基于地理空間的生態資源圖譜可視化研究

胡 輝，袁武彬*

（1.江西省自然資源事業發展中心，江西 南昌 330025）

隨著我國工業化進程的不斷推進，社會經濟得到快速發展，隨之而來的是自然資源緊缺、生態環境惡化等問題越發突出，已成為制約我國經濟高質量發展的重要因素。面對經濟發展與環境保護二者的矛盾關系[1]，習近平總書記提出“兩山”理論，強調生態環境保護和經濟發展二者不是對立的，而是辯證統一的[2]。如何做到在生態環境保護中開發，促進經濟高質量可持續發展，已成為目前學者研究的熱點。對于如何研究并貫徹落實習近平總書記生態文明思想，學者們從不同層面開展了相關研究，主要聚焦在綠色發展理念的發展階段[3]、價值維度[4]、理論解讀[5]、生態價值轉換[6-9]、知識圖譜分析[10]和生態系統構建[11]等方面。上述研究雖從不同維度對生態資源開發利用進行了探索，但未能從地理空間的角度去體現生態資源分布、生態系統服務[12]、流轉與價值轉換，無法實現生態文明建設成果可視化、指標考核評估精準化。

鑒于此，本文以江西省資溪縣為研究區（圖1），以全縣山、水、林、田、茶等生態資源為研究對象，依托地理信息和遙感技術，將生態資源與地理空間信息進行掛接，直觀展現全縣生態資源分布、存量、質量、價值、負債和流轉變化情況，為全縣生態資源精細化管理、生態產品市場化交易提供時空數據支撐。

圖1 資溪縣地理區位圖

1 生態資源數據匯聚融合

1.1 數據指標提取與分類

本文以資溪縣國土、規劃、測繪等業務所匯集和產生的各類自然資源成果數據為基礎，補充林業、農業、旅游、人口、社會經濟等多種數據，依據江西省現行的自然資源數據生產管理規范，整合形成生態資源資產數據資源。通過對生態資源數據進行分類、提取，形成用于體現生態資源圖譜的各類KPI指標產品，如圖2所示。

圖2 生態資源圖譜KPI指標

1.2 數據清洗處理

1）統一坐標基準。按要求將基礎測繪數據、生態資源專題數據統一轉換為CGCS2000坐標系。

2）格式轉換。矢量數據統一轉換為shp格式，圖片格式為jpg，視頻格式為avi，并進行規范化命名。

3）數據壓縮。為保證系統瀏覽效率，系統加載的圖片、視頻有大小限制。在確保圖片不失真的前提下，對數據進行逐幅壓縮處理。

4）非空間數據空間化上圖。將數據處理形成的各類生態資源表格數據與對應的生態資源矢量數據進行屬性掛接，將表格中的數據作為空間要素的屬性進行保存，實現非空間數據的空間化。

5）矢量數據配圖。按照專題數據類型，配置相應的顏色；對于矢量底圖，不同層級配置不同展示內容，并進行注記避讓、抽稀處理。

6）數據切片。按金字塔的形式對矢量數據進行矢量要素切片，每片存儲的是矢量數據的描述信息，經前端進行渲染后，展現原矢量數據。

1.3 數據融合入庫

本文采用面向對象的理論與方法，遵循“數據與應用分離”的原則，基于統一的時空數據模型，構建和完善生態資源一體化數據庫框架，建立數據間的邏輯關系，明確建庫流程，最終形成資溪縣生態資源綜合數據庫。在數據存儲方面，數據融合采用ETL技術進行數據入庫[13]，并根據生態資源主題注冊到數據倉庫中形成的編目數據，實現生態資源數據的成果管理與共享。

2 系統驗證

2.1 系統架構

各類空間化和非空間化的生態資源數據采用OLAP分析挖掘技術進行建模、分析處理，形成各類KPI指標產品，經統一標準化處理、數據切片和服務發布等操作，最終通過大屏可視化的方式進行綜合展示。系統架構如圖3所示。

圖3 系統架構圖

2.2 生態資源服務共享發布

數據融合匯聚到生態資源綜合數據庫后，按照OGC標準協議對山、水、林、田、特色旅游數據（包含實時和歷史）進行封裝并發布在自然資源內網。服務發布參數如表1所示。利用QueryFeature、GetCapabilites、GetObservation、GetobservationHistory、DesctibeFeatrueDataSet等接口可實現服務查詢和數據獲取等功能。

表1 生態資源服務表

2.3 可視化應用

本文以生態資源綜合數據庫為基礎，通過數據應用服務接口，在二三維一體化技術的支撐下，研發大屏展示技術，以餅狀圖、柱狀圖、折線圖等統計圖表展示各類生態資源的子類數量、面積統計、資源流轉等指標現狀，并實現統計圖表與地圖的互聯互動。

以“山”、“林”為例，“山”分類板塊接入礦產資源儲量、礦產開發現狀、礦產經濟效益、礦產數量和特色種植等指標信息，通過柱狀圖可查明資溪縣的礦產資源儲量情況，特色種植以地圖聯動的方式展示白茶、中草藥的種植分布情況，并通過柱狀圖體現白茶種植的經濟收益（圖4）；“林”分類板塊接入森林種類、經營類型、活立木蓄積和林權流轉等指標信息，配合豐富的專題圖層，可直觀展現資溪縣良好的生態環境分布，地圖上通過不同的色塊表征不同林種分布，通過圖表展示不同林種面積和占比情況，其中商品林（包含人工類和天然類）的占比較高，說明資溪林業具有較高的開發潛力和經濟價值（圖5、6），通過林權流轉面積、金額等數據可展現資溪林業資源價值，同時實現林權流轉項與地圖地塊的交互，宏觀展現流轉項的具體位置（圖7），驗證了“綠水青山就是金山銀山”的生態倡導。

圖4 特色種植柱狀圖

圖5 林種分類占比餅狀圖

圖6 林種分類空間分布

圖7 林權流轉信息界面

3 結語

本文以資溪縣生態資源為研究對象，研究了基于地理空間的生態資源圖譜可視化方法體系。一方面，完成了全縣各部門生態資源的匯聚，經分析梳理，形成了KPI指標，并完成了數據的清洗和格式轉換；另一方面，基于數據倉庫解決了多資源異構生態資源數據的統一存儲、統一發布服務，實現了生態資源服務的封裝與可視化展示。

通過系統分析可知，基于地理空間的生態資源圖譜可視化方法體系能高效整合山、水、林、田、茶等碎片化生態資源，有效解決生態資源空間分布、資源流轉與地塊的聯動以及生態資源指標的動態監測問題，為在生態資源保護中開發提供了有益探索，能為區域生態資源保護與經濟發展提供時空大數據決策支撐。