一年來，從按需提供影像到衛(wèi)星影像實時處理，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)星遙感應用技術體系，河南省衛(wèi)星中心不斷增強遙感影像統(tǒng)籌服務能力，推動衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)高效利用，助力河南省自然資源廳實現(xiàn)所有業(yè)務在“一張圖”上疊加遙感影像“來批、來看、來監(jiān)管”，開創(chuàng)了支撐服務自然資源監(jiān)測監(jiān)管的新局面。
構建應用技術體系，拓展衛(wèi)星遙感應用服務
河南省衛(wèi)星中心設在河南省測繪地理信息局直屬單位省遙感測繪院。
2019年底，河南省自然資源廳廳長張興遼到省測繪地理信息局調研時，對衛(wèi)星遙感影像統(tǒng)籌工作提出明確要求。按照要求，河南省測繪地理信息局不斷加強衛(wèi)星中心建設，優(yōu)化影像處理流程，調整作業(yè)模式，由按需提供影像，轉變成衛(wèi)星影像實時處理、定期制作鑲嵌產(chǎn)品、專題產(chǎn)品專題制作，建立了一套完整的衛(wèi)星遙感產(chǎn)品體系，可面向不同用戶需求提供各種尺度級別的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，大大提高了衛(wèi)星影像產(chǎn)品服務的響應速度。
“按照省自然資源廳要求，我們還以縣（市、區(qū)）為單元，實現(xiàn)了覆蓋全省2米級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)務處室；覆蓋全省亞米級鑲嵌影像半年制作一次，并于下半年首月分享至相關單位。”河南省衛(wèi)星中心數(shù)據(jù)處理部主任王俊介紹。
以全省自然資源動態(tài)遙感監(jiān)測監(jiān)管項目為契機，河南省衛(wèi)星中心建立了橫連各廳局、縱貫各市縣的衛(wèi)星遙感應用技術體系，接入自然資源專網(wǎng)，打通了省、市、縣網(wǎng)絡鏈路，向電子政務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。目前，自然資源系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)共享和應用已形成常態(tài)化機制，整個技術體系已基本形成并順利運轉。
據(jù)統(tǒng)計，2020年度河南省衛(wèi)星中心累計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330萬平方公里，實現(xiàn)了立足自然資源監(jiān)測監(jiān)管，輻射省內其他行業(yè)領域的統(tǒng)籌、共享服務目標。
按季度提取變化圖斑，有效支撐自然資源監(jiān)測監(jiān)管
建立總體的自然資源監(jiān)測監(jiān)管體系是履行“兩統(tǒng)一”職責的基本需求，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)測監(jiān)管中的基礎支撐作用，努力把動態(tài)遙感監(jiān)測監(jiān)管打造成河南省自然資源廳的一項重要治理手段，實現(xiàn)所有業(yè)務在‘一張圖’基礎上疊加遙感影像‘來批、來看、來監(jiān)管’。”張興遼要求。
按照部署，遙感影像和變化監(jiān)測信息由河南省測繪地理信息局統(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，按季度加工處理遙感影像，開展變化圖斑監(jiān)測，制作全省影像“一張圖”。
“我們采用2米和0.8米分辨率的國產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像，每季度對照上一季度影像，對全省150平方米以上的耕地、園地、林地、草地、濕地等10類新增或變化的全要素地表信息類別進行提取，生成疑似變化圖斑，制作影像地圖切片，向廳動態(tài)遙感監(jiān)測監(jiān)管平臺提供在線調用和轉發(fā)服務，橫向推送6家技術支撐單位，保障各專項監(jiān)測監(jiān)管工作開展，縱向將遙感監(jiān)測結果推送至市縣自然資源部門。”王俊說。
按季度提取變化圖斑，生成地表覆蓋遙感監(jiān)測成果，進一步提高了監(jiān)測效率與精度，還實現(xiàn)了新增建設變化的“早發(fā)現(xiàn)”，為違法建設用地的“早制止、嚴查處”提供了有效支撐，大大提升了河南省自然資源監(jiān)測監(jiān)管能力。
據(jù)統(tǒng)計，河南省衛(wèi)星中心2020年已累計為各廳局直屬單位和地市業(yè)務相關單位推送2020年第一季度、第二季度、第三季度按縣域鑲嵌正射影像；共計提取變化圖斑48.8萬個，其中第一季度33.7萬個，第二季度7.4萬個，第三季度7.7萬個。
引進人工智能影像識別技術，讓亂占耕地建房行為無所遁形
自農(nóng)村亂占耕地建房專項整治行動開展以來，河南省堅持嚴控新增與摸排存量同步推進，歷時約兩個半月完成了246.91萬個疑似建房點位的外業(yè)核查、內業(yè)整理。這背后離不開衛(wèi)星遙感這一“天眼”的技術支持。
2020年4月，河南省衛(wèi)星中心在郟縣、長垣、蘭考三個縣（市）開展試點，利用遙感和地理信息技術，通過樣本訓練、人機交互等方式，建立了高效的圖斑核查技術方法。同年7月，河南省正式開展農(nóng)村亂占耕地建房專項整治行動，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年以來耕地及新增耕地范圍，標定疑似違法建房點位，統(tǒng)一制作全省摸排工作范圍底圖。
時間緊、任務重，該中心積極引進人工智能影像識別技術，摸索、總結出了一條行之有效的疑似違法圖斑提取技術路線。
在摸清存量方面，首先，收集全省最新遙感影像、土地調查數(shù)據(jù)、年度土地變更調查數(shù)據(jù)、永久基本農(nóng)田等數(shù)據(jù)，基于深度學習自動解譯方式，采用專業(yè)系統(tǒng)自動提取出全省耕地范圍內的建筑物圖斑；其次，疊加河南省審批數(shù)據(jù)、增減掛鉤數(shù)據(jù)，自動擦除耕地范圍內合法建筑物圖斑；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“河南省清查整治專項行動管理系統(tǒng)”下發(fā)各地核實舉證。
“采用深度學習自動解譯技術，以自動提取與監(jiān)測為主、人工交互編輯作業(yè)為輔，僅用11天便完成此前要一兩個月完成的工作。”王俊說。
此外，河南省衛(wèi)星中心還制作了全省50077個行政村的農(nóng)村亂占耕地建房問題摸排專題圖，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)實地核查提供工作底圖。
作為一種高效的對地觀測技術，衛(wèi)星遙感在自然資源監(jiān)測監(jiān)管方面具有獨特優(yōu)勢。“下一步，我們將進一步完善變化發(fā)現(xiàn)、自動解譯技術體系，提升遙感影像數(shù)據(jù)獲取、處理和加工能力；加強與遙感相關企業(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)測頻率；立足自然資源面向社會各領域，拓展和提升衛(wèi)星遙感應用服務的廣度與深度。”河南省測繪地理信息局副局長、河南省衛(wèi)星中心管理委員會主任毛忠民說。
