一年來(lái)，從按需提供影像到衛(wèi)星影像實(shí)時(shí)處理，再到常態(tài)化季度影像生產(chǎn)和變化圖斑提取，建立橫連各廳局、縱貫各市縣的衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)體系，河南省衛(wèi)星中心不斷增強(qiáng)遙感影像統(tǒng)籌服務(wù)能力，推動(dòng)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)高效利用，助力河南省自然資源廳實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)在“一張圖”上疊加遙感影像“來(lái)批、來(lái)看、來(lái)監(jiān)管”，開(kāi)創(chuàng)了支撐服務(wù)自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管的新局面。
構(gòu)建應(yīng)用技術(shù)體系，拓展衛(wèi)星遙感應(yīng)用服務(wù)
河南省衛(wèi)星中心設(shè)在河南省測(cè)繪地理信息局直屬單位省遙感測(cè)繪院。
2019年底，河南省自然資源廳廳長(zhǎng)張興遼到省測(cè)繪地理信息局調(diào)研時(shí)，對(duì)衛(wèi)星遙感影像統(tǒng)籌工作提出明確要求。按照要求，河南省測(cè)繪地理信息局不斷加強(qiáng)衛(wèi)星中心建設(shè)，優(yōu)化影像處理流程，調(diào)整作業(yè)模式，由按需提供影像，轉(zhuǎn)變成衛(wèi)星影像實(shí)時(shí)處理、定期制作鑲嵌產(chǎn)品、專(zhuān)題產(chǎn)品專(zhuān)題制作，建立了一套完整的衛(wèi)星遙感產(chǎn)品體系，可面向不同用戶(hù)需求提供各種尺度級(jí)別的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，大大提高了衛(wèi)星影像產(chǎn)品服務(wù)的響應(yīng)速度。
“按照省自然資源廳要求，我們還以縣（市、區(qū)）為單元，實(shí)現(xiàn)了覆蓋全省2米級(jí)鑲嵌影像每季度制作一次，并于下一季度首月20日前推送至廳業(yè)務(wù)處室；覆蓋全省亞米級(jí)鑲嵌影像半年制作一次，并于下半年首月分享至相關(guān)單位。”河南省衛(wèi)星中心數(shù)據(jù)處理部主任王俊介紹。
以全省自然資源動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)監(jiān)管項(xiàng)目為契機(jī)，河南省衛(wèi)星中心建立了橫連各廳局、縱貫各市縣的衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)體系，接入自然資源專(zhuān)網(wǎng)，打通了省、市、縣網(wǎng)絡(luò)鏈路，向電子政務(wù)中心等廳屬單位推送正射影像產(chǎn)品和變化圖斑等地圖服務(wù)。目前，自然資源系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用已形成常態(tài)化機(jī)制，整個(gè)技術(shù)體系已基本形成并順利運(yùn)轉(zhuǎn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年度河南省衛(wèi)星中心累計(jì)為自然資源及其他行業(yè)提供原始影像1400景、正射影像3264景、鑲嵌影像330萬(wàn)平方公里，實(shí)現(xiàn)了立足自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管，輻射省內(nèi)其他行業(yè)領(lǐng)域的統(tǒng)籌、共享服務(wù)目標(biāo)。
按季度提取變化圖斑，有效支撐自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管
建立總體的自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管體系是履行“兩統(tǒng)一”職責(zé)的基本需求，是提升自然資源治理能力和治理水平的迫切要求。
“要充分發(fā)揮衛(wèi)星遙感在自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管中的基礎(chǔ)支撐作用，努力把動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)監(jiān)管打造成河南省自然資源廳的一項(xiàng)重要治理手段，實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)在‘一張圖’基礎(chǔ)上疊加遙感影像‘來(lái)批、來(lái)看、來(lái)監(jiān)管’。”張興遼要求。
按照部署，遙感影像和變化監(jiān)測(cè)信息由河南省測(cè)繪地理信息局統(tǒng)一提供。河南省衛(wèi)星中心發(fā)揮數(shù)據(jù)獲取和加工的能力優(yōu)勢(shì)，按季度加工處理遙感影像，開(kāi)展變化圖斑監(jiān)測(cè)，制作全省影像“一張圖”。
“我們采用2米和0.8米分辨率的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像，每季度對(duì)照上一季度影像，對(duì)全省150平方米以上的耕地、園地、林地、草地、濕地等10類(lèi)新增或變化的全要素地表信息類(lèi)別進(jìn)行提取，生成疑似變化圖斑，制作影像地圖切片，向廳動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)監(jiān)管平臺(tái)提供在線(xiàn)調(diào)用和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，橫向推送6家技術(shù)支撐單位，保障各專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)測(cè)監(jiān)管工作開(kāi)展，縱向?qū)⑦b感監(jiān)測(cè)結(jié)果推送至市縣自然資源部門(mén)。”王俊說(shuō)。
按季度提取變化圖斑，生成地表覆蓋遙感監(jiān)測(cè)成果，進(jìn)一步提高了監(jiān)測(cè)效率與精度，還實(shí)現(xiàn)了新增建設(shè)變化的“早發(fā)現(xiàn)”，為違法建設(shè)用地的“早制止、嚴(yán)查處”提供了有效支撐，大大提升了河南省自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管能力。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，河南省衛(wèi)星中心2020年已累計(jì)為各廳局直屬單位和地市業(yè)務(wù)相關(guān)單位推送2020年第一季度、第二季度、第三季度按縣域鑲嵌正射影像；共計(jì)提取變化圖斑48.8萬(wàn)個(gè)，其中第一季度33.7萬(wàn)個(gè)，第二季度7.4萬(wàn)個(gè)，第三季度7.7萬(wàn)個(gè)。
引進(jìn)人工智能影像識(shí)別技術(shù)，讓亂占耕地建房行為無(wú)所遁形
自農(nóng)村亂占耕地建房專(zhuān)項(xiàng)整治行動(dòng)開(kāi)展以來(lái)，河南省堅(jiān)持嚴(yán)控新增與摸排存量同步推進(jìn)，歷時(shí)約兩個(gè)半月完成了246.91萬(wàn)個(gè)疑似建房點(diǎn)位的外業(yè)核查、內(nèi)業(yè)整理。這背后離不開(kāi)衛(wèi)星遙感這一“天眼”的技術(shù)支持。
2020年4月，河南省衛(wèi)星中心在郟縣、長(zhǎng)垣、蘭考三個(gè)縣（市）開(kāi)展試點(diǎn)，利用遙感和地理信息技術(shù)，通過(guò)樣本訓(xùn)練、人機(jī)交互等方式，建立了高效的圖斑核查技術(shù)方法。同年7月，河南省正式開(kāi)展農(nóng)村亂占耕地建房專(zhuān)項(xiàng)整治行動(dòng)，并推出五步工作法。根據(jù)該方法，9月18日前須圈定全省2013年以來(lái)耕地及新增耕地范圍，標(biāo)定疑似違法建房點(diǎn)位，統(tǒng)一制作全省摸排工作范圍底圖。
時(shí)間緊、任務(wù)重，該中心積極引進(jìn)人工智能影像識(shí)別技術(shù)，摸索、總結(jié)出了一條行之有效的疑似違法圖斑提取技術(shù)路線(xiàn)。
在摸清存量方面，首先，收集全省最新遙感影像、土地調(diào)查數(shù)據(jù)、年度土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)、永久基本農(nóng)田等數(shù)據(jù)，基于深度學(xué)習(xí)自動(dòng)解譯方式，采用專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)自動(dòng)提取出全省耕地范圍內(nèi)的建筑物圖斑；其次，疊加河南省審批數(shù)據(jù)、增減掛鉤數(shù)據(jù)，自動(dòng)擦除耕地范圍內(nèi)合法建筑物圖斑；再次，利用人工目視方法，修正誤判和漏判的建筑物圖斑，最終得到全省158個(gè)縣（市、區(qū)）2013年至2020年7月3日疑似亂占耕地建房圖斑，通過(guò)“河南省清查整治專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)管理系統(tǒng)”下發(fā)各地核實(shí)舉證。
“采用深度學(xué)習(xí)自動(dòng)解譯技術(shù)，以自動(dòng)提取與監(jiān)測(cè)為主、人工交互編輯作業(yè)為輔，僅用11天便完成此前要一兩個(gè)月完成的工作。”王俊說(shuō)。
此外，河南省衛(wèi)星中心還制作了全省50077個(gè)行政村的農(nóng)村亂占耕地建房問(wèn)題摸排專(zhuān)題圖，著重突出各行政村的耕地范圍和疑似亂占耕地建房的位置分布等信息，為外業(yè)實(shí)地核查提供工作底圖。
作為一種高效的對(duì)地觀(guān)測(cè)技術(shù)，衛(wèi)星遙感在自然資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。“下一步，我們將進(jìn)一步完善變化發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)解譯技術(shù)體系，提升遙感影像數(shù)據(jù)獲取、處理和加工能力；加強(qiáng)與遙感相關(guān)企業(yè)、科研院所的合作，豐富衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)資源，提高監(jiān)測(cè)頻率；立足自然資源面向社會(huì)各領(lǐng)域，拓展和提升衛(wèi)星遙感應(yīng)用服務(wù)的廣度與深度。”河南省測(cè)繪地理信息局副局長(zhǎng)、河南省衛(wèi)星中心管理委員會(huì)主任毛忠民說(shuō)。
