自然保護地整合優化流程和數據標準化探究

生海迪，孫振喜*，李晉，孫文勝，譚樹亮

(1.山東省國土空間數據和遙感技術研究院，山東 濟南 250002；2.山東省海洋預報減災中心，山東 青島 266100)

0 引言

自然保護地是生態文明建設的核心載體，也是美麗中國的重要象征，在保護生物多樣性、 保存自然遺產、改善生態環境質量和維護國家生態安全方面發揮著重要作用[1]。自1956年我國建立第一個自然保護區以來，歷經60多年的發展，逐漸形成了以自然保護區為主體的自然保護地體系[2]，但是該體系的形成并未經過系統性整體規劃，因此存在范圍交叉重疊、多頭管理、邊界不清、權責不明、碎片化、保護與利用矛盾等諸多問題。為全面建成分類科學、布局合理、保護有力、管理有效、功能完備的自然保護地體系，2019年6月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳頒布實施《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系指導意見》[3]，提出到2025年完成自然保護地整合歸并優化工作，到2035年全面建成中國特色自然保護地體系。自然保護地整合優化是構建以國家公園為主體的自然保護地體系的重要基礎性工作，是實現自然保護地可持續發展的關鍵路徑[4]。自然保護地整合優化是以摸底調查和價值評估為基礎，編制自然保護地整合優化方案，整合交叉重疊的自然保護地、歸并優化相鄰自然保護地、補充保護空缺區域、轉換新舊自然保護地體系、優化邊界范圍和功能分區，解決歷史遺留和現實矛盾沖突等問題。然而，山東省自然保護地基礎數據缺少統一標準規范，數據匯總和統計難度較大，容易導致價值評估和整合優化預案質量不高，并且自然保護地整合優化各業務環節之間缺少有效銜接，容易降低工作效率，影響整合優化工作整體推進。此外，對整合優化各階段數據缺少分析匯總，無法為重大決策提供數據依據。因此，亟需解決數據管理和業務流程銜接中存在的不足，并為領導決策提供有力支撐。

本文將自然保護地整合優化各階段業務工作進行細化，對各個環節進一步明確，形成自然保護地整合優化標準化業務流程，采用統一數據標準規范各階段數據，并對自然保護地整合優化各階段數據信息進行深度挖掘，定制多種標準化分析模型，直觀展示各項關鍵指標，輔助領導決策，提高山東省自然保護地整合優化工作效率，為全面建成以國家公園為主體的自然保護地體系打下堅實基礎。

1 整合優化業務流程標準化

自然保護地整合優化工作業務流程依次分為調查摸底、價值評估以及預案管理三個階段，對每個階段進行統一規范的流程指引[5]，梳理出的自然保護地整合優化標準化業務流程具體詳見圖1。

圖1 自然保護地整合優化標準化業務流程

1.1 自然保護地摸底調查

摸底調查階段通過技術培訓，由市縣級進行現場實地調查、座談、資料收集整理后上報，經過省級主管部門技術組審核通過后進行數據歸檔。摸底調查獲取自然保護地及其周邊區域內各級各類自然保護地現狀、保護空缺情況信息和現有自然保護地沖突概況等。自然保護地現狀主要包括自然保護地類型、級別、數量、面積、功能分區面積、管理機構設置等信息。現有自然保護地沖突概況主要包括城鎮建成區、永久基本農田、成片集體人工商品林、礦業權、開發區、村莊和人口、設施建筑、違法違規情況等。

1.2 自然保護地價值評估

價值評估階段是由市級主管部門綜合全市自然保護地整理上報市級評估報告，并由專家組對各個保護地進行評估打分，省級技術組審核通過后，由省級主管部門編寫省級評估報告。根據自然保護地調查評估指標體系，建立自然保護地調查評估動態指標管理。對自然保護地區域內重要和典型的生態系統、自然遺跡、野生動植物棲息地和自然景觀及其分布、保護價值等進行專家打分評定。對現有自然保護地及其周邊區域內在資源自然屬性方面的代表性、稀有性、多樣性、脆弱性、原真性、完整性，在資源價值屬性方面的生態價值、科學價值、美學價值、經濟與社會價值，在自然保護地管理[6]基礎方面的管理機構與人員情況、范圍界線狀況、功能區劃情況、基礎工作情況、管理條件情況，在管理進展方面的管理措施、管理保障、管理成效、負面影響等進行專家打分評定。針對自然保護地空缺性評估及評級分析，建立保護空缺評價指標與賦分體系，并由專家進行打分評定。

1.3 整合優化預案管理

自然保護地整合優化預案管理階段由各縣編寫自然保護地整合優化預案上報到市級主管部門進行審核，并由市級主管部門編寫市級整合優化預案上報到省級主管部門，最終由省級主管部門技術團隊整理各級自然保護地整合優化預案，形成省級自然保護地整合優化預案并上報給自然資源部和國家林業和草原局。結合自然保護地整合優化工作預案編制大綱要求，各地市進行預案工作的編制，形成預案成果，完成自然保護地按不同類型、級別、功能分區、機構設置的全面整合優化[7]。整合交叉重疊的自然保護地，按照生態價值和保護強度高低依次整合設立國家公園、自然保護區和自然公園，按照同級別高保護強度優先、不同級別的低級別服從高級別的順序進行整合。歸并優化相鄰自然保護地，對同一自然地理單元內相鄰、相連的各類自然保護地，打破因行政區劃、資源分類造成的條塊割裂局面，按照自然生態系統完整、物種棲息地連通、保護管理統一的原則進行合并重組，合理確定歸并后的自然保護地類型和功能定位，優化邊界范圍和功能分區。將自然保護地空缺分析結果中生物多樣性豐富的生態系統、重要物種棲息地、生態功能重要、生態系統脆弱、自然資源價值較高、無矛盾沖突但尚未納入現有自然保護地體系的保護空缺地納入自然保護地體系，就近歸并到整合后的自然保護地，不能歸并的獨立區域，新建與其保護價值和區域范圍相匹配的自然保護地。

2 整合優化數據標準化

自然保護地整合優化數據包括自然保護地摸底調查現狀數據(自然保護地邊界范圍、功能分區、勘測定界成果)、整合優化調整各地市下發指標數據、預案調整前后數據、沖突問題數據、生態數據(中央環保督察、自然保護地“綠盾”行動等發現和列入整改清單的問題數據)等，涉及內容類型多，數據格式多，來源多，需要進行科學規范的數據標準化處理。具體按照以下數據規范處理。

(1)空間數據反映自然保護地各類空間信息[8-9]，由于各地市掌握的數據情況不同，會存在圖片、矢量、報告等多種數據形式，為方便數據匯總，統一使用國家大地2000坐標系統(CGCS_2000)和1985國家高程基準，并進行矢量數據轉換[10]，形成標準統一的空間數據，便于數據入庫。

矢量數據處理要求：①數據轉換處理時要保證轉換后生成的shape數據在內容上不少于轉換前的數據，即無損轉換，保證前期整理數據和數據庫中數據的實體一一對應。②地圖坐標系一致化，轉換為統一的坐標系統，便于數據的無縫拼接。③保證數據精度[11]，原有的數據格式與通用的GIS平臺[12-13]數據結構上存在差異，通過轉換程序達到入庫要求，降低原圖誤差。④分層精細化，原數據類型相同的地物其內部包含不同的特性，需要對其進行更精細化地處理，并定義各類屬性表數據結構，使數據的轉換更靈活、快捷。

(2)對于屬性數據[14]，在整理原有自然保護地整合優化相關規范的基礎上，結合數據應用、更新和管理等方面的標準和規范，建立統一的分類編碼庫，要求數據結構統一、字段含義一致，各數據因子代碼統一規范，行政單位編碼規則一致，數量單位換算到統一尺度，數據邏輯檢查無矛盾等。

(3)基于現有數據規范以及實際數據內容，建立元數據管理體系[15]，對數據表、字段、代碼集、函數、視圖、存儲過程、ETL、索引等元數據資源進行管理，通過一致性檢查，實現管理內容與物理內容的一致。

3 整合優化分析模型標準化

通過各種常見的圖表(速度圖、柱形圖、環形圖、預警雷達等)[16-17]對自然保護地整合優化業務領域的關鍵指標進行標準化展示，實現對指標的逐層細化、深化分析[18-19]，將摸底調查、價值評估、預案上報等形象化、直觀化、具體化呈現，為領導決策提供參考依據。標準化分析模型主要包括以下幾種。

(1)調查摸底分析模型。分析維度包括全省保護地總體概況、全省各地市保護地情況、保護地類型統計、管理機構統計、面積分析和自然保護地內沖突情況。

(2)價值評估分析模型。顯示山東省和各地市自然保護區、自然公園資源評估情況和管理評估情況。

(3)整合優化對比分析模型。顯示整合優化的前后對比情況，包括整體情況的前后對比，自然保護區數量、面積、沖突情況的前后對比分析等。具體模型如圖2所示。

圖2 整合優化對比分析模型

4 整合優化系統建設

通過對自然保護地整合優化流程和數據的標準化研究，形成了一系列自然保護地整合優化數據處理標準、業務流程規范和標準化分析模型。依托以上研究基礎，建立了自然保護地整合優化管理系統[20]，統一自然保護地整合優化工作各階段數據和業務流程標準，實現摸底調查數據的在線填報、保護地價值評估指標管理、專家在線評估、專家決策輔助審核、整合優化預案的自動核驗，輔助形成自然保護地整合優化標準預案，建立整合優化各階段成果數據庫，提高自然保護地信息化管理水平，并通過對整合優化各階段數據的深度挖掘，采用多維度標準化分析模型，實現自然保護地各類沖突問題和變化趨勢的智能分析與可視化展現。目前系統已為推進生態修復和保護、推進自然保護地建設管理、強化生態自然資源保護監管，最終為山東省建立以國家公園為主體的自然保護地體系提供了數據依據和決策支撐。系統功能架構如圖3所示。

圖3 系統功能架構

5 結語

通過開展自然保護地整合優化流程和數據標準化研究，制定標準化業務流程引導整合優化各階段工作有序開展，統一各環節數據標準，提升數據質量和應用效果，采用多種標準化分析模型，多維度、深層次地對各項關鍵指標分析研究并進行圖形圖表化直觀展示，為重大決策提供有力的數據支撐。將提出的標準化流程和數據應用于自然保護地整合優化管理系統中，顯著提高了山東省自然保護地整合優化工作效率。整合優化方案通過國家審核后，山東省將逐步形成以國家公園為主體的自然保護地體系，如何綜合運用移動互聯網、物聯網、視頻感知、二三維一體化等多種技術，做好自然保護地監管工作，將是筆者下一步研究的重點。