文寧 陶青山 何柯潤(rùn) 曾海波

摘? 要? 本文從長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心）保護(hù)與監(jiān)管需求出發(fā)，借助衛(wèi)星遙感技術(shù)手段，圍繞新增建設(shè)用地監(jiān)測(cè)、新增林木砍伐監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目整改監(jiān)測(cè)、規(guī)劃控制監(jiān)測(cè)、突發(fā)破壞監(jiān)測(cè)等內(nèi)容，提出了建設(shè)“長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)控系統(tǒng)”的技術(shù)思路，為構(gòu)建 “天上看、地上查、網(wǎng)上管”多維一體的生態(tài)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)測(cè)體系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和遏制綠心地區(qū)違法違規(guī)行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)綠心地區(qū)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)、評(píng)估與預(yù)警提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，對(duì)規(guī)范生態(tài)環(huán)境保護(hù)督查工作，壓實(shí)生態(tài)環(huán)境保護(hù)責(zé)任，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞? 長(zhǎng)株潭城市群;生態(tài)綠心;生態(tài)環(huán)境;遙感監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5603（2020）03-48-6

Abstract： This paper， starting from the demand for protection and supervision of the ecological green-core area of Changsha-zhuzhou-xiangtan urban cluster and with the help of satellite remote sensing technology， embroidering on the monitoring of new construction land， new forest felling monitoring， and project rectification Monitoring， planning control monitoring， sudden damage monitoring， etc. puts forward the technical idea of constructing" Ecological Environment Remote Sensing Monitoring System In Ecological Green-core area of Changzhutan Urban Cluster "， in order to build a multidimensional integration of "looking from the sky， checking from the ground， and managing online The eco-environmental law enforcement monitoring system of the city will promptly detect and curb violations of laws and regulations in the green heart area， provide strong technical support for the monitoring， evaluation and early warning of the ecological environment in the green heart area， standardize the supervision of the ecological environment protection， and compact the ecology The responsibility of environmental protection and the promotion of ecological civilization construction have important practical significance.

Keywords： Changsha-zhuzhou-xiangtan; ecological green-core area; ecological environment;? remote sensing monitoring system

開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理的“頂梁柱”。為全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，2019年6月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)實(shí)施《中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察工作規(guī)定》，提出了堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的具體措施與目標(biāo);《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃 （2014-2020年） 》中也明確提出：“加強(qiáng)規(guī)劃實(shí)施督察， 運(yùn)用信息化手段，對(duì)違反規(guī)劃行為進(jìn)行事前事中監(jiān)管”增強(qiáng)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)管理的科學(xué)性和時(shí)效性[1]。隨著當(dāng)前遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)邁入了高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率、高輻射分辨率、高監(jiān)測(cè)精度的全尺度、全譜段、全要素立體監(jiān)測(cè)時(shí)代[2]，正向智能化、快速化、定量化、精細(xì)化方向發(fā)展[3]，在當(dāng)前國(guó)家深化生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，基于現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和遙感技術(shù)手段，可以快速、準(zhǔn)確、大范圍和實(shí)時(shí)地獲取目標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境的狀況，充分發(fā)揮遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中的作用。

作為當(dāng)前世界上最大的城市綠心，長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心是長(zhǎng)株潭城市群共同的“綠肺”和重要的生態(tài)屏障[4]，同時(shí)也是全省“兩型”社會(huì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略支點(diǎn)，該區(qū)域位于長(zhǎng)沙、株洲、湘潭三市交匯處，北至長(zhǎng)沙繞城線及瀏陽(yáng)河，西至長(zhǎng)潭高速西線，東至瀏陽(yáng)柏加鎮(zhèn)，南至湘潭縣易俗河鎮(zhèn)，共涉及長(zhǎng)株潭三市9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、12個(gè)街道辦事處，總面積528.32 km2。長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心概念由《長(zhǎng)株潭城市群區(qū)域規(guī)劃（2008-2020）》提出，并由《長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)總體規(guī)劃（2010-2030）》以及《長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)保護(hù)條例（2013）》明確[5]，其主要功能是以科學(xué)發(fā)展觀和“兩型社會(huì)”建設(shè)為指導(dǎo)，實(shí)施生態(tài)優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，通過構(gòu)建景觀生態(tài)格局和生態(tài)服務(wù)功能，合理地調(diào)整空間布局、優(yōu)化公共服務(wù)，完善文化休閑、旅游功能，努力將生態(tài)綠心地區(qū)打造成為長(zhǎng)株潭三市的生態(tài)公共客廳和具有國(guó)際品質(zhì)的都市生態(tài)綠心。

隨著長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心地區(qū)的發(fā)展進(jìn)程日益加快，違法違規(guī)用地行為時(shí)有發(fā)生，其不僅占用了大量的土地資源，且對(duì)綠心地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響，為了保護(hù)長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)，發(fā)揮生態(tài)綠心地區(qū)的生態(tài)屏障和生態(tài)服務(wù)功能，在構(gòu)建“長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)控系統(tǒng)”基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)綠心地區(qū)保護(hù)監(jiān)控[6]，可以全天時(shí)、全天候地快速、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地獲取綠心地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況，為打擊破壞綠心違法違規(guī)行為提供數(shù)據(jù)支撐。

1? 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)內(nèi)容設(shè)計(jì)

以長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心地區(qū)保護(hù)監(jiān)測(cè)的需求為導(dǎo)向，最新修編和修訂的《綠心總規(guī)》、《綠心保護(hù)條例》為依據(jù)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)專項(xiàng)內(nèi)容主要包括新增建設(shè)用地監(jiān)測(cè)、新增林木砍伐監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目整改監(jiān)測(cè)、規(guī)劃控制監(jiān)測(cè)、突發(fā)破壞監(jiān)測(cè)五大版塊涉及20項(xiàng)指標(biāo)，主要涉及土、林、水、人等多領(lǐng)域監(jiān)測(cè)內(nèi)容，具體如表1所示。

2? 系統(tǒng)總體框架

長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)綠心地區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)控系統(tǒng)主要基于B/S模式實(shí)現(xiàn)，該平臺(tái)主要在OpenLayer3+PostGIS+GeoServer的模式的基礎(chǔ)上搭建GIS服務(wù)框架，數(shù)據(jù)組織方面采用空間數(shù)據(jù)引擎MangoDB管理空間和非空間數(shù)據(jù)[7]，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要服務(wù)于湖南省長(zhǎng)株潭兩型社會(huì)建設(shè)服務(wù)中心對(duì)長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心提供監(jiān)測(cè)及時(shí)服務(wù)與工作常態(tài)化的需求，基于國(guó)土調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過提供信息化平臺(tái)解決方案，滿足專業(yè)人員數(shù)據(jù)快速處理與共享服務(wù)發(fā)布的同時(shí)，向社會(huì)公眾、政府、企事業(yè)單位提供項(xiàng)目審批、違法項(xiàng)目督察、違法情況舉報(bào)、監(jiān)測(cè)情況查詢等服務(wù)（圖1）。該系統(tǒng)的建設(shè)以開源軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)[8]，由5個(gè)子系統(tǒng)組成，主要包括：數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（圖2）、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（圖3）、外業(yè)核查與調(diào)繪子系統(tǒng)（圖4）、數(shù)據(jù)分析與成果輸出子系統(tǒng)（圖5）和服務(wù)接收與管理子系統(tǒng)（圖6）。

3? 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)工作所需原始數(shù)據(jù)（影像原始數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)影像庫(kù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)）、中間成果（專項(xiàng)監(jiān)測(cè)圖斑、影像波段運(yùn)算成果、配準(zhǔn)融合成果）、最終成果（監(jiān)測(cè)報(bào)告、項(xiàng)目比對(duì)成果、違建項(xiàng)目退出情況監(jiān)督報(bào)告等）的管理，支持TB級(jí)空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和檢索。

3.2 數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)航空、航天影像數(shù)據(jù)快速處理過程。其中，航空數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由現(xiàn)有的成熟商業(yè)軟件平臺(tái)提供，航天影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要基于現(xiàn)有的地理成像加速器基礎(chǔ)上二次開發(fā)而成，通過兩項(xiàng)系統(tǒng)相互配合，以滿足綠心地區(qū)快速監(jiān)測(cè)對(duì)航空、航天影像數(shù)據(jù)及時(shí)處理的要求。矢量數(shù)據(jù)編輯平臺(tái)采用開源的GeoServer軟件提供的二次開發(fā)接口，進(jìn)行作業(yè)平臺(tái)開發(fā)，旨在為監(jiān)測(cè)工作人員提供監(jiān)測(cè)信息提取作業(yè)平臺(tái)。

3.3 外業(yè)核查與調(diào)繪子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)基于模塊平板電腦開發(fā)，主要功能在于為外業(yè)核查與調(diào)繪人員提供統(tǒng)一數(shù)字化作業(yè)平臺(tái)，遵循“調(diào)查數(shù)據(jù)不轉(zhuǎn)換，作業(yè)方式不改變”的原則，基于開源GIS平臺(tái)開發(fā)外業(yè)調(diào)繪系統(tǒng)，開發(fā)內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)核查與調(diào)繪系統(tǒng)，提供專項(xiàng)圖斑野外核查功能，信息野外調(diào)繪、地理多媒體采集、調(diào)查軌跡記錄等功能。

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及輸出子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析功能與地理信息服務(wù)的管理，通過數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析，提供可建項(xiàng)目比對(duì)報(bào)告、生態(tài)環(huán)境專題監(jiān)測(cè)、破壞綠心違法違規(guī)監(jiān)測(cè)報(bào)告等。為滿足監(jiān)測(cè)服務(wù)的推送，在地理信息服務(wù)器基礎(chǔ)上提供監(jiān)測(cè)服務(wù)（影像服務(wù)、要素服務(wù)）發(fā)布、刪除等管理功能，以滿足日常服務(wù)的管理工作。

3.5 服務(wù)接收與管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)建設(shè)旨在通過移動(dòng)終端（平板電腦、手機(jī)、穿戴設(shè)備等）、互聯(lián)網(wǎng)端（網(wǎng)頁(yè)）發(fā)布專題監(jiān)測(cè)成果，向公眾、政府企事業(yè)單位提供綠心監(jiān)測(cè)社會(huì)化服務(wù)。該系統(tǒng)采用服務(wù)器與終端架構(gòu)，提供監(jiān)測(cè)成果并發(fā)布相關(guān)服務(wù)，通過公網(wǎng)向省及長(zhǎng)沙、株洲、湘潭三市兩型建設(shè)服務(wù)中心推送監(jiān)測(cè)服務(wù)。

4? 結(jié)論與討論

（1）利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)生態(tài)綠心地區(qū)生態(tài)環(huán)境可行。監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)利用遙感影像建設(shè)長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心自然資源本底數(shù)據(jù)庫(kù)，可全面掌握生態(tài)綠心保護(hù)總體情況;開展季度監(jiān)測(cè)，能及時(shí)鎖定了生態(tài)綠心違法違規(guī)行為，有效保證生態(tài)綠心總體規(guī)劃實(shí)施;針對(duì)監(jiān)測(cè)成果，長(zhǎng)株潭三市開展整治行動(dòng)，高效創(chuàng)新生態(tài)綠心保護(hù)制度機(jī)制，對(duì)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（2）監(jiān)控平臺(tái)將Web GIS與移動(dòng)GIS技術(shù)充分融合，開發(fā)的監(jiān)測(cè)信息查詢、統(tǒng)計(jì)，外業(yè)核查導(dǎo)航、信息采集等功能，為綠心保護(hù)工作人員提供了信息獲取、空間定位等功能，滿足長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心監(jiān)測(cè)服務(wù)快速推送與工作常態(tài)化需求，極大地方便政府工作人員獲取信息、統(tǒng)計(jì)、分析、巡查，有利于長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心規(guī)劃的制定及實(shí)施。

（3）系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)綠心地區(qū)定期、全面和常態(tài)化的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與查處破壞綠心違法違規(guī)情況，為綠心保護(hù)提供一個(gè)全新高效率的監(jiān)控手段，監(jiān)控時(shí)效性與準(zhǔn)確性大大提高，在實(shí)現(xiàn)綠心監(jiān)管“無(wú)死角”、“無(wú)淡季”、“無(wú)情面”的同時(shí)，可以為綠心保護(hù)提供決策支持和數(shù)據(jù)支撐。

（4）通過監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)以規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)生態(tài)綠心生態(tài)環(huán)境，有利于推動(dòng)長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作程序化、規(guī)范化，推動(dòng)該項(xiàng)工作常態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

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