卫星遥感在浙江省国土资源管理中的应用与发展

浙江省土地勘测规划院 沈国明 关 涛 戴勇毅 敖为赳 王善华 王建锋

卫星遥感在浙江省国土资源管理中的应用与发展

浙江省土地勘测规划院 沈国明 关 涛 戴勇毅 敖为赳 王善华 王建锋

遥感是20世纪60年代新兴的科学领域之一。它是人类迈向太空，对地观测，获取地表空间信息的一种先进科学技术和生产力，具有宏观、准确、综合地进行动态观测与监测的能力。作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在各领域得到广泛的应用。

一、卫星遥感在浙江省国土资源管理中的应用与研究

随着遥感数据源向着更高空间分辨率和光谱分辨率发展，处理信息技术更加成熟，遥感技术的浙江省国土资源管理工作中应用更加广泛和深入。

（一）土地利用遥感监测和执法检查工作中的应用

1996年，浙江省在全国率先利用TM数据对全省开展了包括农用地、建设用地、水域、和未利用土地等地类的土地利用覆盖监测。从1997年开始，在国土资源部统一组织下，并利用多源、多时相数据对杭州、宁波、温州等重点城市开展土地利用动态遥感监测。1999-2010年，新一轮国土资源大调查阶段，国土资源部确定浙江省为全国土地利用动态遥感监测试点省份之一。浙江省国土资源管理工作中应用了SPOT4、SPOT5、IKONOS、QuickBird、WordView-1、福卫2号、P5等卫星数据，开展了50万人口以上城市遥感动态监测、国家级开发区（园区）遥感监测、城镇规模扩展监测等项目，对部分重点城市的城镇建设用地规模、新增建设用地、土地利用总体规划执行、耕地变化、基本农田保护情况等分别进行了监测。

2003年，浙江省启动了第一次省级卫片执法检查工作，重点对国家监测城市外的地级市和部分县域进行了监测，工作成效显著。经过多年国家级和省级的土地矿产卫片执法检查，应用国产卫星数据、无人机拍摄等多种遥感手段，形成了天上看、网上查、地上管的执法体系，对违法用地者产生强大的警示和宣传作用，使土地执法检查更为公正、科学。

（二）土地利用调查工作中的应用

遥感数据已经成为土地利用调查重要的信息源和数据更新手段。

1.开展了基于SPOT5卫星影像进行土地利用现状更新调查的精度分析研究。2005年浙江省国土资源厅利用3S技术，通过野外实测工作和理论分析，对基于SPOT5卫星影像数据的土地利用现状更新调查成果与基于1992年航片的土地利用现状详查成果进行精度分析和比较，提出了土地利用现状更新调查中对SPOT5数据处理的意见和建议。认为完全基于SPOT5影像的1∶10000比例尺土地利用现状更新调查存在一定困难，但作为变更手段是可行的。尤其对建设用地等部分地类的变更有较高精度，探索了利用卫星影像更新土地利用现状数据等有关技术路线和方法。

2.完成了浙江省二次土地调查底图生产。浙江省第二次土地调查底图生产任务是国务院第二次全国土地调查办公室在充分考察遥感试点项目承担单位技术实力和数据源情况后，专门采取委托生产的方式，由浙江省厅承担浙江“二调”底图生产任务。浙江省院严格按照《第二次全国土地调查底图生产技术规定》要求，完成了全省1米分辨率航拍正射影像图，并提交各县（市、区）国土资源管理部门使用，为浙江省第二次土地调查工作的顺利开展奠定了基础。

3.完成了2010、2011年遥感监测与变更调查工作的遥感数据生产。国土资源部从2010年下半年部署开展全国土地变更调查与遥感监测工作，其中遥感监测任务由国家统一采购覆盖全国的最新遥感数据，组织加工制作遥感正射影像图；与上一年度遥感正射影像图叠加分析，提取年度新增建设用地监测图斑。将遥感正射影像和监测图斑等信息分期分批分发地方，为地方开展年度土地变更调查提供基础资料。遥感监测任务由中国土地勘测规划院组织部分省院和项目中标单位共同完成。浙江省院2010年遥感数据生产任务包括湖北省、江西省及河南省计72个县共12.6万平方公里数据生产任务；2011年包括新疆维吾尔自治区5个县（市、区）共3.53万平方公里数据生产。

4.连续开展了年度土地变更调查

工作。通过对前后时相高分卫星影像数据的叠加分析，获取图斑变化信息和空间定位，并进行相应的调查整合，从而更新土地调查数据库。该应用充分发挥了影像快速准确发现变化信息的作用，提高了调查的全面性、及时性、准确性，使土地调查向集中、统一、协调、高效、全能的方向发展。

（三）地质灾害调查与监测应用

浙江省是小流域滑坡、泥石流等地质灾害多发省份。2007年，浙江省在全省48个县（市、区）的小流域滑坡、泥石流易发县开展地质调查与评价工作。采用1米分辨率航片或2.5米分辨率SPOT5数据，对流域的形态特征、居民点或工程设施分布、地质灾害及不良地质现象、人类活动特征、沟谷阻塞程度等进行了解译。该应用指导了常规地面调查工作的开展，减少了外业工作量，为快速、高效地完成小流域泥石流地质灾害调查，获取常规地面调查难以取得某些环境下的地质和地质灾害信息，并为重点调查区确定提供依据。

浙江省多山、沿海，多见台风暴雨气候，较容易产生山体滑坡、泥石流等地质灾害，利用遥感技术能够第一时间持续稳定地获取监测数据，可对灾害性天气的预报和地质灾害突发现场连续观察。为洪水、泥石流、滑坡等突发事件提供快速、详实的影像数据支持和相关分析服务，有助于科学评估灾害损失，提高应急处理成效。

（四）国产卫星数据在浙江省的应用研究与推广

2011年，我国发射了“资源一号”02C卫星，填补了国内高分辨率遥感数据空白，标志着我国遥感卫星从科研试验型向业务应用型的转变。2012年，国土资源部牵头编制的《陆海观测卫星业务发展规划（2011-2020年）》批复实施，明确要求加快急需陆海业务卫星建设，增强陆海观测卫星数据保障能力，加强天地资源协调和利用，提高卫星系统快速观测能力，加大国产卫星遥感数据在重大行业中的应用，提升国土资源调查监管效率。为做好国产卫星数据在浙江省应用与推广，浙江省院连续开展系列研究与应用推广工作，应用国产高分辨率卫星遥感数据改进耕地保护管理方式试点工作。

1.2011 年浙江省基于国产卫星数据的土地利用宏观监测及规模化应用示范。以多级空间分辨率的国产卫星遥感数据（中巴资源卫星和环境减灾卫星数据）为信息源，以3S技术为支撑，选择典型示范区域，开展土地利用宏观监测、调查与评价工作。借助空间分辨率优于10米的资源卫星数据、第二次土地调查、土地变更调查等土地调查及实地调查成果，评价宏观监测成果的精度和可靠性。充分应用建设用地审批、土地开发复垦整理等国土资源管理信息，分析评价宏观监测成效。对重点工程区域以及实施情况的动态变化进行跟踪监测，进一步对实施效果进行分析评价。根据卫星遥感数据的特点，分析不同目标尺度下不同专题信息图件生产过程存在的关键问题，探讨解决方案，初步形成全省范围快速开展宏观监测的技术业务流程和实施方法。研究宏观监测成果在土地监管、土地执法、土地督查、土地利用基础数据更新等方面所能起到的作用。

2.2013 年浙江省高分土地资源应用示范与技术验证。以浙江省奉化市为示范基地，针对华东地区的典型土地利用现状和变化类型，依土地资源遥感调查监测技术规范，基于关键技术与应用示范系统研究成果，开展了基于GF-1/2卫星数据的土地利用动态遥感监测、土地利用变更调查、县级以上城市规模扩展监测等关键技术、产品验证及应用示范；进行了GF-3/5卫星土地资源遥感应用关键技术验证，对关键技术预处理产品、专题产品进行精度验证和质量评价，并进一步对其业务应用能力和适用性进行实践应用评估，形成验证结果和评价结论。形成的高分数据进入土地资源调查监测工作的应用技术流程与推广模式，为高分土地资源应用示范系统业务化运行及高分卫星数据规模化应用奠定基础。

3.2014 年国土资源应用即时服务系统浙江省应用示范。面向浙江省国土资源管理遥感综合应用需求，按照国土资源应用即时服务系统业务运行模式，针对省内典型土地利用现状和变化类型，开展了浙江省应用示范产品体系设计与标准研制，规范示范产品的说明、规格、格式、主要技术指标、表达方式、技术规范等内容，建立应用示范支撑基础数据库及软硬件运行环境。按照国土资源应用即时服务系统业务运行模式，整合现有ZY-102C、ZY-3和GF-1等多源高分辨率国产卫星资源，形成面向国土资源调查监测业务，开展了浙江省围海造田土地利用变化监测应用示范。监测对象主要是新增围海造田用地类型、面积和分布，分析监测区域的土地利用变化状况。同时，进行基于国产卫星数据的城镇建设规模扩展监测与国土资源重大工程监测。利用系统输出的各级要素产品和专题产品，开展了市级城镇建设规模扩展监测和国土资源重大工程监测应用示范。以此为基础验证和完善了多源高分辨率卫星国土资源应用即时服务系统，形成适合浙江省国土资源遥感应用即时服务与应用模式，并提出后续多源高分辨率卫星数据应用改进建议。

4.2015 年浙江省多源国产高分卫星土地业务应用推广。在浙江省持续开展了多源国产卫星土地业务应用评价和技术验证。整合现有GF-1、GF-2、02C等多源高分辨率国产卫星资源，针对浙江省典型土地利

用现状和变化类型，进一步拓展和深化国产高分卫星省级应用领域与范围。根据土地资源遥感调查监测技术规范，基于关键技术与应用推广系统研究成果，开展了浙江省建设用海监测应用推广、浙江省滩涂围垦监测应用推广、浙江省基本农田监测示范等。以此为基础，验证和完善了多源高分辨率卫星国土资源应用技术流程和方案，形成了适合浙江省国土资源遥感应用即时服务与应用模式，为国产卫星土地业务应用方案及后续发展提供建议。

5.国产高分辨率卫星遥感数据浙江省应用试点。为了更好地贯彻落实最严格的耕地保护制度，提高耕地保护工作管理水平，按照国土资源部提出的“将国产卫星数据应用与地方国土业务工作结合，真正从地方实际业务工作需要的角度出发”的要求，浙江省选择试点县，采用最新国产高分辨率卫星遥感数据，开展信息化技术支撑下的有关改进耕地保护管理方式试点工作。根据浙江用地特点，提出了盆地丘陵区域水田垦造监测（衢州市衢江区），平原地区永久基本农田划定与监测（嘉善县），沿海区域滩涂围垦造地监测（余姚市）三个试点县（市、区）开展国产高分卫星数据应用推广工作。嘉善县、余姚市的做法在一月份召开的“国产卫星数据浙江省国土资源管理应用与推广研讨会”介绍了工作经验，效果良好。

二、卫星遥感在国土资源管理应用中面临的瓶颈

伴随着遥感技术水平提高和快速发展，遥感数据在浙江省国土资源管理工作的应用也遇到了一些困难，亟待突破。

（一）面对多星海量数据呈爆发式增长趋势，数据应用能力和效率有待提升

随着《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》《陆海观测卫星业务发展规划（2011-2020年）》等国家重大规划的实施，高分系列卫星已陆续发射。未来十年将会有更多的高分卫星发射上天，最高分辨率将达到0.5米，到2030年将发射16颗高分卫星，保持10-12颗卫星在轨运行，10-15天实现对全国国土范围的有效覆盖。在数据源瓶颈问题得到解决之后，应用体系、技术实力、相关的措施机制如何跟上数据爆发增长的节奏，如何消化和承接这些高质量的数据来服务国土业务，对遥感数据应用能力是一种挑战。

（二）面对日益增长的国土业务工作应用需求，遥感技术应用与业务工作结合能力有待加强

伴随着深入推进国土资源行政审批制度的改革，做好对下放行政审批事项的落实和衔接，从注重事前审批为主向事中与事后管理为主转变，加强全程监管，是今后国土资源管理工作的重要任务。遥感技术可以作为事中、事后监管的有效手段，能够有效满足国土管理工作业务新需求。目前，各级国土部门遥感技术应用还很被动，参与数据获取和数据处理等的过程较少，对遥感技术应用的理解不全面，主动应用遥感手段解决业务工作中还有待进一步提高。

三、卫星遥感在浙江省国土资源管理中应用发展

遥感技术已经成为国土资源管理工作不可或缺的手段。随着国产卫星技术水平提高和国家级应用体系建设的完善，数据源、数据处理手段、数据存储等问题逐步得到了解决。因此，在“十三五”期间，要着力在“更加注重资源环境保护，更加注重提高耕地质量，更加注重资源节约集约，更加注重创新驱动”四个方面应用好国产卫星数据，全面切实服务于国土资源管理事业。

（一）夯实一个实体机构

浙江省院要通过强化省级卫星数据应用中心建设，大力推进地方与中央单位之间的数据和成果共享服务。积极加强经验交流与共享，不断提高数据应用效率。在保障省级应用的同时，积极为市、县提供数据产品、技术培训等服务，让卫星数据全面应用的起来，为遥感技术应用良性发展搭建好平台。

（二）畅通一个网络体系

构建部院、省院、市县的卫星影像数据传输网络体系。把省院作为省级中心节点，畅通部级、省院影像产品与数据能够迅速惠及相关市、县。让卫星数据应用更加顺畅，实现数据快速响应，满足应急需要。

（三）构建一个工作机制

要加强需求导向指引，提高供给侧能力保障。通过实体机构工作机制建设，迅速反馈省级、市县需求直达部级。通过这个机制反馈上去，共享经验，提高工作效率，切实释放主动谋划应用好卫星数据的潜力。

（四）提炼一套技术标准

国务院发布的标准化制度改革方案要求中央一级要把国家和行业的标准做好，地方要把地方的标准做好。目前以遥感为主打的标准很少。浙江省卫星遥感工作有多年的基础，完全可以通过一些工程提炼出一批地方标准。标准的建立是固化了成熟的工程。成熟的技术体系对遥感数据成果也是一个质量保证。

经济发展新常态是当前和今后一个时期指导我国经济持续健康发展的重要战略思想。国土资源是经济发展的基本要素，具有保障和约束双重作用。要努力把握新常态给我们带来的机遇和挑战，全面服务于国家建设。卫星遥感技术在国土资源管理领域应用方兴未艾。