衛星遙感在浙江省國土資源管理中的應用與發展

浙江省土地勘測規劃院 沈國明 關 濤 戴勇毅 敖為赳 王善華 王建鋒

衛星遙感在浙江省國土資源管理中的應用與發展

浙江省土地勘測規劃院 沈國明 關 濤 戴勇毅 敖為赳 王善華 王建鋒

遙感是20世紀60年代新興的科學領域之一。它是人類邁向太空，對地觀測，獲取地表空間信息的一種先進科學技術和生產力，具有宏觀、準確、綜合地進行動態觀測與監測的能力。作為采集地球數據及其變化信息的重要技術手段，在各領域得到廣泛的應用。

一、衛星遙感在浙江省國土資源管理中的應用與研究

隨著遙感數據源向著更高空間分辨率和光譜分辨率發展，處理信息技術更加成熟，遙感技術的浙江省國土資源管理工作中應用更加廣泛和深入。

（一）土地利用遙感監測和執法檢查工作中的應用

1996年，浙江省在全國率先利用TM數據對全省開展了包括農用地、建設用地、水域、和未利用土地等地類的土地利用覆蓋監測。從1997年開始，在國土資源部統一組織下，并利用多源、多時相數據對杭州、寧波、溫州等重點城市開展土地利用動態遙感監測。1999-2010年，新一輪國土資源大調查階段，國土資源部確定浙江省為全國土地利用動態遙感監測試點省份之一。浙江省國土資源管理工作中應用了SPOT4、SPOT5、IKONOS、QuickBird、WordView-1、福衛2號、P5等衛星數據，開展了50萬人口以上城市遙感動態監測、國家級開發區（園區）遙感監測、城鎮規模擴展監測等項目，對部分重點城市的城鎮建設用地規模、新增建設用地、土地利用總體規劃執行、耕地變化、基本農田保護情況等分別進行了監測。

2003年，浙江省啟動了第一次省級衛片執法檢查工作，重點對國家監測城市外的地級市和部分縣域進行了監測，工作成效顯著。經過多年國家級和省級的土地礦產衛片執法檢查，應用國產衛星數據、無人機拍攝等多種遙感手段，形成了天上看、網上查、地上管的執法體系，對違法用地者產生強大的警示和宣傳作用，使土地執法檢查更為公正、科學。

（二）土地利用調查工作中的應用

遙感數據已經成為土地利用調查重要的信息源和數據更新手段。

1.開展了基于SPOT5衛星影像進行土地利用現狀更新調查的精度分析研究。2005年浙江省國土資源廳利用3S技術，通過野外實測工作和理論分析，對基于SPOT5衛星影像數據的土地利用現狀更新調查成果與基于1992年航片的土地利用現狀詳查成果進行精度分析和比較，提出了土地利用現狀更新調查中對SPOT5數據處理的意見和建議。認為完全基于SPOT5影像的1∶10000比例尺土地利用現狀更新調查存在一定困難，但作為變更手段是可行的。尤其對建設用地等部分地類的變更有較高精度，探索了利用衛星影像更新土地利用現狀數據等有關技術路線和方法。

2.完成了浙江省二次土地調查底圖生產。浙江省第二次土地調查底圖生產任務是國務院第二次全國土地調查辦公室在充分考察遙感試點項目承擔單位技術實力和數據源情況后，專門采取委托生產的方式，由浙江省廳承擔浙江“二調”底圖生產任務。浙江省院嚴格按照《第二次全國土地調查底圖生產技術規定》要求，完成了全省1米分辨率航拍正射影像圖，并提交各縣（市、區）國土資源管理部門使用，為浙江省第二次土地調查工作的順利開展奠定了基礎。

3.完成了2010、2011年遙感監測與變更調查工作的遙感數據生產。國土資源部從2010年下半年部署開展全國土地變更調查與遙感監測工作，其中遙感監測任務由國家統一采購覆蓋全國的最新遙感數據，組織加工制作遙感正射影像圖；與上一年度遙感正射影像圖疊加分析，提取年度新增建設用地監測圖斑。將遙感正射影像和監測圖斑等信息分期分批分發地方，為地方開展年度土地變更調查提供基礎資料。遙感監測任務由中國土地勘測規劃院組織部分省院和項目中標單位共同完成。浙江省院2010年遙感數據生產任務包括湖北省、江西省及河南省計72個縣共12.6萬平方公里數據生產任務；2011年包括新疆維吾爾自治區5個縣（市、區）共3.53萬平方公里數據生產。

4.連續開展了年度土地變更調查

工作。通過對前后時相高分衛星影像數據的疊加分析，獲取圖斑變化信息和空間定位，并進行相應的調查整合，從而更新土地調查數據庫。該應用充分發揮了影像快速準確發現變化信息的作用，提高了調查的全面性、及時性、準確性，使土地調查向集中、統一、協調、高效、全能的方向發展。

（三）地質災害調查與監測應用

浙江省是小流域滑坡、泥石流等地質災害多發省份。2007年，浙江省在全省48個縣（市、區）的小流域滑坡、泥石流易發縣開展地質調查與評價工作。采用1米分辨率航片或2.5米分辨率SPOT5數據，對流域的形態特征、居民點或工程設施分布、地質災害及不良地質現象、人類活動特征、溝谷阻塞程度等進行了解譯。該應用指導了常規地面調查工作的開展，減少了外業工作量，為快速、高效地完成小流域泥石流地質災害調查，獲取常規地面調查難以取得某些環境下的地質和地質災害信息，并為重點調查區確定提供依據。

浙江省多山、沿海，多見臺風暴雨氣候，較容易產生山體滑坡、泥石流等地質災害，利用遙感技術能夠第一時間持續穩定地獲取監測數據，可對災害性天氣的預報和地質災害突發現場連續觀察。為洪水、泥石流、滑坡等突發事件提供快速、詳實的影像數據支持和相關分析服務，有助于科學評估災害損失，提高應急處理成效。

（四）國產衛星數據在浙江省的應用研究與推廣

2011年，我國發射了“資源一號”02C衛星，填補了國內高分辨率遙感數據空白，標志著我國遙感衛星從科研試驗型向業務應用型的轉變。2012年，國土資源部牽頭編制的《陸海觀測衛星業務發展規劃（2011-2020年）》批復實施，明確要求加快急需陸海業務衛星建設，增強陸海觀測衛星數據保障能力，加強天地資源協調和利用，提高衛星系統快速觀測能力，加大國產衛星遙感數據在重大行業中的應用，提升國土資源調查監管效率。為做好國產衛星數據在浙江省應用與推廣，浙江省院連續開展系列研究與應用推廣工作，應用國產高分辨率衛星遙感數據改進耕地保護管理方式試點工作。

1.2011 年浙江省基于國產衛星數據的土地利用宏觀監測及規模化應用示范。以多級空間分辨率的國產衛星遙感數據（中巴資源衛星和環境減災衛星數據）為信息源，以3S技術為支撐，選擇典型示范區域，開展土地利用宏觀監測、調查與評價工作。借助空間分辨率優于10米的資源衛星數據、第二次土地調查、土地變更調查等土地調查及實地調查成果，評價宏觀監測成果的精度和可靠性。充分應用建設用地審批、土地開發復墾整理等國土資源管理信息，分析評價宏觀監測成效。對重點工程區域以及實施情況的動態變化進行跟蹤監測，進一步對實施效果進行分析評價。根據衛星遙感數據的特點，分析不同目標尺度下不同專題信息圖件生產過程存在的關鍵問題，探討解決方案，初步形成全省范圍快速開展宏觀監測的技術業務流程和實施方法。研究宏觀監測成果在土地監管、土地執法、土地督查、土地利用基礎數據更新等方面所能起到的作用。

2.2013 年浙江省高分土地資源應用示范與技術驗證。以浙江省奉化市為示范基地，針對華東地區的典型土地利用現狀和變化類型，依土地資源遙感調查監測技術規范，基于關鍵技術與應用示范系統研究成果，開展了基于GF-1/2衛星數據的土地利用動態遙感監測、土地利用變更調查、縣級以上城市規模擴展監測等關鍵技術、產品驗證及應用示范；進行了GF-3/5衛星土地資源遙感應用關鍵技術驗證，對關鍵技術預處理產品、專題產品進行精度驗證和質量評價，并進一步對其業務應用能力和適用性進行實踐應用評估，形成驗證結果和評價結論。形成的高分數據進入土地資源調查監測工作的應用技術流程與推廣模式，為高分土地資源應用示范系統業務化運行及高分衛星數據規模化應用奠定基礎。

3.2014 年國土資源應用即時服務系統浙江省應用示范。面向浙江省國土資源管理遙感綜合應用需求，按照國土資源應用即時服務系統業務運行模式，針對省內典型土地利用現狀和變化類型，開展了浙江省應用示范產品體系設計與標準研制，規范示范產品的說明、規格、格式、主要技術指標、表達方式、技術規范等內容，建立應用示范支撐基礎數據庫及軟硬件運行環境。按照國土資源應用即時服務系統業務運行模式，整合現有ZY-102C、ZY-3和GF-1等多源高分辨率國產衛星資源，形成面向國土資源調查監測業務，開展了浙江省圍海造田土地利用變化監測應用示范。監測對象主要是新增圍海造田用地類型、面積和分布，分析監測區域的土地利用變化狀況。同時，進行基于國產衛星數據的城鎮建設規模擴展監測與國土資源重大工程監測。利用系統輸出的各級要素產品和專題產品，開展了市級城鎮建設規模擴展監測和國土資源重大工程監測應用示范。以此為基礎驗證和完善了多源高分辨率衛星國土資源應用即時服務系統，形成適合浙江省國土資源遙感應用即時服務與應用模式，并提出后續多源高分辨率衛星數據應用改進建議。

4.2015 年浙江省多源國產高分衛星土地業務應用推廣。在浙江省持續開展了多源國產衛星土地業務應用評價和技術驗證。整合現有GF-1、GF-2、02C等多源高分辨率國產衛星資源，針對浙江省典型土地利

用現狀和變化類型，進一步拓展和深化國產高分衛星省級應用領域與范圍。根據土地資源遙感調查監測技術規范，基于關鍵技術與應用推廣系統研究成果，開展了浙江省建設用海監測應用推廣、浙江省灘涂圍墾監測應用推廣、浙江省基本農田監測示范等。以此為基礎，驗證和完善了多源高分辨率衛星國土資源應用技術流程和方案，形成了適合浙江省國土資源遙感應用即時服務與應用模式，為國產衛星土地業務應用方案及后續發展提供建議。

5.國產高分辨率衛星遙感數據浙江省應用試點。為了更好地貫徹落實最嚴格的耕地保護制度，提高耕地保護工作管理水平，按照國土資源部提出的“將國產衛星數據應用與地方國土業務工作結合，真正從地方實際業務工作需要的角度出發”的要求，浙江省選擇試點縣，采用最新國產高分辨率衛星遙感數據，開展信息化技術支撐下的有關改進耕地保護管理方式試點工作。根據浙江用地特點，提出了盆地丘陵區域水田墾造監測（衢州市衢江區），平原地區永久基本農田劃定與監測（嘉善縣），沿海區域灘涂圍墾造地監測（余姚市）三個試點縣（市、區）開展國產高分衛星數據應用推廣工作。嘉善縣、余姚市的做法在一月份召開的“國產衛星數據浙江省國土資源管理應用與推廣研討會”介紹了工作經驗，效果良好。

二、衛星遙感在國土資源管理應用中面臨的瓶頸

伴隨著遙感技術水平提高和快速發展，遙感數據在浙江省國土資源管理工作的應用也遇到了一些困難，亟待突破。

（一）面對多星海量數據呈爆發式增長趨勢，數據應用能力和效率有待提升

隨著《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》《陸海觀測衛星業務發展規劃（2011-2020年）》等國家重大規劃的實施，高分系列衛星已陸續發射。未來十年將會有更多的高分衛星發射上天，最高分辨率將達到0.5米，到2030年將發射16顆高分衛星，保持10-12顆衛星在軌運行，10-15天實現對全國國土范圍的有效覆蓋。在數據源瓶頸問題得到解決之后，應用體系、技術實力、相關的措施機制如何跟上數據爆發增長的節奏，如何消化和承接這些高質量的數據來服務國土業務，對遙感數據應用能力是一種挑戰。

（二）面對日益增長的國土業務工作應用需求，遙感技術應用與業務工作結合能力有待加強

伴隨著深入推進國土資源行政審批制度的改革，做好對下放行政審批事項的落實和銜接，從注重事前審批為主向事中與事后管理為主轉變，加強全程監管，是今后國土資源管理工作的重要任務。遙感技術可以作為事中、事后監管的有效手段，能夠有效滿足國土管理工作業務新需求。目前，各級國土部門遙感技術應用還很被動，參與數據獲取和數據處理等的過程較少，對遙感技術應用的理解不全面，主動應用遙感手段解決業務工作中還有待進一步提高。

三、衛星遙感在浙江省國土資源管理中應用發展

遙感技術已經成為國土資源管理工作不可或缺的手段。隨著國產衛星技術水平提高和國家級應用體系建設的完善，數據源、數據處理手段、數據存儲等問題逐步得到了解決。因此，在“十三五”期間，要著力在“更加注重資源環境保護，更加注重提高耕地質量，更加注重資源節約集約，更加注重創新驅動”四個方面應用好國產衛星數據，全面切實服務于國土資源管理事業。

（一）夯實一個實體機構

浙江省院要通過強化省級衛星數據應用中心建設，大力推進地方與中央單位之間的數據和成果共享服務。積極加強經驗交流與共享，不斷提高數據應用效率。在保障省級應用的同時，積極為市、縣提供數據產品、技術培訓等服務，讓衛星數據全面應用的起來，為遙感技術應用良性發展搭建好平臺。

（二）暢通一個網絡體系

構建部院、省院、市縣的衛星影像數據傳輸網絡體系。把省院作為省級中心節點，暢通部級、省院影像產品與數據能夠迅速惠及相關市、縣。讓衛星數據應用更加順暢，實現數據快速響應，滿足應急需要。

（三）構建一個工作機制

要加強需求導向指引，提高供給側能力保障。通過實體機構工作機制建設，迅速反饋省級、市縣需求直達部級。通過這個機制反饋上去，共享經驗，提高工作效率，切實釋放主動謀劃應用好衛星數據的潛力。

（四）提煉一套技術標準

國務院發布的標準化制度改革方案要求中央一級要把國家和行業的標準做好，地方要把地方的標準做好。目前以遙感為主打的標準很少。浙江省衛星遙感工作有多年的基礎，完全可以通過一些工程提煉出一批地方標準。標準的建立是固化了成熟的工程。成熟的技術體系對遙感數據成果也是一個質量保證。

經濟發展新常態是當前和今后一個時期指導我國經濟持續健康發展的重要戰略思想。國土資源是經濟發展的基本要素，具有保障和約束雙重作用。要努力把握新常態給我們帶來的機遇和挑戰，全面服務于國家建設。衛星遙感技術在國土資源管理領域應用方興未艾。