基于自然资源一张图的智慧监管平台设计及关键技术研究

文／王赛 中国建筑第八工程局有限公司 上海 200120

引言：

自然资源监管，是针对自然资源采取的有效保护方法。为了促进区域经济效益与社会效益的协同提升，做好自然资源监管工作至关重要。在我国自然资源科技创新发展规划当中，对自然资源智慧监管平台优化设计的重要性做出了明确的指示[1]。因此，有必要对“跨层级-系统-部门”的自然资源智慧监管大数据平台进行优化构建，确保能够为自然资源监管工作的高效开展提供充分有效的现代化科学平台支持。总体而言，为了全面提高自然资源监管工作的效率及质量，本文围绕“基于自然资源一张图的智慧监管平台设计及关键技术”展开分析研究价值意义显著。

1、基于自然资源一张图的智慧监管平台设计基础分析

1.1 明确基础数据

自然资源包括山、水、林、田、湖、草等相关资源，而涉及的数据则主要包括地理空间数据、专业指标数据等。在基于自然资源一张图的智慧监管平台设计期间，明确相关基础数据至关重要。具体而言，需明确的基础数据主要有四类，即：①基础地理信息数据，比如地区地图矢量、影像数据，还有地名、地址等相关数据；②多期遥感影像数据，主要涉及地理国情地表覆盖数据、资源三号等2m分辨率遥感影像数据、＞1m分辨率遥感影像数据等；③地理国情普查/监测数据，以一级类变化图斑数据为主，比如耕地、林地、草地等图斑数据；④自然资源专题数据，比如统计分析数据、自然保护区三区界线数据以及空气质量监测数据等。

1.2 明确平台总体设计基础思路及技术路线

以山、水、林、田、湖、草等相关自然资源为依据，进行统一监管监测平台的构建，期间需结合自然资源行政管理部门在业务层面的相关标准要求，对地理空间数据资源、地理国情普查/监测数据进行优化整合，并对山、水、林、田、湖、草等自然资源的静态与动态数据进行整合，使自然资源一张图大数据有效构建[2-3]。同时，对信息化系统平台加以应用，并规范使用遥感影像对比监测、网络互连监管执法技术，使以自然资源为基础的主动与智能服务质量水平能够得到有效提高。除此之外，需在针对完整的自然资源遥感监测技术体系进行有效构成的基础上，使自然资源智慧监管平台建设具备充分有效的技术保障支撑。如下图1所示，为基于自然资源一张图的智慧监管平台的总体技术路线：

图1 基于自然资源一张图的智慧监管平台的总体技术路线

2、基于自然资源一张图的智慧监管平台设计关键技术要点分析

从自然资源监管平台功能实现角度考虑，在平台设计过程中，掌握具体的设计技术要点至关重要。具体而言，涉及的主要设计关键技术要点如下：

2.1 自然资源一张图大数据库构建技术

将自然资源多源数据一体化集成、管理需求作为参考凭据，然后根据省地理空间信息，对山、水、林、田、湖、草等普查数据，还有动态监测数据，采取优化整合处理措施，并针对社会经济、人口等相关信息数据进行优化整合，进一步以网络众源社会化信息为依据，构建完善的自然资源大数据库，保证自然资源数据统一空间基准有效展现出来，并针对多网综合感知的自然资源数据，提供实时接入服务，对自然资源数据采取实时集中管理模式。

在数据汇聚方面，收集整理相关数据，通过格式的转换，并在空间基准统一的基础上，对相关数据进行规范编辑，在对基础地理信息数据、多期遥感影像数据以及地理国情数据进行汇总处理的基础上，进一步形成矢量数据、瓦片数据后，在GIS中间件、数据接口的媒介作用下，追踪使自然资源一张图大数据库得到有效构建。

在大数据库构建过程中，针对涉及的一些要求，有必要选择应用面向对象方法与UML建模语言，使数据库的统一设计目标得到有效实现，并保证数据能够得到安全与统一管理。各类数据均需传输至关系型数据库当中，然后完成统一建库处理。在GIS中间件的作用下，将空间数据存储到Oracle数据库当中[4-5]。这对地理空间数据，需将各项数据的分层、有关属性结构、分析应用需求为参照凭据，进一步对逻辑数据组织、表达模型充分确定。基于数据操作层面，有必要把逻辑数据组织模型作为参考凭据，确保数据操作目标得到有效实现，进一步使数据库系统的开放性、容易扩展、便于维护等特点优势充分展现出来。通过关系型数据库表形式，存储属性、业务等相关数据。

2.2 自然资源一张图大数据集成展示服务技术

在自然资源一张图当中，涉及的数据资源类型较多，在整合相关数据的基础上，利用“一张图”提供相对应的服务，期间需确保空间基准的统一性。基于时空标识有效构建的基础上，保证标准服务接口能够有效集成，进而确保集成服务能够得到有效实现。与此同时，需对相关空间数据进行统一化处理，以此确保CGCS2000坐标系基准地理空间数据得到有效构成以后，对相关时态数据进行时间标识的增设，并在数据调用方面通过标准OGC服务、WebService服务接口实现，使系统数据服务的规范化与标准化程度提高。此外，在集成统一的标准服务接口的基础上，保证相关数据能够在自然资源一张图中的集成服务功能中充分发挥出来。

2.3 自然资源监测技术

自然资源变化监测，主要涉及两大方面的内容，即：其一，地理国情监测；其二，多期遥感影像监测。一方面，地理国情监测工作开展期间，主要是为了能够对地表资源进行全盘掌握，并将自然资源的实况核实清楚，然后将自然资源的变化情况核实清楚。从技术层面分析，需将地理国情监测数据充分应用好，将地表相关自然资源当作客观科学的参照依据，及时对有效的变化图斑信息进行提取，进一步确保统计分析工作的分区域分类别目标得到有效实现，进一步使自然资源的周期性监测目标得到有效实现[6-7]。另一方面，因遥感影像更新周期较短，且遥感影像来源渠道较多，因此可以保证遥感影像内容的丰富性，能够基于不定期、短期的自然资源监测当中展现出相应的价值效果。与此同时，对多期遥感影像数据信息规范使用的条件下，能够让相关区域的有效监测目标有效确定下来，以此使自然资源监测的灵活程度得到有效提升。除此之外，在多期遥感影像集成的情况下，有助于双屏对比、卷帘对比以及变化标绘等功能的研发，使将多期遥感影响变化当作基础的监测能力显得更加突出，进一步使自然资源不定期监测的任务目标得到有效实现。

2.4 自然资源变化监管核查技术

在自然资源变化监管核查作业开展之前，需对现代化科学技术合理应用，主要包括移动APP技术、移动互联网技术、地理信息系统技术等，在对自然资源变化监管核查子系统进行构建的基础上，使自然资源变化监管核查作业顺利、有序进行。与此同时，对Web端环保监察管理系统进行规范应用，保证可以和Pad端野外核查系统形成良好的连接关系，在针对环境管理信息管理资源进行优化、整合的基础上，有效构建覆盖全空间、全区域的环境管理体系[8]。并且，还有必要规范应用Pad端的信息上传、任务下发功能，与数字线划地图、影像电子地图等有机联合，在显示监管对象的位置、像片的基础上，进一步和不同位置的摄片进行比较分析，使监管对象的监管效果增强，最终使监管核查业务闭环得到有效形成。如下图2所示，为自然资源变化监管核查技术路线图。

图2 自然资源变化监管核查技术路线图

3、监管平台功能实现分析

在该监管系统平台当中，主要涉及四大子系统，即：

(1)自然资源一张图子系统，主要实现的功能包括：①展示一张图信息资源；②动态叠加信息资源；③空间查询信息资源；④统计分析信息资源。即在“自然资源一张图”大数据当中，使各种专题数据在一张图中得以展示应用，比如地理空间数据、动态监测数据、山水林田普查数据等等。同时，对于各种数据上述提到的各项功能给予充分支持，最终使自然资源大数据一张图展示、应用以及决策能够有据可依。

(2)多期遥感影像监测子系统，主要实现的功能包括：①对自然资源变化情况进行卷帘对比、多屏对比；②对变化区域进行标绘；③使变化监测档案数据有效形成。在该子系统当中，将“自然资源一张图”的多时期服务、高精度遥感影像数据服务作为基础，经叠加平台提供的连续年度监测影像数据，然后对各年度的自然资源变化监测数据成果进行叠加，在卷帘对比以及多屏对比的情况下，对自然资源变化情况进行直观真实地监测，并对变化区域标绘与信息录入给予充分支持，最终使变化监测档案数据有效形成。

（3）自然资源监管执法子系统，主要实现的功能包括：①下发核查数据；②实地核查相关数据；③核查反馈相关信息；④对执法任务数据信息进行核查管理。在各项功能得到有效实现的基础上，使自然资源监管执法技术闭环得到有效形成。

（4）运维管理子系统，主要实现的功能包括：①更新系统数据；②机构管理相关系统数据；③根据需求，完成系统数据运维作业[9-10]。对于运维管理子系统，能够提供服务更新维护功能，使系统数据服务的可配置、可转移得到有效保证。

结语:

综上所述，从自然资源监管工作效率及质量提升角度考虑，构建基于自然资源一张图的智慧监管平台至关重要。在具体构建期间，需明确基础数据、平台总体设计基础思路及技术路线，在掌握平台设计关键技术要点的基础上，使监管平台的各项功能得到有效实现，即包括：其一，自然资源一张图子系统功能；其二，多期遥感影像监测子系统功能；其三，自然资源监管执法子系统功能；其四，运维管理子系统功能等，进一步使自然资源智慧监管作业的综合效率及质量水平提升提供全面的系统技术支撑。