數(shù)據，能在短時間內完成現(xiàn)場數(shù)據收集及分析[8]。

2.2.2 CORS-RTK技術應用。CORS-RTK技術已廣泛應用于測繪工作中，結合省級似大地水準面精化成果，平面±2cm，高程±5cm的設計精度，完全滿足國家公園界線勘測的精度要求。利用CORS-RTK可以在快速完成定標點測量與放樣工作，與傳統(tǒng)GPS靜態(tài)技術與全站儀測量技術相比，極大的提高生成效率[9]。CORS-RTK主要用于影像控制點采集、定標點現(xiàn)場踏勘、和定標點埋設后測量工作內容。

影像控制點采集：控制點選取應均勻分布，通過對有代表性建筑體的選擇，如墻角、明顯道路交叉口等地方進行數(shù)據采集。通過控制點進行影像矯正，確保影像無畸形誤差。

定標點現(xiàn)場踏勘：已通過內業(yè)進行完成定標點現(xiàn)場踏勘，在實際踏勘過程中，通過導入國家公園界線，利用CORS-RTK高精度定標，進行放樣，確保定標點在到國家公園界線上誤差范圍內。

定標點測量：實際埋設后，通過CORS-RTK技術進行坐標點采集，通過網絡設置，獲取高精度國家公園定標點埋設坐標。

2.2.3 手持GPS的應用。手持GPS是便捷定位導航設備。先將預設定標點輸入手持GPS終端，根據移動端坐標定位來尋找定標點具體位置，可較為快速準確到達預設定標點[9]。

2.3 信息管理系統(tǒng)

根據工作底圖和野外實測數(shù)據，利用GIS技術將數(shù)據成果進行總結，其中包括，國家公園面圖層數(shù)據、國家公園界線圖層數(shù)據、國家公園定標點圖層數(shù)據。通過對定標點管理部署，通過Arcserve服務器，進行發(fā)布和訪問。通過對數(shù)據庫標準管理，把對應的相關文檔和照片資料進行數(shù)據庫信息管理。

3 結束語

3S技術在國家公園勘界立標中的應用，使內業(yè)處理、外業(yè)核實調查和成果數(shù)字化管理得到有機結合，保證內業(yè)初步成果資料有依據，外業(yè)信息采集準確性，最終成果規(guī)范具有統(tǒng)一管理性，實現(xiàn)數(shù)據采集、處理、應用和管理統(tǒng)一。與以往的數(shù)據調查方法相比，3S技術具有精度高、可操作性強、更新快、節(jié)約人力物力、成果統(tǒng)一等優(yōu)點，是今后國家公園勘界立標發(fā)展的方向，能為國家公園界線綜合信息管理系統(tǒng)領域提供實時、精確的信息。隨著3S技術不斷發(fā)展和國家國家公園勘界工作的進一步深入，必將極大提高國家公園勘界立標工作效率和勘界立標成果的科學性和準確性[9]。