自然资源调查监测的实践与探索

实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.1 国土调查
实施效果 u 四个集中
4、集中监控
审核系统通过全过程回溯、黑盒审 批、任务随机派送、异常自动识别 等技术手段，确保审核公平公正客 观
3、集中处理
通过数据ETL、分布式服务器、前 置式地图服务处理以及照片中枢缓 存技术等一系列技术升级，大幅提 升系统响应速度和吞吐量
技术亮点 u 高精度卫星定位
结合高精度卫星定位，对影像未能反映的地物图斑边界进行补测。
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.1 国土调查
技术亮点 u 新一代数据压缩技术
20天
575GB 高分影像
3天
18.6GB 离线包
在服务数据生产中采用 新工艺和新技术，提高生产 效率和成果质量，在保证影 像数据图面表现能力的前提 下，通过数据压缩减少占用 空间，为外业调查提供数据 支撑。
统一 统一 统一
源 部
度 Ø 负责测绘和地质勘查行业
管理
法规 分类 数据 依据 标准 平台
……
序言
1+X 自然资源调查体系
基础调查
查清全国各类自然资源 空间体投射在地表的分 布范围与位置、面积数 量，以及开发利用与保 护等基本情况，掌握最 基本的自然资源本底状 况和共性特征。
1
草原
资源
6
矿产
资源
2
1.2 执法监督
2015年以来，全省通过在线巡查系统巡查发现并
国
制止违法用地7.9万多宗，面积14495公顷，其中
土 资
耕地4003公顷。
源
在
线
巡
查
系
统
8844个用户数建设
3000张移动4G专网卡
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.2 执法监督
广东省违法案例分布热点图 违法事件台账
省级
图例 政务网 APN专线 光纤专线
市级
在线实时分析
县级
跨级直报
移动端 服务器
镇级
核查情况 制止情况 立案情况 查处情况 结案情况
全程监控
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.2 执法监督
2018年影像
变化图斑
早发现
AI 提取
2、利用移动设备、摄像头、遥感 卫星、无人机等多源传感器，使 巡查执法工作具备地域通达、展 示全面、响应高效、巡查全天候 的能力。
2.1 遥感新技术
高分对地观测卫星
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
u 高光谱分辨率遥感
识别出更丰富、更精细的信息
土壤光谱曲线
GF-5星的高光谱相机
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术
高分对地观测卫星
u 热红外
在林火监测、旱灾监测、探矿、探地 热，岩溶区探水等领域应用广泛。
野外查证点照片
石英脉—硅化带分布图
刘德长，邱骏挺，闫柏琨，田丰.2018，高光谱热红外遥感技术在地质找矿中的应用[J], 地质论评，64（5）：1190-1200
序言
自 然 资 源 调 查 监 测 技 术 体 系
促进自然资源生命共同体的健康发展
01 监测
02 分析
新型测绘 遥感技术
•高精度位置服务 •天空地一体化数据 •三维建模 •无人测绘
智能计算与 评价
•自动化图像处理 •智能化人机交互
03 表达
04 应用
地理空间认 知
•物联网 •时空大数据认知 与推理 •新通信网络技术
气象卫星
ü 七颗极轨气象卫星 ü 八颗静止轨道气象卫星
风云4号的后续光学和微波 卫星
测绘卫星
ü 天绘一号01、02、03星 ü 资源三号01、02星
光学、微波、重力、磁力4 种17型约50余颗天绘卫星
高分卫星
ü 高分一号、二号、三号、四号、五号、六号、 高分7号 八号、九号在轨运行
ü 高分十号发射失败
政府
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术
高分对地观测卫星
高空间分辨率
•GF-1星 •GF-2星 •GF-7星
高分专项建设目标：全天时、全天候、全球精细观测
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术
高分对地观测卫星
u 高空间分辨率遥感
大大提高监测的准确度和精度
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
数
ü 先运行02C，04星 ü 03星发射失败
据
环境卫星 “2+1”星座
保
ü 光学卫星（HJ-1A、HJ-1B）
障
海洋卫星
ü SAR卫星（HJ-1C） ü 海洋水色卫星（HY-1A,1B）
ü 海洋动力卫星（HY-2）
“4+4”星座；四颗光学小卫 星；四颗SAR小卫星
1米C-SAR卫星、干涉SAR卫 星
热点前沿
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术 对地观测卫星
人类已发射各式各样的航天器 多个，包括空间探测器、载人航天器、对 地观测卫星、通信卫星、导航卫星、科学试验卫星等
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术 对地观测卫星
中国对地观测卫星
卫星系列
现状
计划
资源卫星 ü 资源一号卫星01、02/02B均已退役
自然资源调查监测的实践与探索
刘小丁 院长/教授级高工
广东省国土资源测绘院 2019年7月26日
序言
组 建
Ø 对自然资源开发利用和保 护进行监管
Ø 建立空间规划体系并监督 实施
统一 统一 统一 组织 调查 技术
自
Ø 履行全民所有各类自然资
开展 体系 规范
然
源资产所有者职责 Ø 统一调查和确权登记
资
Ø 建立自然资源有偿使用制
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.3 耕地保护
内业PC端
外业移动端
综合监管数据库
Ø 内外业一体化监管 Ø “一张图”查看 Ø 全流程信息管理 Ø 省市县三级联动 GNSS定位技术、“互联网+”技术、无人机航飞、移动采集……
广东 省高 标准 基本 农田 建设 建后 监管 系统
CHAPTER
02
URLLC
5G
mMTC
超可靠低时延 通信
大连接物联网
工业自动化 无人驾驶
物联网
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
5G能做到？……
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
u 5G网联无人机 u 5G网联无人机云平台
高速度 高容量 无延时
“5G网联无人机”在全球首次在成规模、多站点、连续5G网络覆盖条件下，由5G 网络实时传送高清数据图像、无人机飞行控制信号，实现数传和图传的合一。
数据处理软件
省级审核软件
综合监管平台
省级抽查APP
确保调查成果数据“真、准、实” 。
外业调查举证APP
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.1 国土调查
技术亮点 u 政务网+统一平台
国家
国家举证平台
省 地方
省级数据库检查系统 外业调查及举证系统
省级建库软件
市级
县级
作业队伍
实践经验，互联网+自然资源调查监测
国土空间规划、 用途管制
•空间规划实施评估 •多规合一 •智能决策平台
技术融合创新
一 实践经验，互联网+自然资源调查监测 二 热点前沿，自然资源调查监测技术革新 三 展望未来，自然资源调查监测发展趋势
CHAPTER
01
实践经验
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.1 国土调查
调查举证一体化
数据处理软件
识别水稻倒伏
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.2 人工智能
u 计算机视觉 u 自然语言理解与交流 u 认知与推理 u 机器人学 u 博弈与伦理 u 机器学习
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.2 人工智能
人工智能
机器学习 深度 学习
u 深度学习（DL）是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法，是一种能够模拟出 人脑的神经结构的机器学习方法。
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术
高分对地观测卫星
u 雷达卫星
具有全天侯、全天时作业优势
谷歌地图
三峡大坝2015-2018形变速率图
三峡大坝2015 -2018形变趋势图
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术
u 雷达卫星
高分对地观测卫星
图1为台风过境前的SAR数据，图2为谷歌地球影像，图3和图4 为受损与不受损的分布图。
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
e MBB
VR n 增强移动宽带，指3D/超高清视频等大
流量移动宽带业务
e MBB 增强移动宽带
超高清视频
URLLC
n 超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶 等业务（3G响应为500ms,4G为 50ms,5G要求0.5ms）
mMTC
n 大连接物联网，针对大规模物联网业务
1.1 国土调查
实时上报
离线上报
政务网
4G
省级平台
专
网
省级平台
政
务
外
网
数据处理软件
数据 处理 软件
综合监管平台
外业调查及举证APP
外业调查及举证APP
通过4G专网或政务外网将举证材料上报至省级平台
外业调查及举证APP
省级与外业人员通过实时视频开展图斑审核工作
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.1 国土调查
u 计算机视觉是指计算机从图像中识别出物体、场景和活动的能力。 u 苹果手机的Siri，小米手机上的小爱，都是虚拟个人助理的应用。
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.2 人工智能
智能通用变化检测
新增建筑物智能识别功能
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.2 人工智能
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
商业卫星 ü 北京二号、吉林一号、珠海一号、高景一号 深圳一号
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.1 遥感新技术 对地观测卫星
构建大中型卫星与小型卫星并存、 多星组网、协同应用的新局面。
小卫星 星座群
珠海一号
卫星/星座 北京一号(DMC＋4)
HY-1B HJ-1A/1B 快舟一号 快舟二号 天拓二号 吉林一号星座 DMC-3星座 高景一号 01/02星 高景一号 03/04星 SPARK-01/02 珠海一号
遥感卫星 群众举报
无人机
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.3 耕地保护
耕 地 保 护 调 查 系 统
外业调查APP
图斑信息填报
内业审核系统
GNSS定位技术、“互联网+”技术……
实践经验，互联网+自然资源调查监测
1.3 耕地保护
实地核查
地方上报
储 备 补 充 耕 地 核 查 系 统
大数据分析
GNSS定位技术、“互联网+”技术、Geo.BI（地学商业智能）……
数据总量达51TB 发布地图服务数量138个
1、集中人员
300余人同时作业，并通过信 息化审核系统实现人员的集中 式、规范化、精细化管理。
2、集中数据
“三调”省级审核大数据 中心，为审核员提供一站 式数据获取。
核查地方举证图斑达720万个 核查地方举证照片3100万张
实践经验，互联网+自然资源调查监测
2.3 物联网
智慧应用
面向服的 中间件
智能交通
物理接入 网络
智能传感 网
RFID
其他ID架构传感器
数字家庭
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.3 物联网
建立自然资源大数据物联网
…
矿山开采监管
水质环境监测
各种传感器互联
空间分析监测
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
《广东省加快5G产业发展行动计划（2019-2022年）》
APN
在线巡查 违法摄像头
2017年影像
实地核查
执法监察局
政务网
早制止
实地佐 证
1、利用深度学习、AI识别的新技术，实现从前后时相中快速提取变化图斑， 提高卫片执法的反应和处置能力，促进违法现象“发现在初始，解决在萌芽”。
基层国土所
部门联动
区县分 监管中心
部门联动 市局分
监管中心
省、市、区县、所四级互联
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
u 5G+飞联网
“飞联网”瞄准三大服务
u 机载通信： 混合组网
u 联网无人机： 云平台支撑
u 智慧机场： 海量联网与分级别保障
热点前沿，自然资源调查监测技术革新
2.4 5G网络
u 5G+防灾救援
n 实时图传
n 24小时监控
n 追踪定位
n 提前预报山洪、泥石流等灾害
HY-1C 珞珈一号01星
我国已发射的部分遥感小卫星列表（＜500kg）
发射年份
主要客户
2005
政府/商业
2007
政府
2008
政府
2013
政府
2014
政府
2014
国防
2015、2017、2018
政府/商业
2015
政府/商业
2016
商业
2018
商业
2016
政府/商业
2017、2018
商业
2018
政府
2018
森林 资源
专项 调查
5
海岛海域 资源
3
湿地 资源
4
水 资源
序言
1+X 自然资源调查体系
01
常规监测
02
精细监测
03
应急监测
全
精
快
常规监测突出一个字“全”，要对各类自然资源要素进行跟踪监测。精细监测突出一个 字“精”，要对国家重大战略实施、国土空间规划、生态环境保护修复 、资源节约利用等 实施精细监测。应急监测突出一个字“快”，要响应快，监测快，成果快，支撑服务快， 及时为决策和管理提供第一手资料和数据支撑。
1.1 国土调查
建设了贯通全省各级国土部门的政务专用网络，具体内容包括租赁一条100M政务专 用光纤网络及1500张专用4G流量卡。
省级
政 务 专 网
数据库 地图发布 应用网络 应用系统 服务器 服务器 服务器 服务器
光
纤
专
4G网络
线 移动服务器
市级
网 络 环 境
县级
实践经验，互联网+自然资源调查监测