合肥市自然资源市级卫星应用技术中心建设实践探讨

文｜骆昌鑫

合肥市自然资源和规划局

一、前言

为加快卫星应用技术体系建设，2019年全国自然资源工作会议部署了“加快建立贯通部、省、市、县（乡）的卫星应用技术体系”任务，自然资源部办公厅印发了《关于推进省级卫星应用技术中心建设工作的通知》（自然资办函〔2019〕874 号），要求各省建设与自然资源部卫星技术体系和能力相适应、相协调的自然资源省级卫星应用技术中心，服务各省自然资源职责的履行，促进地方经济实现高质量发展。同时要求“贯通部、省、市、县（乡）卫星遥感应用与服务网络，在建设周期内实现市级节点部署率达到80%，县级节点部署达到50%以上[1]”。

根据自然资源部的工作部署，各地均在加快推进各级卫星应用技术中心的建设。截至2020年底，全国31 个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团自然资源省级卫星应用技术中心已实现了全覆盖，市、县（乡）级卫星应用技术中心（节点）建设也多点开花、不断推进，应用规模逐步扩大[2]。

合肥市以“资源共享、务实管用”为目标，全面开展自然资源合肥市、县两级卫星应用技术中心的建设工作。本文结合自然资源合肥市卫星应用技术中心（以下简称“合肥市级卫星中心”）建设实践，探讨各地级市卫星应用技术中心建设思路与未来发展。

二、建设目标

合肥市级卫星中心在自然资源卫星应用技术体系建设中具有承上启下的作用，是省级卫星应用技术体系建设的重要组成部分。合肥市结合自身情况，依托现有的遥感应用技术力量和应用基础，将合肥市卫星中心建设目标设定为：建成合肥市级自然资源遥感卫星数据、产品、应用和服务中心，实现数据共享和产品定制服务，支撑保障和行业应用，统筹全市（区、县）土地调查、地质矿产、资源环境、自然灾害等自然资源领域国产卫星应用需求与产品服务，加强县（乡）卫星影像的共享与应用，推进卫星数据产品的规模化应用，全面提升合肥市各级政府自然资源决策支持服务能力以及精细化管理水平，加快政府治理能力的现代化。同时在此基础上构建合肥市大数据战略的典型应用示范工程，拓展合肥市遥感市场需求，促进加快经济发展方式转变，加快产业结构调整，提高国产卫星数据应用的吸引力和影响力，促进空间信息技术产业形成新的经济增长。

三、建设内容

市级卫星应用技术中心建设主要涉及机构、人员、资金、机房（软硬件系统和网络环境）、办公场地以及运行机制等的建设[3]。

合肥市级卫星中心原则上不搞大规模能力建设、不新增机构和人员，以现有的自然资源系统内单位为依托单位，合肥市自然资源和规划局信息中心作为建设单位，合肥市测绘技术研究院为共建单位，合肥市级卫星中心工作人员从依托单位和建设单位抽调，具有遥感、信息系统和自然资源调查监测专业背景的人员。

合肥市级卫星中心的机房利用自然资源部门现有机房，与省级中心的连接可基于现有的自然资源专网，建设初期可配置工作站或服务器以及存储设备，满足基础的影像数据接收和管理能力；建设后期，可配备相关专业遥感影像处理软件及数据处理设备，搭建数据处理场所，实现自主专题影像产品制作和信息提取，自主开展遥感监测监管；另外，为拓展应用渠道和服务模式，可按需搭建卫星遥感应用服务系统或平台，进一步提升合肥市级卫星中心服务经济社会发展与管理水平。

合肥市级卫星中心建设纳入合肥市自然资源事业发展规划和计划，建立卫星遥感影像数据的接收、存储、加工、生产和共享等数据管理机制，健全日常管理、项目管理等相关规章制度，保障中心工作正常运行。

四、建设成效

经过一年多的建设和应用探索，合肥市级卫星中心在各方面取得了较好的成效，通过合肥市级卫星中心运行实践，充分发挥了卫星遥感和大数据技术在服务自然资源主责主业及生态文明建设中的重要作用[4]，也标志着合肥市自然资源和规划管理在创新发展理念方面又进行了一项有益的探索。具体建设成效情况如下。

1.机构队伍建设

合肥市自然资源和规划局信息中心作为建设单位，在其下加挂自然资源合肥市卫星应用技术中心牌子，联合合肥市测绘技术研究院为共建单位，下设综合办公室、数据管理部、技术应用部3个部门，形成合肥市级卫星中心的整体组织架构。从信息中心和共建单位抽调具有遥感、地理信息、计算机、测绘和土地管理等相关专业背景20 余人，构建了结构较为合理的遥感应用与服务专业技术队伍。

2.运行环境建设

依托合肥市自然资源与规划局现有的标准化机房和自然资源云平台，搭建了卫星遥感应用服务系统。通过自然资源专网上联安徽省卫星中心[5]，带宽1Gb，下接各县级节点，带宽100Mb；通过单向网闸实现自然资源业务专网与电子政务外网在线交换信息，通过全市大数据共享平台为全市各相关部门提供影像数据服务。具体部署架构见图1。

图1 合肥市卫星中心部署架构图

3.数据接收处理

实现了实时接收省卫星中心推送的遥感影像数据和各级产品服务。利用遥感图像处理软件，对接收的原始影像数据进行处理，最终输出DOM 等成果（图2）。

图2 数据接收处理成果图

4.影像整合

整合构建了全市统一的空间基准、精度和分类标准的卫星遥感应用数据库，包括历年遥感影像数据和自然资源调查监测业务基础数据等，进行了卫星中心管理平台与自然资源一张图系统的对接，实现了卫星影像数据、产品与自然资源主体管理业务的统筹管理和整合融合。

5.应用服务

在省卫星中心下发的产品基础上，以服务合肥市自然资源主责主业为目标，逐步开展了相关专题应用产品业务化生产，为合肥市自然资源调查、监测、监管（执法）、评价、规划等业务相关的重点项目和重大任务的卫星应用提供支撑服务。另外，通过前置共享交换机，将卫星遥感产品和服务纳入合肥市政务数据共享平台，实现了面向全市政府机关、行业部门的共享和应用服务。

五、应用场景与业务服务

合肥市级卫星中心以应用为核心，以服务为导向，加强卫星应用服务和数据推广力度，积极推进卫星应用融入自然资源调查、监测、监管、评估、决策等主责主业，着力提高遥感影像在自然资源管理部门及各行业的广泛应用，包括自然资源调查监测、空间规划、开发利用、所有者权益、执法督察、矿政管理等[6]。具体思路如下：

1.年度国土变更调查

利用遥感影像开展年度国土变更调查，依据最新遥感影像分类提取疑似新增建设图斑，并根据影像特征，对图斑进行分类，类型包括明显建设用地、农村居民点、别墅、水工设施、道路、铁路、疑似建设用地、疑似设施农用地、推堆土、光伏板、足球场、高尔夫球场、围填海等类型；对耕地、园地、林地、草地和湿地等变化进行监测；形成年度国土变更调查成果，保持国土调查数据现势性，支撑自然资源日常管理。

2.自然资源遥感监测业务

（1）地理国情监测

利用高分辨率遥感影像，在前期地理国情普查与监测形成的本底数据库基础上，叠加新一期标准时点影像，利用相关资料，通过变化识别，对地表覆盖和地理国情要素的变化情况进行更新，形成地理国情信息数据库。全面准确地摸清地理国情家底，为了解国情、把握国势、制定国策提供基础数据支撑和科学手段保障。

（2）自然资源开发利用遥感监测

面向节约集约用地和土地开发利用监测与评估需求，基于多源遥感影像数据，构建影像本底库，实时开展低效用地、闲置土地、住宅用地等的识别、监测和分析工作，为优化开发自然资源利用格局，提升开发利用质量，规范开发利用秩序，有效促进自然资源集约节约利用提供基础性支撑。

（3）城市要素监测

利用高分辨率遥感影像，开展城市重点要素监测，重点围绕城市空间布局和形态、城镇开发边界、基本公共服务、市政公用设施建设、综合交通运输网络建设、环境治理、应急救灾、历史文化保护等方面开展监测，支撑国土空间规划、城市评估与城市体检、城市建设及精细化管理。

（4）农村乱占耕地遥感监测

利用遥感影像动态监测数据，结合土地卫片执法图斑、土地利用规划数据库和永久基本农田数据库等内容，摸清农村乱占耕地建房问题，掌握用地情况、出售情况、处罚情况等内容，为田长制的职责落实提供技术支持。

（5）森林资源调查与监测

利用卫星遥感影像，进行森林资源调查、森林蓄积量调查、森林火灾调查等，为生态环境保护和建设、林业资源利用、防灾减灾、应对全球变化等提供新的技术手段，实现卫星遥感影像数据在林业调查和监测中的应用。

3.自然资源遥感监督检查业务

（1）辅助土地卫片执法监督检查

主要是基于前后两期影像提取疑似违法建设图斑。以下各图示意的是合肥市长丰县水湖镇和左店乡前后两期影像（前时相为2020年10月分辨率为1m 的影像，后时相为2021年10月分辨率为2.25m的影像）对比分析提取的变化图斑。

长丰县水湖镇疑似施工新增推填土（前时相影像中观察为水田，后时相疑似推填土），如图3所示。

长丰县水湖镇新增构建筑物（前时相影像中观察为水田，后时相中有明显建筑物形成），如图4所示。

长丰县左店乡疑似新增光伏板（前时相影像中观察为坑塘，后时相中观察坑塘上有疑似光伏板），如图5 所示。

长丰县左店乡疑似挖田造塘造景（前时相影像中观察为坑塘和部分水田，后时相中观察部分水田疑似挖田造塘），如图6 所示。

图3 疑似施工新增推填土图斑

图4 疑似新增构建筑物图斑

图5 疑似新增光伏板图斑

图6 疑似挖田造塘造景图斑

（2）土地、矿产卫片执法监督检查

通过同一个地域前后两个不同时点的卫星遥感影像图叠加对比，反映出该地域土地利用、矿产资源开采等的地表变化情况，通过信息处理与加工，获取与矿产资源有关的信息，评价开发环境，实现利用卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用、矿产资源勘查开采及耕地保护情况进行监测。

4.自然资源遥感监管业务

（1）辅助土地供后监管分析

图7 是基于合肥市卫星中心接收的2021年10月高分一号卫星遥感影像，进行加工提取的合肥市高新区疑似现状空地和疑似低效用地分布等相关信息，通过卫星遥感应用服务系统提供相关数据分类查询、统计。

图7 疑似空地、低效用地分布

（2）矿山环境恢复治理监管

矿山开采不仅占用大量土地资源，同时导致了地质灾害及其隐患的存在。利用遥感影像数据可以获取面域的周期性信息，进行大面积同步检测，信息覆盖范围大。对于已经完成采矿的区域，按照有关规定应进行矿山环境恢复治理，准确获取矿山地质环境恢复位置、面积、变化趋势等数据，为矿政管理部门提供参考依据和数据支撑。

六、探讨与展望

目前，我国遥感卫星已进入快速发展阶段，合肥市级卫星中心要牢牢把握自然资源卫星应用的黄金机遇期，积极拓展遥感卫星应用领域，全面服务自然资源管理主体业务和政府宏观决策管理，持续加强卫星应用创新能力建设，加快推进市级卫星应用体系建设。

然而，合肥市级卫星中心建设多存在经费不足等情况，专业技术人员一般是从自然资源部门现有职工中调配，较好地支撑基于卫星影像数据的深度应用和拓展应用服务，但后续财政经费不足，难以持续维持创新应用服务。市级中心建设可采取边建设、边应用、边服务的模式运行，依托共建单位的技术人员和生产能力开展数据生产类业务[7]，并可依托高校的科研与创新能力开展应用技术研究类业务。

从实际建设和运行情况来看，合肥市级卫星中心应加强需求统筹，实现满足全市自然资源管理重点项目和重大任务的影像统筹保障；深入推进卫星遥感与自然资源管理的深度融合，围绕自然资源管理业务应用需求，深度融合海量数据资源与多源、多尺度、多类型的时空数据资源，并结合应用场景开展数据清洗、处理、分析、挖掘和可视化，提升新型应用产品、专题产品研发能力，努力实现“数据在云、服务到端”的服务模式，从事前审批向事中监管、事后评估的转变，从关注数量变化向“数量—质量—生态”三位一体精细化治理转变的目标[8]。另外，合肥市级卫星中心建设应实现与当地智慧城市时空大数据平台和国土空间基础信息平台充分对接，为各部门提供服务，利用大数据结合云计算、互联网、分布式数据库等技术全面提升政府部门现代化管理治理能力，为我国自然资源治理体系和治理能力现代化提供有效技术支撑。