合肥市自然資源市級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)實(shí)踐探討

文｜駱昌鑫

合肥市自然資源和規(guī)劃局

一、前言

為加快衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)，2019年全國自然資源工作會議部署了“加快建立貫通部、省、市、縣（鄉(xiāng)）的衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系”任務(wù)，自然資源部辦公廳印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)省級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)工作的通知》（自然資辦函〔2019〕874 號），要求各省建設(shè)與自然資源部衛(wèi)星技術(shù)體系和能力相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)的自然資源省級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心，服務(wù)各省自然資源職責(zé)的履行，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)要求“貫通部、省、市、縣（鄉(xiāng)）衛(wèi)星遙感應(yīng)用與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在建設(shè)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)市級節(jié)點(diǎn)部署率達(dá)到80%，縣級節(jié)點(diǎn)部署達(dá)到50%以上[1]”。

根據(jù)自然資源部的工作部署，各地均在加快推進(jìn)各級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心的建設(shè)。截至2020年底，全國31 個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)自然資源省級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心已實(shí)現(xiàn)了全覆蓋，市、縣（鄉(xiāng)）級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心（節(jié)點(diǎn)）建設(shè)也多點(diǎn)開花、不斷推進(jìn)，應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大[2]。

合肥市以“資源共享、務(wù)實(shí)管用”為目標(biāo)，全面開展自然資源合肥市、縣兩級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心的建設(shè)工作。本文結(jié)合自然資源合肥市衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心（以下簡稱“合肥市級衛(wèi)星中心”）建設(shè)實(shí)踐，探討各地級市衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)思路與未來發(fā)展。

二、建設(shè)目標(biāo)

合肥市級衛(wèi)星中心在自然資源衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)中具有承上啟下的作用，是省級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系建設(shè)的重要組成部分。合肥市結(jié)合自身情況，依托現(xiàn)有的遙感應(yīng)用技術(shù)力量和應(yīng)用基礎(chǔ)，將合肥市衛(wèi)星中心建設(shè)目標(biāo)設(shè)定為：建成合肥市級自然資源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和服務(wù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和產(chǎn)品定制服務(wù)，支撐保障和行業(yè)應(yīng)用，統(tǒng)籌全市（區(qū)、縣）土地調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)、資源環(huán)境、自然災(zāi)害等自然資源領(lǐng)域國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用需求與產(chǎn)品服務(wù)，加強(qiáng)縣（鄉(xiāng)）衛(wèi)星影像的共享與應(yīng)用，推進(jìn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的規(guī)?；瘧?yīng)用，全面提升合肥市各級政府自然資源決策支持服務(wù)能力以及精細(xì)化管理水平，加快政府治理能力的現(xiàn)代化。同時(shí)在此基礎(chǔ)上構(gòu)建合肥市大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的典型應(yīng)用示范工程，拓展合肥市遙感市場需求，促進(jìn)加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的吸引力和影響力，促進(jìn)空間信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)形成新的經(jīng)濟(jì)增長。

三、建設(shè)內(nèi)容

市級衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)主要涉及機(jī)構(gòu)、人員、資金、機(jī)房（軟硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）、辦公場地以及運(yùn)行機(jī)制等的建設(shè)[3]。

合肥市級衛(wèi)星中心原則上不搞大規(guī)模能力建設(shè)、不新增機(jī)構(gòu)和人員，以現(xiàn)有的自然資源系統(tǒng)內(nèi)單位為依托單位，合肥市自然資源和規(guī)劃局信息中心作為建設(shè)單位，合肥市測繪技術(shù)研究院為共建單位，合肥市級衛(wèi)星中心工作人員從依托單位和建設(shè)單位抽調(diào)，具有遙感、信息系統(tǒng)和自然資源調(diào)查監(jiān)測專業(yè)背景的人員。

合肥市級衛(wèi)星中心的機(jī)房利用自然資源部門現(xiàn)有機(jī)房，與省級中心的連接可基于現(xiàn)有的自然資源專網(wǎng)，建設(shè)初期可配置工作站或服務(wù)器以及存儲設(shè)備，滿足基礎(chǔ)的影像數(shù)據(jù)接收和管理能力；建設(shè)后期，可配備相關(guān)專業(yè)遙感影像處理軟件及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，搭建數(shù)據(jù)處理場所，實(shí)現(xiàn)自主專題影像產(chǎn)品制作和信息提取，自主開展遙感監(jiān)測監(jiān)管；另外，為拓展應(yīng)用渠道和服務(wù)模式，可按需搭建衛(wèi)星遙感應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)或平臺，進(jìn)一步提升合肥市級衛(wèi)星中心服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與管理水平。

合肥市級衛(wèi)星中心建設(shè)納入合肥市自然資源事業(yè)發(fā)展規(guī)劃和計(jì)劃，建立衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)的接收、存儲、加工、生產(chǎn)和共享等數(shù)據(jù)管理機(jī)制，健全日常管理、項(xiàng)目管理等相關(guān)規(guī)章制度，保障中心工作正常運(yùn)行。

四、建設(shè)成效

經(jīng)過一年多的建設(shè)和應(yīng)用探索，合肥市級衛(wèi)星中心在各方面取得了較好的成效，通過合肥市級衛(wèi)星中心運(yùn)行實(shí)踐，充分發(fā)揮了衛(wèi)星遙感和大數(shù)據(jù)技術(shù)在服務(wù)自然資源主責(zé)主業(yè)及生態(tài)文明建設(shè)中的重要作用[4]，也標(biāo)志著合肥市自然資源和規(guī)劃管理在創(chuàng)新發(fā)展理念方面又進(jìn)行了一項(xiàng)有益的探索。具體建設(shè)成效情況如下。

1.機(jī)構(gòu)隊(duì)伍建設(shè)

合肥市自然資源和規(guī)劃局信息中心作為建設(shè)單位，在其下加掛自然資源合肥市衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心牌子，聯(lián)合合肥市測繪技術(shù)研究院為共建單位，下設(shè)綜合辦公室、數(shù)據(jù)管理部、技術(shù)應(yīng)用部3個(gè)部門，形成合肥市級衛(wèi)星中心的整體組織架構(gòu)。從信息中心和共建單位抽調(diào)具有遙感、地理信息、計(jì)算機(jī)、測繪和土地管理等相關(guān)專業(yè)背景20 余人，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)較為合理的遙感應(yīng)用與服務(wù)專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。

2.運(yùn)行環(huán)境建設(shè)

依托合肥市自然資源與規(guī)劃局現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房和自然資源云平臺，搭建了衛(wèi)星遙感應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。通過自然資源專網(wǎng)上聯(lián)安徽省衛(wèi)星中心[5]，帶寬1Gb，下接各縣級節(jié)點(diǎn)，帶寬100Mb；通過單向網(wǎng)閘實(shí)現(xiàn)自然資源業(yè)務(wù)專網(wǎng)與電子政務(wù)外網(wǎng)在線交換信息，通過全市大數(shù)據(jù)共享平臺為全市各相關(guān)部門提供影像數(shù)據(jù)服務(wù)。具體部署架構(gòu)見圖1。

圖1 合肥市衛(wèi)星中心部署架構(gòu)圖

3.數(shù)據(jù)接收處理

實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)接收省衛(wèi)星中心推送的遙感影像數(shù)據(jù)和各級產(chǎn)品服務(wù)。利用遙感圖像處理軟件，對接收的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終輸出DOM 等成果（圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)接收處理成果圖

4.影像整合

整合構(gòu)建了全市統(tǒng)一的空間基準(zhǔn)、精度和分類標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，包括歷年遙感影像數(shù)據(jù)和自然資源調(diào)查監(jiān)測業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行了衛(wèi)星中心管理平臺與自然資源一張圖系統(tǒng)的對接，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、產(chǎn)品與自然資源主體管理業(yè)務(wù)的統(tǒng)籌管理和整合融合。

5.應(yīng)用服務(wù)

在省衛(wèi)星中心下發(fā)的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，以服務(wù)合肥市自然資源主責(zé)主業(yè)為目標(biāo)，逐步開展了相關(guān)專題應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)化生產(chǎn)，為合肥市自然資源調(diào)查、監(jiān)測、監(jiān)管（執(zhí)法）、評價(jià)、規(guī)劃等業(yè)務(wù)相關(guān)的重點(diǎn)項(xiàng)目和重大任務(wù)的衛(wèi)星應(yīng)用提供支撐服務(wù)。另外，通過前置共享交換機(jī)，將衛(wèi)星遙感產(chǎn)品和服務(wù)納入合肥市政務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺，實(shí)現(xiàn)了面向全市政府機(jī)關(guān)、行業(yè)部門的共享和應(yīng)用服務(wù)。

五、應(yīng)用場景與業(yè)務(wù)服務(wù)

合肥市級衛(wèi)星中心以應(yīng)用為核心，以服務(wù)為導(dǎo)向，加強(qiáng)衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)推廣力度，積極推進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用融入自然資源調(diào)查、監(jiān)測、監(jiān)管、評估、決策等主責(zé)主業(yè)，著力提高遙感影像在自然資源管理部門及各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，包括自然資源調(diào)查監(jiān)測、空間規(guī)劃、開發(fā)利用、所有者權(quán)益、執(zhí)法督察、礦政管理等[6]。具體思路如下：

1.年度國土變更調(diào)查

利用遙感影像開展年度國土變更調(diào)查，依據(jù)最新遙感影像分類提取疑似新增建設(shè)圖斑，并根據(jù)影像特征，對圖斑進(jìn)行分類，類型包括明顯建設(shè)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、別墅、水工設(shè)施、道路、鐵路、疑似建設(shè)用地、疑似設(shè)施農(nóng)用地、推堆土、光伏板、足球場、高爾夫球場、圍填海等類型；對耕地、園地、林地、草地和濕地等變化進(jìn)行監(jiān)測；形成年度國土變更調(diào)查成果，保持國土調(diào)查數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，支撐自然資源日常管理。

2.自然資源遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)

（1）地理國情監(jiān)測

利用高分辨率遙感影像，在前期地理國情普查與監(jiān)測形成的本底數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，疊加新一期標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)影像，利用相關(guān)資料，通過變化識別，對地表覆蓋和地理國情要素的變化情況進(jìn)行更新，形成地理國情信息數(shù)據(jù)庫。全面準(zhǔn)確地摸清地理國情家底，為了解國情、把握國勢、制定國策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)手段保障。

（2）自然資源開發(fā)利用遙感監(jiān)測

面向節(jié)約集約用地和土地開發(fā)利用監(jiān)測與評估需求，基于多源遙感影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建影像本底庫，實(shí)時(shí)開展低效用地、閑置土地、住宅用地等的識別、監(jiān)測和分析工作，為優(yōu)化開發(fā)自然資源利用格局，提升開發(fā)利用質(zhì)量，規(guī)范開發(fā)利用秩序，有效促進(jìn)自然資源集約節(jié)約利用提供基礎(chǔ)性支撐。

（3）城市要素監(jiān)測

利用高分辨率遙感影像，開展城市重點(diǎn)要素監(jiān)測，重點(diǎn)圍繞城市空間布局和形態(tài)、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界、基本公共服務(wù)、市政公用設(shè)施建設(shè)、綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、環(huán)境治理、應(yīng)急救災(zāi)、歷史文化保護(hù)等方面開展監(jiān)測，支撐國土空間規(guī)劃、城市評估與城市體檢、城市建設(shè)及精細(xì)化管理。

（4）農(nóng)村亂占耕地遙感監(jiān)測

利用遙感影像動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合土地衛(wèi)片執(zhí)法圖斑、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫和永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容，摸清農(nóng)村亂占耕地建房問題，掌握用地情況、出售情況、處罰情況等內(nèi)容，為田長制的職責(zé)落實(shí)提供技術(shù)支持。

（5）森林資源調(diào)查與監(jiān)測

利用衛(wèi)星遙感影像，進(jìn)行森林資源調(diào)查、森林蓄積量調(diào)查、森林火災(zāi)調(diào)查等，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)、林業(yè)資源利用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對全球變化等提供新的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)在林業(yè)調(diào)查和監(jiān)測中的應(yīng)用。

3.自然資源遙感監(jiān)督檢查業(yè)務(wù)

（1）輔助土地衛(wèi)片執(zhí)法監(jiān)督檢查

主要是基于前后兩期影像提取疑似違法建設(shè)圖斑。以下各圖示意的是合肥市長豐縣水湖鎮(zhèn)和左店鄉(xiāng)前后兩期影像（前時(shí)相為2020年10月分辨率為1m 的影像，后時(shí)相為2021年10月分辨率為2.25m的影像）對比分析提取的變化圖斑。

長豐縣水湖鎮(zhèn)疑似施工新增推填土（前時(shí)相影像中觀察為水田，后時(shí)相疑似推填土），如圖3所示。

長豐縣水湖鎮(zhèn)新增構(gòu)建筑物（前時(shí)相影像中觀察為水田，后時(shí)相中有明顯建筑物形成），如圖4所示。

長豐縣左店鄉(xiāng)疑似新增光伏板（前時(shí)相影像中觀察為坑塘，后時(shí)相中觀察坑塘上有疑似光伏板），如圖5 所示。

長豐縣左店鄉(xiāng)疑似挖田造塘造景（前時(shí)相影像中觀察為坑塘和部分水田，后時(shí)相中觀察部分水田疑似挖田造塘），如圖6 所示。

圖3 疑似施工新增推填土圖斑

圖4 疑似新增構(gòu)建筑物圖斑

圖5 疑似新增光伏板圖斑

圖6 疑似挖田造塘造景圖斑

（2）土地、礦產(chǎn)衛(wèi)片執(zhí)法監(jiān)督檢查

通過同一個(gè)地域前后兩個(gè)不同時(shí)點(diǎn)的衛(wèi)星遙感影像圖疊加對比，反映出該地域土地利用、礦產(chǎn)資源開采等的地表變化情況，通過信息處理與加工，獲取與礦產(chǎn)資源有關(guān)的信息，評價(jià)開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段對一個(gè)地區(qū)的土地利用、礦產(chǎn)資源勘查開采及耕地保護(hù)情況進(jìn)行監(jiān)測。

4.自然資源遙感監(jiān)管業(yè)務(wù)

（1）輔助土地供后監(jiān)管分析

圖7 是基于合肥市衛(wèi)星中心接收的2021年10月高分一號衛(wèi)星遙感影像，進(jìn)行加工提取的合肥市高新區(qū)疑似現(xiàn)狀空地和疑似低效用地分布等相關(guān)信息，通過衛(wèi)星遙感應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)提供相關(guān)數(shù)據(jù)分類查詢、統(tǒng)計(jì)。

圖7 疑似空地、低效用地分布

（2）礦山環(huán)境恢復(fù)治理監(jiān)管

礦山開采不僅占用大量土地資源，同時(shí)導(dǎo)致了地質(zhì)災(zāi)害及其隱患的存在。利用遙感影像數(shù)據(jù)可以獲取面域的周期性信息，進(jìn)行大面積同步檢測，信息覆蓋范圍大。對于已經(jīng)完成采礦的區(qū)域，按照有關(guān)規(guī)定應(yīng)進(jìn)行礦山環(huán)境恢復(fù)治理，準(zhǔn)確獲取礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)位置、面積、變化趨勢等數(shù)據(jù)，為礦政管理部門提供參考依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

六、探討與展望

目前，我國遙感衛(wèi)星已進(jìn)入快速發(fā)展階段，合肥市級衛(wèi)星中心要牢牢把握自然資源衛(wèi)星應(yīng)用的黃金機(jī)遇期，積極拓展遙感衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，全面服務(wù)自然資源管理主體業(yè)務(wù)和政府宏觀決策管理，持續(xù)加強(qiáng)衛(wèi)星應(yīng)用創(chuàng)新能力建設(shè)，加快推進(jìn)市級衛(wèi)星應(yīng)用體系建設(shè)。

然而，合肥市級衛(wèi)星中心建設(shè)多存在經(jīng)費(fèi)不足等情況，專業(yè)技術(shù)人員一般是從自然資源部門現(xiàn)有職工中調(diào)配，較好地支撐基于衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用和拓展應(yīng)用服務(wù)，但后續(xù)財(cái)政經(jīng)費(fèi)不足，難以持續(xù)維持創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)。市級中心建設(shè)可采取邊建設(shè)、邊應(yīng)用、邊服務(wù)的模式運(yùn)行，依托共建單位的技術(shù)人員和生產(chǎn)能力開展數(shù)據(jù)生產(chǎn)類業(yè)務(wù)[7]，并可依托高校的科研與創(chuàng)新能力開展應(yīng)用技術(shù)研究類業(yè)務(wù)。

從實(shí)際建設(shè)和運(yùn)行情況來看，合肥市級衛(wèi)星中心應(yīng)加強(qiáng)需求統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)滿足全市自然資源管理重點(diǎn)項(xiàng)目和重大任務(wù)的影像統(tǒng)籌保障；深入推進(jìn)衛(wèi)星遙感與自然資源管理的深度融合，圍繞自然資源管理業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，深度融合海量數(shù)據(jù)資源與多源、多尺度、多類型的時(shí)空數(shù)據(jù)資源，并結(jié)合應(yīng)用場景開展數(shù)據(jù)清洗、處理、分析、挖掘和可視化，提升新型應(yīng)用產(chǎn)品、專題產(chǎn)品研發(fā)能力，努力實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)在云、服務(wù)到端”的服務(wù)模式，從事前審批向事中監(jiān)管、事后評估的轉(zhuǎn)變，從關(guān)注數(shù)量變化向“數(shù)量—質(zhì)量—生態(tài)”三位一體精細(xì)化治理轉(zhuǎn)變的目標(biāo)[8]。另外，合肥市級衛(wèi)星中心建設(shè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)與當(dāng)?shù)刂腔鄢鞘袝r(shí)空大數(shù)據(jù)平臺和國土空間基礎(chǔ)信息平臺充分對接，為各部門提供服務(wù)，利用大數(shù)據(jù)結(jié)合云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、分布式數(shù)據(jù)庫等技術(shù)全面提升政府部門現(xiàn)代化管理治理能力，為我國自然資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供有效技術(shù)支撐。