雄安新區衛星遙感即時監測監管服務

文 | 王光輝 張濤 劉宇 路廣博 李偉林 張依蕾 戴海倫,

1. 自然資源部國土衛星遙感應用中心

2. 北京國測星繪信息技術有限公司

一、引言

2017年4月1日，中共中央、國務院印發通知，決定設立河北雄安新區。這是一項重大的歷史性戰略選擇，是繼深圳經濟特區和上海浦東新區之后又一具有全國意義的新區，是千年大計、國家大事。雄安新區規劃范圍涉及河北省雄縣、容城、安新3縣及周邊部分區域，地處北京、天津、保定腹地，區位優勢明顯、交通便捷通暢、生態環境優良、資源環境承載能力較強，現有開發程度較低，發展空間充裕，具備高起點高標準開發建設的基本條件[1]。設立雄安新區，對于集中疏解北京非首都功能，探索人口經濟密集地區優化開發新模式，調整優化京津冀城市布局和空間結構，培育創新驅動發展新引擎，具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。

2018年，國務院在關于河北雄安新區總體規劃（2018—2035年）的批復中指出，優化國土空間開發保護格局，要堅持以資源環境承載能力為剛性約束條件，統籌生產、生活、生態三大空間，嚴守生態保護紅線，嚴格保護永久基本農田，嚴控城鎮規模和城鎮開發邊界，實現多規合一，將雄安新區藍綠空間占比穩定在70%，遠景開發強度控制在30%。將淀水林田草作為一個生命共同體，形成“一淀、三帶、九片、多廊”的生態空間結構。實施全域分區空間管控，通過網格化、信息化和精細化管理，強化對各類開發與保護活動的空間引導和落地管控，構建規模適度、空間有序、用地節約集約的發展新格局。

近年來，我國陸續發射了多顆遙感衛星，為自然資源管理、生態環境保護和國民經濟建設等領域提供了寶貴的空間圖像數據。高分遙感衛星具有視點高、視域廣、數據采集快、可重復連續觀測的優勢，對地表客觀變化情況一目了然，對管控目標看得清、找得準，是對管控巡查的有效補充；與日常巡查相結合，可全方位、最大限度地發現違反管控政策行為，特別是發現因巡查工作不到位而隱漏的違法違規行為；同時衛星遙感監測可以較全面地反映新區及周邊管控區域整體情況，可以有的放矢地進行監督檢查，有效提高工作效率，真正落實“動態監測、全面感知、科學管控”[2-5]。

面向雄安新區衛星遙感即時監測監管業務需求，設計構建了雄安新區衛星遙感即時監測監管服務體系的技術框架，詳細闡述了具體實現的技術方法，介紹了研制的平臺系統功能，通過具體案例驗證了業務工作成效。衛星遙感監測的“即時性”既體現遙感監測高頻次高效率，又體現平臺系統統計分析、結果展示的時效性。

二、建設目標與總體思路

1.建設目標

以自然資源衛星遙感數據及時獲取、快速處理和信息化應用為技術軸線，以自然資源衛星遙感監測和綜合業務監管為業務軸線，通過衛星遙感月度全覆蓋監測圖斑精準提取、監測成果云推送和服務發布等技術創新，形成自然資源衛星遙感監測技術體系；通過綜合業務監管管理機制創新，形成業務監管技術體系；建立雄安新區衛星遙感即時監測監管服務平臺，完善自然資源監測與監管技術體系和管理機制，真正落實“早發現、早制止、嚴查處”，及時掌握新區自然資源現狀及變化，有效促進自然資源集約節約利用和有效保護，服務新區規劃和發展。

2.總體思路

雄安新區衛星遙感全生命周期即時監測監管，包括衛星遙感監測技術體系建設階段、業務監管技術體系建設階段、即時監測監管服務平臺建設及業務化運行階段等。在衛星遙感監測技術體系建設階段，建立雄安新區衛星遙感監測技術體系，形成多源衛星遙感影像數據協同獲取、衛星影像數據快速處理、自然資源遙感監測分類標準制定、自然資源衛星遙感即時監測圖斑提取與月度監測圖斑提取、云服務系統搭建與數據推送和監測成果服務發布等多步驟緊密結合的一體化監測流程；在業務監管技術體系建設階段，根據雄安新區綜合執法局具體業務需求，建設監測成果應用系統，實現正射影像成果實時推送與服務發布，監測圖斑成果推送與服務發布、監測成果服務展示、監測報告服務發布等功能，實現雄安新區業務化監管；即時監測監管服務平臺建設及業務化運行階段，建設雄安新區衛星遙感即時監測監管服務平臺，連通衛星遙感監測和業務監管兩大技術體系，實現平臺整體業務流程的常態化運轉，加強自然資源衛星遙感監測數據與業務監管的有效融合（圖1）。

圖1 雄安新區衛星遙感即時監測監管總體思路圖

三、雄安新區衛星遙感即時監測監管服務體系

1. 衛星遙感監測技術體系建設

堅持“用數據說話、用數據管理、用數據決策”的原則，整合多傳感器類型、多空間分辨率和多光譜分辨率的衛星遙感影像數據資源，在統一的空間基準下，打通衛星遙感監測技術體系，實現多源衛星遙感影像數據協同獲取、衛星影像快速處理、自然資源遙感監測分類標準制定、自然資源衛星遙感即時監測圖斑提取與月度監測圖斑提取、云服務系統搭建與數據推送和監測成果服務發布等多步驟緊密結合的一體化監測流程[6]。對衛星遙感監測監管相關數據進行綜合分析，為衛星遙感相關業務應用提供標準一致、類型豐富的數據基礎。

2.業務監管技術體系建設

建立變化信息發布數據服務，提供圖斑數據、自然資源變化信息產品的標準化接口，可快速獲取圖形與屬性信息、變化信息報告等內容，與后續管理、調查、監測環節銜接，形成業務動態監管技術體系，自動實時推送按月/季度提取的圖斑矢量。定期自動檢查更新并自動推送新數據；支持斷點續傳并根據推送統計查詢每批圖斑數據推送的時間、數量等信息，保證數據全部推送完成。根據提取的變化圖斑進行自動化統計，通過圖斑的數量、大小、類別、位置等進行分析，將信息通過云服務模式推送，以便管理部門第一時間獲取雄安新區土地利用變化信息和態勢，進行科學管理和精準決策，提高土地利用動態監管力度。

3.即時監測監管服務平臺建設

將衛星遙感月度監測成果通過衛星遙感即時監測監管平臺推送至雄安新區綜合執法局，服務執法支隊的違法用地監測治理工作。

自然資源變化信息即時發布分為最新影像即時發布以及變化信息即時發布兩部分。針對周期性遙感影像變化監測圖斑成果，按照各級行政單元的空間分布情況以及變化類型進行統計分析；生成變化類型餅狀圖，分析各類型監測圖斑面積和占比情況；生成不同行政級變化圖斑數量柱狀圖，分析各級行政單元變化圖斑數量分布情況；根據不同行政界線級別與左側變化監測圖斑統計結果進行聯動展示（圖2）。

圖2 雄安新區衛星遙感即時監測監管服務平臺

4.即時監測監管服務業務化運行

雄安新區綜合執法局利用衛星遙感即時監測監管平臺獲取的監測成果開展綜合應用，為重點項目（如高鐵站建設）進度監測（圖3）、征遷安置動態監測（圖4）、綜合執法監測（違法用地、采砂）、城市建設進度監測、白洋淀水域面積變化監測、植樹造林（千年秀林）監測等提供強有力的技術支撐。

圖3 京雄高鐵站變化

圖4 容城縣容城鎮北城征遷安置動態監測

根據監測區變化類型、變化面積、位置分布及由此生成的變化強度熱力圖、變化類型餅狀圖、變化類型雷達圖、變化類型環狀圖，客觀反映當前國家政策、監測區規劃的推進與落實情況及經濟發展模式，揭示經濟社會發展及自然資源的空間分布狀態和趨勢，為相關決策的制定提供數據支撐。

四、雄安新區衛星遙感即時監測監管服務的優勢

近年來，隨著國產衛星遙感數據獲取、處理、產品生產等技術的快速發展和應用水平的持續提升，衛星遙感即時監測監管服務能力也在不斷進步，能夠實現“用數據說話、用數據管理、用數據決策”。雄安新區衛星遙感即時監測監管服務體系主要的優勢包括：

（1）國產高分辨率遙感衛星數據全替代

目前，國產自主衛星數據資源體系已相對完善，雄安新區衛星遙感即時監測監管服務體系以高分一號、高分一號B/C/D、高分六號等衛星影像作為月度監測主要數據來源，以高分二號、高分七號衛星影像作為季度監測主要數據來源，實現了國產數據全替代。

（2）為雄安新區的科學管控與綜合執法提供技術支撐

基于高分衛星影像開展雄安新區即時監測監管服務，構建雄安新區科學管控執法綜合服務體系，通過分析雄安新區征遷建設地表變化情況，開展雄安新區自然資源變化監測，為雄安新區國土空間規劃與實施監督提供高效監測服務，有效降低了違法治理成本，大大提高了執法監管效率。

（3）為雄安新區的高起點規劃、高標準建設提供決策依據

依托衛星遙感監測技術體系，開展雄安新區綜合業務應用。雄安新區歷史管控監測、雄安新區即時監測監管，形成歷史遙感監測摸清底數、月度遙感監測業務化運行、季度監測回頭看、年度監測兜底的系統化監測流程體系。同時，也為搶栽搶種情況、重大項目區建設情況及美麗鄉村建設等提供專題監測服務，為雄安新區高起點規劃、高標準建設提供決策依據。