雄安新区卫星遥感即时监测监管服务

文 | 王光辉 张涛 刘宇 路广博 李伟林 张依蕾 戴海伦,

1. 自然资源部国土卫星遥感应用中心

2. 北京国测星绘信息技术有限公司

一、引言

2017年4月1日，中共中央、国务院印发通知，决定设立河北雄安新区。这是一项重大的历史性战略选择，是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，是千年大计、国家大事。雄安新区规划范围涉及河北省雄县、容城、安新3县及周边部分区域，地处北京、天津、保定腹地，区位优势明显、交通便捷通畅、生态环境优良、资源环境承载能力较强，现有开发程度较低，发展空间充裕，具备高起点高标准开发建设的基本条件[1]。设立雄安新区，对于集中疏解北京非首都功能，探索人口经济密集地区优化开发新模式，调整优化京津冀城市布局和空间结构，培育创新驱动发展新引擎，具有重大的现实意义和深远的历史意义。

2018年，国务院在关于河北雄安新区总体规划（2018—2035年）的批复中指出，优化国土空间开发保护格局，要坚持以资源环境承载能力为刚性约束条件，统筹生产、生活、生态三大空间，严守生态保护红线，严格保护永久基本农田，严控城镇规模和城镇开发边界，实现多规合一，将雄安新区蓝绿空间占比稳定在70%，远景开发强度控制在30%。将淀水林田草作为一个生命共同体，形成“一淀、三带、九片、多廊”的生态空间结构。实施全域分区空间管控，通过网格化、信息化和精细化管理，强化对各类开发与保护活动的空间引导和落地管控，构建规模适度、空间有序、用地节约集约的发展新格局。

近年来，我国陆续发射了多颗遥感卫星，为自然资源管理、生态环境保护和国民经济建设等领域提供了宝贵的空间图像数据。高分遥感卫星具有视点高、视域广、数据采集快、可重复连续观测的优势，对地表客观变化情况一目了然，对管控目标看得清、找得准，是对管控巡查的有效补充；与日常巡查相结合，可全方位、最大限度地发现违反管控政策行为，特别是发现因巡查工作不到位而隐漏的违法违规行为；同时卫星遥感监测可以较全面地反映新区及周边管控区域整体情况，可以有的放矢地进行监督检查，有效提高工作效率，真正落实“动态监测、全面感知、科学管控”[2-5]。

面向雄安新区卫星遥感即时监测监管业务需求，设计构建了雄安新区卫星遥感即时监测监管服务体系的技术框架，详细阐述了具体实现的技术方法，介绍了研制的平台系统功能，通过具体案例验证了业务工作成效。卫星遥感监测的“即时性”既体现遥感监测高频次高效率，又体现平台系统统计分析、结果展示的时效性。

二、建设目标与总体思路

1.建设目标

以自然资源卫星遥感数据及时获取、快速处理和信息化应用为技术轴线，以自然资源卫星遥感监测和综合业务监管为业务轴线，通过卫星遥感月度全覆盖监测图斑精准提取、监测成果云推送和服务发布等技术创新，形成自然资源卫星遥感监测技术体系；通过综合业务监管管理机制创新，形成业务监管技术体系；建立雄安新区卫星遥感即时监测监管服务平台，完善自然资源监测与监管技术体系和管理机制，真正落实“早发现、早制止、严查处”，及时掌握新区自然资源现状及变化，有效促进自然资源集约节约利用和有效保护，服务新区规划和发展。

2.总体思路

雄安新区卫星遥感全生命周期即时监测监管，包括卫星遥感监测技术体系建设阶段、业务监管技术体系建设阶段、即时监测监管服务平台建设及业务化运行阶段等。在卫星遥感监测技术体系建设阶段，建立雄安新区卫星遥感监测技术体系，形成多源卫星遥感影像数据协同获取、卫星影像数据快速处理、自然资源遥感监测分类标准制定、自然资源卫星遥感即时监测图斑提取与月度监测图斑提取、云服务系统搭建与数据推送和监测成果服务发布等多步骤紧密结合的一体化监测流程；在业务监管技术体系建设阶段，根据雄安新区综合执法局具体业务需求，建设监测成果应用系统，实现正射影像成果实时推送与服务发布，监测图斑成果推送与服务发布、监测成果服务展示、监测报告服务发布等功能，实现雄安新区业务化监管；即时监测监管服务平台建设及业务化运行阶段，建设雄安新区卫星遥感即时监测监管服务平台，连通卫星遥感监测和业务监管两大技术体系，实现平台整体业务流程的常态化运转，加强自然资源卫星遥感监测数据与业务监管的有效融合（图1）。

图1 雄安新区卫星遥感即时监测监管总体思路图

三、雄安新区卫星遥感即时监测监管服务体系

1. 卫星遥感监测技术体系建设

坚持“用数据说话、用数据管理、用数据决策”的原则，整合多传感器类型、多空间分辨率和多光谱分辨率的卫星遥感影像数据资源，在统一的空间基准下，打通卫星遥感监测技术体系，实现多源卫星遥感影像数据协同获取、卫星影像快速处理、自然资源遥感监测分类标准制定、自然资源卫星遥感即时监测图斑提取与月度监测图斑提取、云服务系统搭建与数据推送和监测成果服务发布等多步骤紧密结合的一体化监测流程[6]。对卫星遥感监测监管相关数据进行综合分析，为卫星遥感相关业务应用提供标准一致、类型丰富的数据基础。

2.业务监管技术体系建设

建立变化信息发布数据服务，提供图斑数据、自然资源变化信息产品的标准化接口，可快速获取图形与属性信息、变化信息报告等内容，与后续管理、调查、监测环节衔接，形成业务动态监管技术体系，自动实时推送按月/季度提取的图斑矢量。定期自动检查更新并自动推送新数据；支持断点续传并根据推送统计查询每批图斑数据推送的时间、数量等信息，保证数据全部推送完成。根据提取的变化图斑进行自动化统计，通过图斑的数量、大小、类别、位置等进行分析，将信息通过云服务模式推送，以便管理部门第一时间获取雄安新区土地利用变化信息和态势，进行科学管理和精准决策，提高土地利用动态监管力度。

3.即时监测监管服务平台建设

将卫星遥感月度监测成果通过卫星遥感即时监测监管平台推送至雄安新区综合执法局，服务执法支队的违法用地监测治理工作。

自然资源变化信息即时发布分为最新影像即时发布以及变化信息即时发布两部分。针对周期性遥感影像变化监测图斑成果，按照各级行政单元的空间分布情况以及变化类型进行统计分析；生成变化类型饼状图，分析各类型监测图斑面积和占比情况；生成不同行政级变化图斑数量柱状图，分析各级行政单元变化图斑数量分布情况；根据不同行政界线级别与左侧变化监测图斑统计结果进行联动展示（图2）。

图2 雄安新区卫星遥感即时监测监管服务平台

4.即时监测监管服务业务化运行

雄安新区综合执法局利用卫星遥感即时监测监管平台获取的监测成果开展综合应用，为重点项目（如高铁站建设）进度监测（图3）、征迁安置动态监测（图4）、综合执法监测（违法用地、采砂）、城市建设进度监测、白洋淀水域面积变化监测、植树造林（千年秀林）监测等提供强有力的技术支撑。

图3 京雄高铁站变化

图4 容城县容城镇北城征迁安置动态监测

根据监测区变化类型、变化面积、位置分布及由此生成的变化强度热力图、变化类型饼状图、变化类型雷达图、变化类型环状图，客观反映当前国家政策、监测区规划的推进与落实情况及经济发展模式，揭示经济社会发展及自然资源的空间分布状态和趋势，为相关决策的制定提供数据支撑。

四、雄安新区卫星遥感即时监测监管服务的优势

近年来，随着国产卫星遥感数据获取、处理、产品生产等技术的快速发展和应用水平的持续提升，卫星遥感即时监测监管服务能力也在不断进步，能够实现“用数据说话、用数据管理、用数据决策”。雄安新区卫星遥感即时监测监管服务体系主要的优势包括：

（1）国产高分辨率遥感卫星数据全替代

目前，国产自主卫星数据资源体系已相对完善，雄安新区卫星遥感即时监测监管服务体系以高分一号、高分一号B/C/D、高分六号等卫星影像作为月度监测主要数据来源，以高分二号、高分七号卫星影像作为季度监测主要数据来源，实现了国产数据全替代。

（2）为雄安新区的科学管控与综合执法提供技术支撑

基于高分卫星影像开展雄安新区即时监测监管服务，构建雄安新区科学管控执法综合服务体系，通过分析雄安新区征迁建设地表变化情况，开展雄安新区自然资源变化监测，为雄安新区国土空间规划与实施监督提供高效监测服务，有效降低了违法治理成本，大大提高了执法监管效率。

（3）为雄安新区的高起点规划、高标准建设提供决策依据

依托卫星遥感监测技术体系，开展雄安新区综合业务应用。雄安新区历史管控监测、雄安新区即时监测监管，形成历史遥感监测摸清底数、月度遥感监测业务化运行、季度监测回头看、年度监测兜底的系统化监测流程体系。同时，也为抢栽抢种情况、重大项目区建设情况及美丽乡村建设等提供专题监测服务，为雄安新区高起点规划、高标准建设提供决策依据。