基层卫星应用技术平台应用和研究

基层卫星应用技术平台应用和研究

晋诚

五峰土家族自治县卫星应用技术中心 湖北省宜昌市 443000

摘要：卫星遥感技术是自然资源部门履职尽责的重要技术手段，是提升地方政府治理能力现代化的重要抓手。通过县级卫星应用技术中心建设，不断增强基层卫星遥感应用技术力量，全面推进服务全县自然资源调查、监测、监管、评估、决策等主责主业，推动自然资源治理体系和治理能力现代化，服务地方政府自然资源等经济社会发展。

关键词：卫星应用 遥感影像 平台

引言

2022年7月5日，湖北省自然资源厅下发《省自然资源厅关于同意建设五峰县、罗田县和天门市自然资源县（市）卫星应用技术中心的通知》（鄂自然资函〔2022〕396号），正式批复五峰土家族自治县为我省首批县级节点，基于以上文件，本文以五峰土家族自治县卫星应用中心为例为基层卫星应用技术平台研究与应用提供了一套可行性方案。

1、基础卫星应用技术平台应用前景

1.1县卫星中心应用平台是落实地方职责的重要举措

2021年8月，湖北省自然资源厅发布了《关于推进自然资源卫星应用技术体系建设的通知》，要求加快建立贯通部、省、市、县（乡）的卫星应用技术体系。《通知》还要求各市、州自然资源主管部门加大对县级节点建设和应用指导，加快向条件较好的县（市、区）推进，搭建好省、市、县三级卫星应用技术体系平台。县级卫星中心的建设是贯通部、省、市、县（乡）卫星应用体系建设的重要一环，五峰土家族自治县自然资源和规划局成立县卫星中心这一机构，开展县卫星中心创建工作，是积极响应省厅相关工作部署，贯彻落实县级卫星中心应用技术体系建设工作的重要举措。

1.2县卫星中心应用平台是改变自然资源治理方式的有效手段

随着卫星影像数据不断突破时空尺度的限制，在自然资源主责主业上发挥着越来越重要的作用。然而，就当前形势而言，包括自然资源、生态环境、农林水利、城市管理等在内的各级各部门，在问题“发现”层面仍以传统的巡查、抽查、举报为主要来源，缺乏主动、有效的技术手段和现代化的监管体系来保障问题的“早发现、早报告、严打击”，面对违法占地、违法采矿、破坏环境等负面行为及其带来的不良影响，长期处于被动局面，不仅资源环境容易遭到破坏，还需承受国家、省级各项督察巡视和市委、市政府各项监督考核带来的巨大压力，迫切需要先进、高效、管用的抓手，建立和完善监测监管体系。

1.3县卫星中心应用平台是自然资源管理与保护工作的迫切需求

五峰土家族自治县隶属湖北省宜昌市，位于湖北省西南部，境内物种多样，林产、水电、矿产、旅游等自然资源丰富，决定了五峰土家族自治县自然资源管理工作的重要性和复杂性。交通不便的现状增加了相关部门对区域内违法占地、违法建筑以及资源破坏行为的监测难度。目前，省卫星中心以季度下发的2米分辨率遥感影像无法满足城市内的精细化监管需求，同时以年度为周期下发的亚米级数据在数据采集频次和时效性上都不能满足县级林业监管、生态保护等业务需求。

县级中心建设完成后，在省级推送的数据基础上增加亚米级数据的采集频次，同时对重点区域统筹航拍数据来满足相关部门对区域的精细化监管需求，通过多源遥感数据的统筹模式，满足“务实管用”的业务化需求。

1.4县卫星中心应用平台是执法监督专项对监测信息高时效的需求

卫星遥感影像在自然资源调查、执法、核查、监测等环节发挥着越来越重要的作用。目前，该业务的开展模式主要是对省厅每个季度下发的问题图斑进行实地核查并上报的方式，存在“问题发现滞后、核查过程时间紧张”等问题。县级卫星应用技术中心建成后可保障卫星遥感影像获取的时间和频次，及时发现违法图斑，并采用更高分辨率数据确认变化图斑、发现违法用地情况并跟进处理。改变以往人工巡查发现问题的方式，缩短以往从发现到甄别再到层层下发的流程，只需根据采购的影像数据快速发现违法用地行为、快速定位至问题发生位置，通知相关人员前往核实处置，极大地缩短了违法行为的滋长时间，减小处置成本。与此同时，通过现势性的卫星遥感影像进行处理核实，极大地减少人工核查所需要的人力、车辆、时间成本等，提高执法处理效率也降低日常管理成本。

2、基层卫星应用技术研究路线

2.1研究方案

本项目依托于Cesium与GeoServer两项开源项目，主要包括以基于Cesium为核心的倾斜摄影加载处理技术、以GeoServer为核心的平台数据存储技术、以Django为架构的Web服务技术，立足于网络存储、图层发布、大数据分析及人工智能等技术的网络平台，提出一种在县级可以实现的基层卫星应用技术软件框架。在基层卫星应用技术平台系统的研究中，国内外众多学者针对地理信息平台提出了不同的架构模式及研究机理，同时运用了不同的理念不断改进，因此，有关理论研究可以提供参考，在数据存储试验及地理信息平台建设中，研究成果丰富，借鉴资料充足。本项目是结合五峰土家族自治县自然资源的实际情况分析，可借鉴现有地理信息数据成果，同时，针对该项研究，我局已成功开发卫星应用技术移动端管理平台、卫星应用技术三位一体化管理平台，具有良好的理论支撑和技术手段。故本项目在技术上和方法上具备高度的可行性；同时本项目提出的依托于GeoServer和Cesium是一项开源技术，可以有效的避免采用Arcgis存储服务对地理信息数据存储的依赖性。同时，Gdal技术可以完成大部分的地理信息空间分析计算分析，使软件能够适用未来发展的趋势得到保障。在AI智能识别影像的技术上，采用自主研发的DeepCadastre技术，能够保障识别的准确性，具有一定的先进性。

2.2技术路线

本项目在广泛研究国内外文献的基础上，通过在五峰土家族自治县自然资源系统的数据实验，分析国内外在卫星应用技术软件平台的研究成果，根据项目实践和创新，可确定技术路线图，如下所示：

2.3组织方式

五峰土家族自治县自然资源和规划局全过程对本项目进行研究及相应组织管理，设定项目总负责人一名，研究助理一名参与软件开发、关键技术研究和技术报告撰写，并协调项目的开展。建立项目实施管理方案、项目组织框架图，严格按照规程开展项目，落实岗位责任制，建立健全各项组织制度与管理制度。

二十一世纪空间技术应用股份有限公司为项目提供服务工作，设定项目负责人一名，项目参与人员三名。主要为提供高清影像数据，同时为项目开展提供技术支持和科研指导，为理论研究提供平台，并参与学术论文的撰写。同时，根据自身所做的项目为软件提供项目支持。

2.4创新点

基于大量倾斜摄影数据搭建三维影像数据模型，采用最新的GeoServer2.19.2版本开源项目为主的地理信息数据存储方式搭建平台，Cesium1.96提供倾斜摄影加载技术，并通过GeoDjango构建web服务平台，并申请软件著作权；以理论研究为基础分析Cesium在不同负载情况下的三维影像数据加载运行情况，与实际相结合，因地制宜探索、发明新的技术方法，此外在平台组织上充分利用本部门丰富的管理数据以及文旅、林业、农业等部门相关数据，统筹自然资源系统和其它行业部门及社会用户卫星数据、遥感产品需求，实施县级自然资源卫星遥感常态化监测的主责主业单位，构建五峰自然资源管理部门卫星遥感技术和产品服务的保障平台，并撰写发表论文。

结语

综上所述，基层卫星应用技术平台应用和研究是全国卫星应用建设的一项重要内容，通过GeoServer、Cesium等开源软件能够有效的提升基层卫星应用技术的开发速度，基层卫星应用技术平台研究与应用，立足于当前五峰土家族县级基础地理信息平台的开发经验，为全国其他地区建设该项目提供了有力的借鉴。

参考文献

[1]高菲.卫星应用，路在脚下[J].卫星应用,2017,(第8期).

[2]智能遥感：AI赋能遥感技术[J].中国图象图形学报,2022,(第6期).

[3]张玉民,许妍敏.开启卫星应用的“大众时代”[J].科学中国人,2018,(第17期).