湖南省构建自然资源“1+N”卫星监测体系观察

  借由卫星天眼看清地球，在遥感影像上智能追踪人类活动的变化轨迹，进而指导实践、引领变革，这在湖南已成为现实。近日，自然资源湖南省卫星应用技术中心挂牌成立，标志着湖南初步构建起集遥感数据获取处理、自然资源主责主业技术支撑、相关行业应用服务、省市县协同一体的自然资源“1﹢N”卫星监测体系。那么，该体系到底是什么？湖南省自然资源厅又是如何把握变革之势、探索创新之计、提出运营之策的？让我们来看他们的探索与实践。

  智变：“三全”模式引领变革

  如果将现在与过去做个对比，可以清晰地看出技术带给湖南省自然资源管理工作的智变。

  “过去，我们主要依靠人工提取变化图斑的方式，通过前后两期影像拉卷轴比对，肉眼判断变化区域，用鼠标将其圈画出来。这样做有两个问题：一是进度比较慢；二是作业员会视觉疲劳，容易出错。”湖南省第二测绘院院长谢优平说。

  如今，通过技术创新和联合攻关，效率大大提升。“以前一人一天只能查看350平方千米，现在单台机器48小时就能完成湖南全省变化图斑提取，20人用10天便可完成一次湖南全省变化图斑提取、分类、上图和统计分析工作；同时，算法精度和效率领先，综合查全率达到80%。”谢优平用数字说明如今的变化。

  工作效率提升至传统人工目视解译的3倍，软件模式甚至可发现比传统人工模式更多的变化图斑，湖南是如何做到的？湖南厅自然资源调查监测处处长张琳琳介绍了其中的奥秘。

  “我们构建了以‘影像预处理—智能提取—图斑筛查与分类—边界半自动提取—统计分析’为主线的整套变化图斑智能提取信息化作业流水线。运用技术手段实现了‘数据多跑路，人工少值守’，满足了每月全省域变化图斑提取的时效性要求。最终目标是通过软件自动快速发现变化图斑的位置，做到‘定位’智能化；自动精准划定变化图斑边界线，做到‘定界’智能化；准确识别典型地物类型、土地利用性质，做到‘定性’智能化。”张琳琳说。

  技术手段有了，按照“变化全发现、问题全核实、任务全交办”的工作思路，湖南厅开启了一场智变。

  第一步：变化全发现。湖南厅建立了“月发现、季小结、年总结”监测工作机制，提取湖南省全域21.18万平方千米范围内的所有土地利用类型变化图斑。

  “每月，利用月度覆盖影像，提取最小变化图斑面积为200平方米以上的耕地、建设用地、农民建房、无证采矿等所有变化图斑；每季度，实现2米分辨率卫星影像全省全覆盖，提取整个季度内最小变化图斑面积为200平方米以上的所有变化图斑，确保月发现未提取的图斑在季度监测中全部提取到位；每年度第四季度，实现1米分辨率卫星影像全省全覆盖，提取年度内最小变化图斑面积为100平方米以上的所有变化图斑。1~10月份累计提取变化图斑138873个。”张琳琳说。

  第二步：问题全核实。针对发现的变化图斑，湖南厅组织技术队伍开展外业调查核实工作，实地核实变化图斑的类型、面积和范围，建设占用情况，闲置土地和违法用地情况，占用耕地和永久基本农田情况等。同时，拍摄实地照片和视频，填写变化图斑信息表，确定违法用地、耕地数量、农民建房、无证采矿、生态保护红线等变化图斑清单。1~10月份累计完成外业核实图斑63586个。

  第三步：任务全交办。以问题为导向，湖南厅根据外业调查核实情况，套合各类管理数据，形成违法用地、占用耕地、农民建房、无证采矿和生态保护红线问题和任务清单，相关处室局根据法律法规，研究形成整改措施、责任主体、完成时限等分类处置意见，交办给市县自然资源主管部门进行分类处置。

  由此，湖南省基本构建起了“1﹢N”卫星监测体系。“1”是指常规监测，在原地理国情监测的基础上，动态掌握各类自然资源的变化情况。“N”是专题监测，目前分别为违法用地、耕地数量、农民建房、耕地使用（水稻种植和严格管控类耕地）、无证采矿、生态保护红线、重点河湖等监测。下一步将根据生态文明建设、经济高质量发展和自然资源“两统一”职责需要不断拓宽监测内容。

  “通过整合卫星数据，利用科技手段，我们希望能够以数据为源头，实时、全面、准确地发现问题，并以此为导向，引领自然资源管理构建起主动发现、智能分析、提前预警、及时响应的链条。”湖南省自然资源厅厅长周海兵说。

  质变：“三合”引发化学效应

  湖南自然资源管理的“智变”背后离不开机构的质变。谈起机构改革，湖南厅科技发展处处长宋铮回忆起当初的重重困难和各类堵点。

  “一是数据资源问题，2018年以前，全省遥感影像数据保证能力十分有限，每年度只能实现70%左右的覆盖，远远满足不了自然资源各项监测、监管、执法等工作需求。二是数据标准问题，遥感影像数据底图多套标准并行，基础测绘、国情监测、不动产登记、土地变更调查的底图相互无法直接套合，对数据管理、应用、分析造成极大不便。三是重复生产问题，各项工作所需数据由各单位分散采购和生产，一边是数据重复采购和生产普遍存在，一边是全省数据大面积空洞、保障能力不足，人力和财力高投入、低产出。四是成果应用问题，各单位反映最突出的就是数据生产周期长、更新不及时，部分单位宁愿高价采购商业数据，也不愿使用我们提供的免费数据。”宋铮说。

  为解决监测工作面临的难点、堵点，湖南厅从3个方面进行了整合。

  在队伍方面，2019年，湖南厅党组按照协同优化高效原则，坚持一类事项原则上由一个单位统筹、一件事情原则上由一个单位负责，将原来分散在各厅直属单位的调查监测职责整合到省第二测绘院，原省国土资源规划院的卫星中心整体转隶省第二测绘院，将卫星监测的外业调查核实任务归口到省自然资源事务中心和10家地勘单位。

  在技术方面，湖南厅确定了“引进吸收﹢自主开发”的技术模式。用时4个月对国内外15家单位开展了深入调研和多轮反复测试，形成了3万字的调研测试报告，较全面地掌握了国内外技术现状；之后与相关技术单位反复研讨验证，最终确定了“遥感科学﹢人工智能﹢业务规则”的技术路线；自主研发了智能提取系统，以此为基础初步构建起智能提取变化图斑的整套技术体系，并成功应用于实际业务中，效率大幅提升。

  在管理方面，依托自然资源与国土空间治理能力建设，将“多规合一协同审批平台”“耕地保护监管信息系统”“违法用地监管系统”“矿山联网直管系统”“农民建房管理信息系统”等业务管理系统在省、市、县三级互联互通。

  “卫星监测的工作部署、数据传输、任务交办、监督实施、成果推送等各环节工作都通过平台来完成，实现了监测成果与业务系统的实时互联、及时调用，高效服务各项管理工作。此外，通过遥感影像统筹，由财政集中采购，单价显著降低，还可将原来重复采购的资金用于其他数据源的采购，实现了用更少的资金获取更多的数据资源。通过遥感影像统筹，统一数据生产、统一数据标准，各类业务共用一套底图，便于数据应用和叠加分析，也可优化人员和资金配置，提高生产效率。”湖南省自然资源厅副厅长谢文说。

  治变：“三为”改变治理方式

  卫星遥感监测的应用使湖南自然资源管理发生了“治变”。

  “从前是需要人去巡查，如今通过卫星监测，可以查看饮用水水源地保护区排污口的分布情况，定期监测保护区内是否存在网箱养殖情况，分析近年来保护区内林草、建筑物等地表覆盖的构成变化情况等。”谢优平介绍。

  湖南卫星遥感监测已连续7年围绕洞庭湖生态经济区内畜禽养殖、黑杨清退、砂场码头、矮围分布、工业污染源、排污口、湖区湿地等情况开展监测，为洞庭湖生态环境专项整治提供了有力数据支撑，也为相关责任单位核实整改提供了依据。

  “卫星遥感监测为湖南的生态文明建设提供了监督支持。”谢文介绍了卫星遥感数据在服务自然资源管理等方面发挥的巨大作用。

  “在第三次全国国土调查基础上，我们每月发现地类变化情况，动态更新全省土地利用现状，为国土空间规划编制以及生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线划定提供精准本底数据，保障规划编制和三条控制线划定的科学性、准确性和可操作性。通过卫星监测，可以监督国土空间规划实施情况，生态保护红线、永久基本农田和城镇开发边界三条控制线内土地利用状况，确保国土规划能落实、三条控制线不可逾越。我们还跟踪生态修复成效，开展长江经济带废弃露天矿山生态修复进展月度监测，对湘江流域和洞庭湖生态保护修复工程试点五大矿区生态保护修复实施进展情况监测，实现了项目实时动态可视化、可追踪的全程全面精细化管理，确保生态修复取得预期成效。”谢文说。

  “为经济高质量发展提供数据保障，为生态文明建设提供监督支持，为自然资源管理提供基础支撑，卫星遥感数据整合后的功效正在多方面显现。监测与业务的融合、业务与管理的整合，使我们履行‘两统一’职责的能力不断提升，也促使我们不断推进湖南自然资源治理体系和治理能力现代化。新时代，我们要抢占先机，以智变、质变和治变迎接新挑战、开创新局面。”周海兵说。