為構建自然資源統(tǒng)一調查監(jiān)測體系,山東省在基礎調查與相關專項調查中勇于探索實踐,制定了林、草、濕、荒與第三次國土調查(以下簡稱“三調”)成果全面融合的技術路線,實現了專項調查數據間的有效銜接,進一步提升了調查成果的準確度,逐步形成了符合山東實際的自然資源調查監(jiān)測新路徑,為更好履行“兩統(tǒng)一”職責、有效實現山水林田湖草沙系統(tǒng)化治理和一體化保護打下了堅實基礎。
三年實踐
形成全省統(tǒng)一的融合技術路徑
省級機構改革后,山東省實現了土地、森林、海洋、濕地、草地等自然資源的統(tǒng)一管理,為自然資源專項調查和“三調”的融合創(chuàng)造了先決條件。在具體工作中,山東注重分析研究各項調查的地類銜接關系和差異,探索實踐了融合的技術路徑。2019年,率先探索“林”“荒”專項調查。山東省明確了“國土三調打牢基礎,各專項調查最大限度銜接國土三調基底數據,整合土地、林業(yè)等各方技術力量”的工作思路。2019年,山東在全國率先探索了森林資源管理“一張圖”年度更新調查與“三調”地類融合銜接技術路線,在5個縣區(qū)先行開展試點工作,研究地類銜接關聯(lián)模型。同時,山東省第六次荒漠化和沙化監(jiān)測工作也以“三調”土地利用現狀為依據,保持荒漠化和沙化監(jiān)測小班與“三調”圖斑界線、土地權屬、行政界線等完全一致,并兼顧了荒漠化和沙化監(jiān)測評價要求。2020年,各專項調查開展融合實踐。在2020年森林資源管理“一張圖”年度更新調查中,山東全面采用以“三調”地類圖斑為底版的技術路線,形成森林資源管理“一張圖”年度更新融合方案,強調“三調”確定的耕地、園地、林地、草地的地類唯一性,確保地類之間不交叉重疊,突破了困擾多年的部門間數據不一致的局面。在草地資源調查中,山東更改了以往調查時的傳統(tǒng)樣地,分別從“三調”的初始調查成果和統(tǒng)一時點更新調查成果中的草地圖斑中選取50公頃以上的100個圖斑作為調查樣地,確保樣地選取與國土三調相統(tǒng)一,樣地設置地區(qū)從原來的5市9縣增加為11市40縣,并重新開展了系統(tǒng)填報,同時依托“三調”數據庫對年度草原資源調查監(jiān)測成果進行數據管理。
2021年,林、草、濕、荒同步融進“一張圖”。2021年,自然資源部調查監(jiān)測司確定山東省為第一批自然資源調查監(jiān)測技術體系構建試點省,國家林業(yè)和草原局部署首次林草生態(tài)綜合監(jiān)測評價工作。山東以此為契機,將原來各自獨立開展的林、草、濕、荒專項調查監(jiān)測協(xié)同起來開展,研發(fā)了省級綜合調查監(jiān)測系統(tǒng),在全國率先以基于“三調”的2020年度國土變更調查成果為底圖,統(tǒng)一了林、草、濕、荒資源數據的坐標系統(tǒng),形成了林、草、濕、荒綜合調查監(jiān)測工作底圖。通過疊加最新遙感影像,進行圖斑內業(yè)判讀,仔細劃分林地、草地和濕地圖斑,完善屬性信息,確定植被覆蓋類型。對內業(yè)判讀不確定圖斑,采用移動端和無人機的內外一體化多端舉證技術,進行實地拍照舉證核實,掌握林地、草地、濕地資源的范圍、種類、數量、質量、結構、分布及年度消長動態(tài)變化情況,開展荒漠化和沙化監(jiān)測成果年度更新,形成全省林、草、濕、荒綜合調查監(jiān)測數據庫。其中,森林資源調查堅持“三調”林地地類的唯一性,對“其他林地”開展細化調查;草地資源調查實現了綜合監(jiān)測與基況監(jiān)測同步開展,通過一次調查產出兩項成果,其樣地調查創(chuàng)新設置邏輯關系,提高了表間匯總效率;濕地調查則探索了多個濕地分類標準的銜接關系,形成濕地數據銜接成果;荒漠化和沙化監(jiān)測變以往五年一次的監(jiān)測成果為年度更新,嚴格采用氣候區(qū)類型界線確定監(jiān)測范圍,引入無人機技術,豐富了大樣地的監(jiān)測方式。
總之,全省各級按照統(tǒng)一的技術標準,實踐了“專項調查資料收集—融合底圖制作—內業(yè)遙感解譯—外業(yè)舉證核實—數據更新對接—數據庫建設—數據質檢核查—成果匯總上報”的統(tǒng)一技術路徑,建成綜合調查監(jiān)測“一張圖”數據庫。
與時俱進
創(chuàng)新突破多項關鍵技術
自主研發(fā)“林草濕荒綜合調查監(jiān)測系統(tǒng)”。山東研發(fā)了“林草濕荒綜合調查監(jiān)測系統(tǒng)”,集成矢量、影像、三維、點云等多類地理信息,設置森林、草地、濕地、荒漠化/沙化四大分區(qū)模塊,具有內外業(yè)數據收集、圖形編輯、報表分析、成果上報等功能,集成視頻監(jiān)控、無人機飛控和移動 APP技術,使以往獨立進行的林、草、濕、荒專項調查實現“一體化”調查、“一個平臺”管理,并有效提升了調查效率。該系統(tǒng)還包含211項屬性因子、835個閾值、141條邏輯規(guī)則、9個管理分區(qū),可同時滿足森林、草地、濕地、荒漠化/沙化、國家級公益林、沿海防護林等專項管理工作需求,以“三調”為基底,派生出森林資源管理“一張圖”年度更新數據庫、草原監(jiān)測數據庫、濕地監(jiān)測數據庫、荒漠化/沙化監(jiān)測數據庫、國家級公益林數據庫、沿海防護林數據庫等多個專項調查成果,并智能化制作了專題圖,實現了“一次調查、多種成果”。
突破了林、草、濕、荒調查數據與“三調”數據融合自動處理技術瓶頸。針對數據融合過程中產生的大量狹長形態(tài)、尖銳形態(tài)小圖斑問題,山東提出基于步進技術及膨脹腐蝕理論的小圖斑融合處理方法,通過確定圖斑緩沖前后實際差值,并與理論經驗值進行對比,自動判別林、草、濕、荒數據與“三調”數據融合時產生的局部狹長圖斑,通過圖斑自動切割合并處理,保障了多源異構數據融合的準確性和可靠性,使96%的狹長圖斑能自動識別和處理,有效解決了數據融合處理中邊界判定、圖形合并、屬性取舍等關鍵問題。
建立了林、草、濕、荒資源樣本庫,探索了變化圖斑的遙感智能解譯與提取。在分析林、草、濕、荒各類資源語義特征的基礎上,山東研發(fā)了基于深度學習的林、草、濕、荒資源變化圖斑遙感智能提取技術,通過定義林、草、濕、荒資源變化場景,利用時序成果生成林、草、濕、荒變化圖斑樣本;基于自訓練等半監(jiān)督訓練技術,實現對無標注數據的自訓練和一體化的“樣本—訓練—預測”迭代式半監(jiān)督訓練;綜合采用變化圖斑自動提取、屬性賦值和圖形后處理技術,對林、草、濕、荒資源變化圖斑實現一體化、流程化遙感智能提取。同時,首次應用遙感智能解譯技術,實現了對全省林、草、濕、荒監(jiān)測圖斑的自動提取,在典型樣本試驗區(qū)準確率和查全率達到80%,提高了內業(yè)判讀的效率。
成果豐碩
有效支撐自然資源管理各項工作
全面實現自然資源調查監(jiān)測閉環(huán)管理。在實踐中,山東深入研究各專項調查的調查周期、調查時點、調查內容的差異性和趨同性,通過林、草、濕、荒專項調查與“三調”成果全面融合銜接,使各專項調查與綜合調查監(jiān)測同步實現年度更新、動態(tài)監(jiān)測,改變了森林資源管理無法銜接基礎調查、草原調查注重固定樣點常規(guī)性監(jiān)測、荒漠化和沙化監(jiān)測五年開展一次的工作模式。在協(xié)同推進林、草、濕、荒等專項調查監(jiān)測的同時,將工作中發(fā)現的變化情況納入2021年度國土變更調查進行核實,讓國土變更調查增量成果及時更新到林、草、濕、荒綜合調查監(jiān)測數據庫中成為新基底,實現“基礎調查—專項調查監(jiān)測—基礎調查”的閉環(huán)管理,提升了各項調查成果的準確度,推動了“一張圖”管理的實施。圓滿完成自然資源調查監(jiān)測技術體系構建試點任務。山東省建立了“一對一、一對多”地類關聯(lián)模型和地類銜接圖譜,出臺了《山東省自然資源調查監(jiān)測體系構建實施方案》,構建了“1+10+3”的調查監(jiān)測體系基礎框架,建成了年度地理國情監(jiān)測多源自然資源數據空間對應關系軟件平臺和全方位自然資源協(xié)同調查監(jiān)測展示與應用分析軟件,實現了自然資源管理“一張底版、一套數據和一個平臺”,形成了一套相對成熟的可復制、可推廣的技術路線,為全國自然資源調查監(jiān)測體系建設提供了可借鑒的實踐經驗。
有效支撐自然資源管理各項工作。山東充分發(fā)揮“三調”和國土年度變更調查的“現狀底圖”作用,解決地類交叉重疊問題,進一步厘清了林、草、濕資源的范圍、種類、數量、質量、結構、分布,為建設林草生態(tài)網絡感知系統(tǒng)、支撐林長制督查考核和森林生態(tài)效益補償制度、實施碳達峰碳中和戰(zhàn)略等提供了科學依據。同時,精準支撐“規(guī)劃藍圖”編制,在國土空間規(guī)劃、“三區(qū)三線”劃定、林草發(fā)展規(guī)劃編制中,精準展示各類資源的空間分布,為嚴守耕地和生態(tài)保護紅線、明確林業(yè)發(fā)展空間提供了強有力的數據支撐。通過分析現狀地類、林齡結構、鹽漬化程度等因子,提取造林、更新造林和退化林修復區(qū)域圖斑,實現了造林綠化“落地上圖”和精準化管理,有效服務了科學綠化試點示范省建設。此外,為森林督查、國家級公益林優(yōu)化調整、林地行政許可審批、自然資源資產離任審計、綜合行政執(zhí)法和國土空間用途管制提供了基礎底圖,可有效服務“管理用圖”應用。編制出臺《山東省省級自然資源調查監(jiān)測項目預算標準(試行)》,結合工作內容、困難類別以及往年工作實際,綜合勞務成本、材料成本以及物價上漲等因素,進行預算標準測算,提升了預算編制制度化、標準化水平,有效保障了綜合調查監(jiān)測的實施。
下一步,山東將進一步完善自然資源調查監(jiān)測體系,攻堅突破林、草、濕、荒與國土變更調查特別是日常變更機制融合過程中的關鍵技術,提升空天地一體化監(jiān)測水平,持續(xù)探索建立林、草、濕、荒綜合調查監(jiān)測增量更新模型,實現數據的增量更新、日常動態(tài)更新。
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