摘要:河北省测绘学会策划“创新测绘技术应用”专题栏目,聚焦测绘科技应用前沿。本栏目将展示测绘与AI、遥感等融合的创新实践,涵盖气象监测、生态保护、地理信息服务、农作物估产及文化遗产保护等领域。通过案例剖析,探讨测绘技术如何助力社会管理与可持续发展。
前沿:
河北省测绘学会策划“创新测绘技术应用”专题栏目,聚焦测绘科技应用前沿。本栏目将展示测绘与AI、遥感等融合的创新实践,涵盖气象监测、生态保护、地理信息服务、农作物估产及文化遗产保护等领域。通过案例剖析,探讨测绘技术如何助力社会管理与可持续发展。
河北省山水林田湖生态保护修复工程的数字化转型
随着信息技术的快速发展,传统的测绘技术和手段正在经历一场深刻的变革。特别是在生态保护和修复领域,如何高效、精准地监测治理进度和效果成为亟待解决的问题。本文以河北省山水林田湖生态保护修复工程为例,探讨了创新测绘技术在该领域的应用实践及其带来的显著成效。
一
背景与需求
河北省作为首批国家山水林田湖生态保护修复试点省份之一,承担着重要的生态保护任务。工程项目覆盖矿山地质环境恢复、自然地质灾害防治、水土流失治理等多个方面,涉及投资金额大、部署分散、项目类型多样等特点。面对如此复杂的局面,迫切需要现代化的信息手段对每个工程项目进行有效的监测与监管。为此,河北省水文工程地质勘查院(河北省遥感中心)积极探索互联网+、遥感、地理信息等新一代信息技术的应用,旨在为生态保护修复工作提供强有力的技术支撑。
二
技术创新与突破
(一)“互联网+空间信息+平台”的生态修复监管模式
平台搭建:基于“互联网+”、人工智能、遥感和地理信息技术,河北省成功搭建了国内首个省级山水林田湖草生态修复智慧监管平台。这一平台不仅实现了对全省范围内生态保护修复试点工程的全方位监管,还为后续类似项目的开展提供了示范作用。
图1 系统主界面(web端)
图2 手机移动端
数据集成与共享:通过建立跨层级、跨地域、跨部门的数据融合应用机制,打通了不同层级、不同部门间的数据壁垒,实现了数据的全面共享。大大提高了工作效率,减少了重复劳动,同时也提升了决策支持能力。
图3 信息浏览
(二)先进的遥感影像处理技术
在研究已有图像分割算法(如U-Net、FCN和PSPNet)基础上,提出了编码器-解码器架构网络整体框架Class Feature Attention(CAFNet),实现了地表覆盖场景自动分类;建立了基于自注意力机制的变化检测网络STAB-Net,实现了生态修复工程地表覆盖及地表变化情况的遥感影像自动分析识别。
2015年
2020年
图4 某修复工程地表覆盖AI自动分类
(三)多时态对比技术方法
运用多时态对比技术展示治理区域的时间、空间及属性变化过程,相较于传统时间轴动画方式,更具交互性,更适合于项目的监督管理。
图5 空间数据多时态对比
(四)“天空地”一体化生态修复监测技术体系
构建卫星遥感动态巡查、无人机精细化监测分析、实地调查核查相结合的一体化监测技术体系,确保了工程项目的进度、质量和效果得到实时监控与评估。
图6 “天空地”一体化生态修复监测
三
应用场景与成效
(一)落地使用情况
自2018年6月上线以来,河北省山水林田湖生态保护修复监管系统(web端)和移动监测系统(移动端)已被广泛应用于多个政府部门及工程项目承担单位中。利用遥感大数据结合其他信息技术手段,摸清了全省生态保护修复试点工程施工现状,并及时掌握了治理进展。
(二)经济社会效益
经济效益:通过整合遥感大数据资源,避免了生态修复治理工程中的重复投资,节省了大量政府投入。此外,遥感技术的应用也大幅降低了人员实地核查的成本,初步估算累计节约经费约1500万元。
社会效益:借助数字化技术赋能监测监管,促进了生态保护修复项目的高质量实施,形成了可复制推广的成功经验,取得了显著的社会及生态效益。
(三)示范带动效应
基于遥感大数据在重大工程项目全流程监管中的优势,本案例已在自然资源资产审计、河道生态补水督查、防汛遥感空间数据“一张图”等多个领域得到了推广应用,展示了广阔的应用前景。
四
以技术之刃破生态治理之题
从卫星俯瞰到指尖管理,从数据孤岛到智慧协同,河北省山水林田湖草监管实践证明了测绘技术创新的强大生命力。这一模式不仅为生态保护修复提供了“河北方案”,更标志着测绘技术从辅助工具向核心生产力的跨越。随着人工智能与空间信息的融合,测绘创新必将为生态文明建设注入更强劲的动能。
来源:澎湃新闻客户端