基于遙感技術的自然資源監測監管研究

袁曉波

（東明縣自然資源和規劃局，山東 東明 274500）

1 遙感航測技術概述

1.1 遙感航測技術構成

遙感航測技術是指通過無人機低空飛行狀態，并且選擇航空攝影技術等，對地面進行拍攝反饋，這會增強調查人員對相關信息獲取與分析的效果。這項技術重點涵蓋地面控制技術體系、無人機飛行技術體系、航拍攝影技術體系以及信息傳輸技術體系等。地面控制技術是指在無人機飛行時，對其飛行任務展開調整與控制操作，創建相關的飛行路徑信息、飛行參數信息以及飛行航跡信息等，從綜合層面上對無人機飛行情況展開有效的監控。無人機飛行技術成為遙感航測技術的核心飛行管控體系，主要包括地面控制站構成部分、信號傳輸設備構成部分以及機載飛行控制構成部分等。航拍攝影技術是參考各類監測需要，以此配置合理化的遙感傳感裝置，包括高清數碼相機設備、偵測地面雷達設備以及氣象傳感器設備等。信息傳輸技術是要對地面控制技術和無人機飛行技術展開數據鏈接操作，能夠保障兩者間通信的時效性，進而可以保證遙感航測工作的有效推進[1]。

1.2 遙感航測技術的核心技術

在第三次國土信息調查過程中，遙感航測技術主要選擇傾斜拍攝測量方式，在具體應用中會關聯如下所述的核心技術。（1）航拍影像預處理技術。要想保證航空拍攝數據信息的高品質，不能出現漏拍情況、畫質不清晰問題以及內容扭曲現象等，要借助于此項技術全面檢查航空影像數據信息，可以保障其具備完整性和真實性特征等。（2）紋理映射技術。這項技術能夠創建全新的空白模型體系中的管理數據信息，利用具體信息構造實景3D模型。（3）空三加密技術。也可以將其稱之為空中三角點位測量技術，將其應用在3D影像測量時，先是要分析預先設置的控制點位坐標參數，求解加密點位平面坐標值系數，能夠提升數據信息的處理精確性。

2 遙感航測技術應用優勢

2.1 真實性

國土數據信息調研有著非常高的調查結論標準，務必要充分保障數據具備準確性和真實性，杜絕出現數據的虛假和不精確問題，從而規避可能出現的惡劣社會影響。通過遙感航測技術獲得的測量數據信息，具備較為理想的真實性，在某些存在復雜性的地理環境、多變性的地貌特征以及較高困難的測量區域中，如果選擇人工作業方式，可能無法選取最佳拍攝角度，并且存在攝影位置的難題等。而選擇遙感航測技術，可以快速獲取土地數據信息，無人機具備的小體積與簡便性等特征，能夠保障其具備全方位的拍攝角度與靈活的拍攝位置，可以在最大層面上保障數據信息獲取的精確度與真實性，從而為后續的數據處理分析帶來信息的可靠性[2]。

2.2 便捷性

在國土信息調研活動中引入遙感航測技術，能夠使操作簡捷，從而讓調研工作保持高效。通過遙感航測技術的使用，可以顯著強化調研工作的效率，在保障數據信息具備精確度和真實性時，也能更加充分利用各類所需數據資源，有效控制成本。譬如，在某些有著廣泛覆蓋面積、復雜工序的偏遠測量調查區域中，鑒于測量人力資源的匱乏，此時選擇遙感航測技術，能夠在沒有增加工作人員規模的前提下，更好地完成所有土地測量任務，并且將測量結果進行完善處理，保證測量數據信息的精確度和全面性。

2.3 高效性

遙感航測技術有著卓越的應用價值，這也是輔助全國第三次土地資源信息調查工作有效完成的核心影響要素。相較于傳統土地信息調研手段而言，遙感航測技術會在諸多領域中均產生理想的優化效果，能夠讓數據信息具備高品質，同時會減少測繪工作人員的工作任務量，讓調研工作的發展趨向具備自動化特征和信息化特征等。并且在完善調查工序時，可以減少因惡劣天氣的負面影響而出現調查工作的不利局面，譬如自然暴雨、風雪等現象。假如調研工作沒有較高效率，會產生時間不匹配現象，由此會出現比較顯著的數據制約后果。譬如，在交通落后與復雜環境的偏遠山區中，采用傳統土地信息調研方式會有著很高的工作難度，以及較多的數據交互時間等，這會對后續工作流程的開展產生阻礙。選擇遙感航測技術，可以克服上述問題，并且對調查技術進行優化，能夠輔助調研工作有效完成。

3 衛星遙感監測技術智能化應用

3.1 輔助自然資源執法監察工作

3.1.1 違法建筑監測

采用人工智能技術與數據處理技術等，可以在指定時段中，對建筑體的變化區域展開地圖斑點數據信息的自動提取操作。與此同時，參考往年建設用地的報批業務數據與土地供應的業務數據等，可以對沒有履行有關程序的可疑建設活動進行預警控制。并且能夠參考規劃審批的數據信息內容，結合太陽高度角影響要素與建筑陰影長度影響要素等，對采光情況與層高情況進行估算，將其中存在的可疑違法現象篩查出來，并將有關數據信息傳送至基層執法工作人員，讓他們進行專業化研判，在必要時可以選擇現場驗證的檢查方式[3]。

3.1.2 土地閑置監測

在與審批系統進行聯動時，將通過審批后產生的土地共用數據范圍納入到重要議題中，依據違法建筑監控預警數據信息，并且利用人工智能技術，以獲取監控目標的地塊數據信息，采用比較研究方式探討建筑邊界范圍的前后情況，假如在供應后的某個時段中未出現建筑體，或者產生顯著的建筑改變情況，可通過篩選方式產生預警，其中包括具備可疑性的閑置土地數據等[4]。

3.1.3 監控礦山私人開挖和非法開采

主要是在夜間時段中出現私人開發與違法開采等作業現象，此類施工一般選擇大型工程設備，常見分布于山區中豐富礦產資源的區域。參考以上特征，能夠對這些高風險地區展開密切監控。在出現生產活動后，選擇熱紅外遙感技術與發光遙感技術等展開實時監控；如果從交通角度進行分析，可以高效監控車輛運行時產生的軌跡，也會給打擊上述問題提供重要的線索與證據。

3.2 耕地保護監測

3.2.1 農地非農化

有效整合高分辨率衛星遙感圖像技術與建筑物提取技術等，參考建設用地審批數據信息，智能化獲取以農田區域為代表的各種可疑違法建筑物，同時對可疑數據信息展開預警監控，同時對比分析背景數據信息，進而杜絕破壞田地的違法現象。以年度與月度為時間單位，定期監測設備農業用地情況，改變傳統的監控模式，采用無人值守的監管體系[5]。

3.2.2 非糧食耕地

高效處理高分辨率遙感圖像數據信息與高光譜衛星數據信息等，尤其是要利用“紅邊”波段遙感數據資源，依據農作物具備的光譜特征，對農作物類型及其面積展開分類與估測。有效辨識耕地區域中非糧食的實際面積信息與類型信息等，從而為保護與監管耕地帶來大量的第一手數據資源。

3.2.3 能力動態評估和核算

利用各類校準數據資源，可以將高光譜數據信息應用在動態監測指定作物的生產領域中，同時也會給農業用地的類型劃分帶來動態評估數據信息。

3.3 生態紅線監測

3.3.1 生產活動監控

主要監測自然保護區中出現的生產活動現象，能夠監測可見光信號、熱紅外信號以及夜光信號等，利用人工智能技術對車輛圖像數據信息以及生產設備圖像數據信息等展開深度學習活動，要監控可疑生產活動，并且錄入具體的活動部位參數，同時產生預警信號。

3.3.2 生態破壞監測

借助于SAR雷達技術等，監測在自然保護區中由于人類生產活動而出現山體的破壞問題、滑坡問題以及沙坑問題等。假如鎖定可疑破壞現象后，快速產生預警信號，為無人機巡邏，或者人員巡邏等驗證活動提供便捷，從而增強快速發現問題的時效性。

3.3.3 荒漠化趨勢監測

高效處理可見光數據信息與高光譜數據信息等，選擇年度時間單位與月度時間單位，對比分析草地數據信息與耕地數據信息等，利用提取技術與分類方式，以此研究草地耕地的荒漠化發展趨向與實際的定位信息，為自然資源精細化管控活動提供必要的數據支撐。

3.4 創新遙感技術方法體系

國家要搶占全球觀測技術領域的制高點，大力推進智能化遙感填圖技術、以大數據技術與云計算技術為依托的生態環境遙感綜合監測技術，以及高精度遙感地體解譯技術等。完善地質智能感測系統，打造地面與星空地觀測的綜合性實時監管網絡平臺。持續拓展“三位一體”（即地質云技術方面、大數據技術方面以及智能化技術方面）的整體布局體系，要提速新一代信息技術的融合應用效能，譬如包括遙感技術體系、5G技術體系、區塊鏈技術體系、知識圖譜技術體系、空間信息技術體系等，把獲取的多源自然資源調查監控數據信息轉換成“數字地球”的重要資源，同時有效增強地質調查的現代化工作水平與社會服務化水準。

3.5 碳源匯時空分布狀況的調查反演

衛星遙感技術成為區域尺度中探測大氣碳濃度參數的重要途徑，已經在國內外的有關應用中獲取大量的應用成果。2016年，我國發射第一顆CO2科學觀測實驗衛星，使我國成為全球第三個能夠具備碳衛星數據信息搜集技術的國家。這個“碳衛星”搭載使用的高光譜溫室氣體探測儀能夠精確反映大氣CO2濃度參數，同時能夠對相關氣體成分的分布情況與密度改變狀態進行動態監測，可以給應對全球氣候變暖問題帶來精確的數據參考依據。2019年，國家地質調查局在配合國家林業與草原局展開的國內泥炭碳庫調研工作中，也漸漸摸索出基于“遙感反演-地面鉆探-實驗測試”一體化的碳源匯時空分布調查監測技術系統，期待可以借助于遙感技術迅速獲取有關數據信息，以此研究泥炭的形成時期、對應的成炭階段以及氣候環境等，用于分析以青藏高原為代表的典型區域中泥炭發育時碳循環進程及其對氣候變化產生的作用，這會給我國在國際氣候變化領域中逐漸提升話語權帶來重要的科學支撐作用。

4 地基、空基遙感監測技術智能化應用

4.1 無人機

選擇無人機技術等進行重點區域的巡邏工作，也可以采用以BP網絡為代表的人工智能技術，從而實現對各類監測目標的自動識別，譬如工程設備數據信息、礦山機械數據信息、運輸車輛數據信息等，能夠及早發現違法違規行為，并且進行及時預警。可以搭載熱紅外監測載具以進行熱源信號、火源信號的追蹤檢測。選擇搭載激光LIDAR設備監測重點監控區域中礦山開采地形數據信息。

4.2 高空攝像頭

在重點區域監測中利用高空攝像頭（鐵塔搭載），從而對大區域違法活動進行監控。與此同時，通過GIS技術實時獲取疑似違法行為的坐標參數，并且要聯動使用自然資源管理業務平臺，快速調取與審批數據信息，研究相關信息是否有規范化的審批手續流程、是否出現基本農田被侵占，以及土地利用總體規劃是否科學等，要快速預警與迅速解決不合規，甚至違法的建設活動。

5 結束語

以上技術應用方式能夠高效解決在自然資源監測監管時出現的車輛人力資源匱乏，以及工作效率低下的負面問題，不斷強化執法和監測時的自動化水準，減少問題發現時間，利用地基遙感監測技術、空基遙感監測技術以及天基遙感監測技術等，參考監測監管對象具備的光譜特征與雷達信號等，從而快速鎖定違法行動，并且進行及時管控。參考長期收集與整理的遙感數據信息，可以對各類自然資源管控對象進行動態監管，譬如土地利用領域、資源開發領域以及城市演變領域等，不斷強化自然資源管控效能。