基于自然資源一張圖的智慧監管平臺設計及關鍵技術研究

文／王賽 中國建筑第八工程局有限公司 上海 200120

引言：

自然資源監管，是針對自然資源采取的有效保護方法。為了促進區域經濟效益與社會效益的協同提升，做好自然資源監管工作至關重要。在我國自然資源科技創新發展規劃當中，對自然資源智慧監管平臺優化設計的重要性做出了明確的指示[1]。因此，有必要對“跨層級-系統-部門”的自然資源智慧監管大數據平臺進行優化構建，確保能夠為自然資源監管工作的高效開展提供充分有效的現代化科學平臺支持。總體而言，為了全面提高自然資源監管工作的效率及質量，本文圍繞“基于自然資源一張圖的智慧監管平臺設計及關鍵技術”展開分析研究價值意義顯著。

1、基于自然資源一張圖的智慧監管平臺設計基礎分析

1.1 明確基礎數據

自然資源包括山、水、林、田、湖、草等相關資源，而涉及的數據則主要包括地理空間數據、專業指標數據等。在基于自然資源一張圖的智慧監管平臺設計期間，明確相關基礎數據至關重要。具體而言，需明確的基礎數據主要有四類，即：①基礎地理信息數據，比如地區地圖矢量、影像數據，還有地名、地址等相關數據；②多期遙感影像數據，主要涉及地理國情地表覆蓋數據、資源三號等2m分辨率遙感影像數據、＞1m分辨率遙感影像數據等；③地理國情普查/監測數據，以一級類變化圖斑數據為主，比如耕地、林地、草地等圖斑數據；④自然資源專題數據，比如統計分析數據、自然保護區三區界線數據以及空氣質量監測數據等。

1.2 明確平臺總體設計基礎思路及技術路線

以山、水、林、田、湖、草等相關自然資源為依據，進行統一監管監測平臺的構建，期間需結合自然資源行政管理部門在業務層面的相關標準要求，對地理空間數據資源、地理國情普查/監測數據進行優化整合，并對山、水、林、田、湖、草等自然資源的靜態與動態數據進行整合，使自然資源一張圖大數據有效構建[2-3]。同時，對信息化系統平臺加以應用，并規范使用遙感影像對比監測、網絡互連監管執法技術，使以自然資源為基礎的主動與智能服務質量水平能夠得到有效提高。除此之外，需在針對完整的自然資源遙感監測技術體系進行有效構成的基礎上，使自然資源智慧監管平臺建設具備充分有效的技術保障支撐。如下圖1所示，為基于自然資源一張圖的智慧監管平臺的總體技術路線：

圖1 基于自然資源一張圖的智慧監管平臺的總體技術路線

2、基于自然資源一張圖的智慧監管平臺設計關鍵技術要點分析

從自然資源監管平臺功能實現角度考慮，在平臺設計過程中，掌握具體的設計技術要點至關重要。具體而言，涉及的主要設計關鍵技術要點如下：

2.1 自然資源一張圖大數據庫構建技術

將自然資源多源數據一體化集成、管理需求作為參考憑據，然后根據省地理空間信息，對山、水、林、田、湖、草等普查數據，還有動態監測數據，采取優化整合處理措施，并針對社會經濟、人口等相關信息數據進行優化整合，進一步以網絡眾源社會化信息為依據，構建完善的自然資源大數據庫，保證自然資源數據統一空間基準有效展現出來，并針對多網綜合感知的自然資源數據，提供實時接入服務，對自然資源數據采取實時集中管理模式。

在數據匯聚方面，收集整理相關數據，通過格式的轉換，并在空間基準統一的基礎上，對相關數據進行規范編輯，在對基礎地理信息數據、多期遙感影像數據以及地理國情數據進行匯總處理的基礎上，進一步形成矢量數據、瓦片數據后，在GIS中間件、數據接口的媒介作用下，追蹤使自然資源一張圖大數據庫得到有效構建。

在大數據庫構建過程中，針對涉及的一些要求，有必要選擇應用面向對象方法與UML建模語言，使數據庫的統一設計目標得到有效實現，并保證數據能夠得到安全與統一管理。各類數據均需傳輸至關系型數據庫當中，然后完成統一建庫處理。在GIS中間件的作用下，將空間數據存儲到Oracle數據庫當中[4-5]。這對地理空間數據，需將各項數據的分層、有關屬性結構、分析應用需求為參照憑據，進一步對邏輯數據組織、表達模型充分確定?；跀祿僮鲗用妫斜匾堰壿嫈祿M織模型作為參考憑據，確保數據操作目標得到有效實現，進一步使數據庫系統的開放性、容易擴展、便于維護等特點優勢充分展現出來。通過關系型數據庫表形式，存儲屬性、業務等相關數據。

2.2 自然資源一張圖大數據集成展示服務技術

在自然資源一張圖當中，涉及的數據資源類型較多，在整合相關數據的基礎上，利用“一張圖”提供相對應的服務，期間需確保空間基準的統一性?；跁r空標識有效構建的基礎上，保證標準服務接口能夠有效集成，進而確保集成服務能夠得到有效實現。與此同時，需對相關空間數據進行統一化處理，以此確保CGCS2000坐標系基準地理空間數據得到有效構成以后，對相關時態數據進行時間標識的增設，并在數據調用方面通過標準OGC服務、WebService服務接口實現，使系統數據服務的規范化與標準化程度提高。此外，在集成統一的標準服務接口的基礎上，保證相關數據能夠在自然資源一張圖中的集成服務功能中充分發揮出來。

2.3 自然資源監測技術

自然資源變化監測，主要涉及兩大方面的內容，即：其一，地理國情監測；其二，多期遙感影像監測。一方面，地理國情監測工作開展期間，主要是為了能夠對地表資源進行全盤掌握，并將自然資源的實況核實清楚，然后將自然資源的變化情況核實清楚。從技術層面分析，需將地理國情監測數據充分應用好，將地表相關自然資源當作客觀科學的參照依據，及時對有效的變化圖斑信息進行提取，進一步確保統計分析工作的分區域分類別目標得到有效實現，進一步使自然資源的周期性監測目標得到有效實現[6-7]。另一方面，因遙感影像更新周期較短，且遙感影像來源渠道較多，因此可以保證遙感影像內容的豐富性，能夠基于不定期、短期的自然資源監測當中展現出相應的價值效果。與此同時，對多期遙感影像數據信息規范使用的條件下，能夠讓相關區域的有效監測目標有效確定下來，以此使自然資源監測的靈活程度得到有效提升。除此之外，在多期遙感影像集成的情況下，有助于雙屏對比、卷簾對比以及變化標繪等功能的研發，使將多期遙感影響變化當作基礎的監測能力顯得更加突出，進一步使自然資源不定期監測的任務目標得到有效實現。

2.4 自然資源變化監管核查技術

在自然資源變化監管核查作業開展之前，需對現代化科學技術合理應用，主要包括移動APP技術、移動互聯網技術、地理信息系統技術等，在對自然資源變化監管核查子系統進行構建的基礎上，使自然資源變化監管核查作業順利、有序進行。與此同時，對Web端環保監察管理系統進行規范應用，保證可以和Pad端野外核查系統形成良好的連接關系，在針對環境管理信息管理資源進行優化、整合的基礎上，有效構建覆蓋全空間、全區域的環境管理體系[8]。并且，還有必要規范應用Pad端的信息上傳、任務下發功能，與數字線劃地圖、影像電子地圖等有機聯合，在顯示監管對象的位置、像片的基礎上，進一步和不同位置的攝片進行比較分析，使監管對象的監管效果增強，最終使監管核查業務閉環得到有效形成。如下圖2所示，為自然資源變化監管核查技術路線圖。

圖2 自然資源變化監管核查技術路線圖

3、監管平臺功能實現分析

在該監管系統平臺當中，主要涉及四大子系統，即：

(1)自然資源一張圖子系統，主要實現的功能包括：①展示一張圖信息資源；②動態疊加信息資源；③空間查詢信息資源；④統計分析信息資源。即在“自然資源一張圖”大數據當中，使各種專題數據在一張圖中得以展示應用，比如地理空間數據、動態監測數據、山水林田普查數據等等。同時，對于各種數據上述提到的各項功能給予充分支持，最終使自然資源大數據一張圖展示、應用以及決策能夠有據可依。

(2)多期遙感影像監測子系統，主要實現的功能包括：①對自然資源變化情況進行卷簾對比、多屏對比；②對變化區域進行標繪；③使變化監測檔案數據有效形成。在該子系統當中，將“自然資源一張圖”的多時期服務、高精度遙感影像數據服務作為基礎，經疊加平臺提供的連續年度監測影像數據，然后對各年度的自然資源變化監測數據成果進行疊加，在卷簾對比以及多屏對比的情況下，對自然資源變化情況進行直觀真實地監測，并對變化區域標繪與信息錄入給予充分支持，最終使變化監測檔案數據有效形成。

（3）自然資源監管執法子系統，主要實現的功能包括：①下發核查數據；②實地核查相關數據；③核查反饋相關信息；④對執法任務數據信息進行核查管理。在各項功能得到有效實現的基礎上，使自然資源監管執法技術閉環得到有效形成。

（4）運維管理子系統，主要實現的功能包括：①更新系統數據；②機構管理相關系統數據；③根據需求，完成系統數據運維作業[9-10]。對于運維管理子系統，能夠提供服務更新維護功能，使系統數據服務的可配置、可轉移得到有效保證。

結語:

綜上所述，從自然資源監管工作效率及質量提升角度考慮，構建基于自然資源一張圖的智慧監管平臺至關重要。在具體構建期間，需明確基礎數據、平臺總體設計基礎思路及技術路線，在掌握平臺設計關鍵技術要點的基礎上，使監管平臺的各項功能得到有效實現，即包括：其一，自然資源一張圖子系統功能；其二，多期遙感影像監測子系統功能；其三，自然資源監管執法子系統功能；其四，運維管理子系統功能等，進一步使自然資源智慧監管作業的綜合效率及質量水平提升提供全面的系統技術支撐。