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前沿：河北省測(cè)繪學(xué)會(huì)策劃“創(chuàng)新測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用”專(zhuān)題欄目，聚焦測(cè)繪科技應(yīng)用前沿。本欄目將展示測(cè)繪與AI、遙感等融合的創(chuàng)新實(shí)踐，涵蓋氣象監(jiān)測(cè)、生態(tài)保護(hù)、地理信息服務(wù)、農(nóng)作物估產(chǎn)及文化遺產(chǎn)保護(hù)等領(lǐng)域。通過(guò)案例剖析，探討測(cè)繪技術(shù)如何助力社會(huì)管理與可持續(xù)發(fā)展。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)和手段正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革。特別是在生態(tài)保護(hù)和修復(fù)領(lǐng)域，如何高效、精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)治理進(jìn)度和效果成為亟待解決的問(wèn)題。本文以河北省山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程為例，探討了創(chuàng)新測(cè)繪技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐及其帶來(lái)的顯著成效。

河北省作為首批國(guó)家山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)省份之一，承擔(dān)著重要的生態(tài)保護(hù)任務(wù)。工程項(xiàng)目覆蓋礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)、自然地質(zhì)災(zāi)害防治、水土流失治理等多個(gè)方面，涉及投資金額大、部署分散、項(xiàng)目類(lèi)型多樣等特點(diǎn)。面對(duì)如此復(fù)雜的局面，迫切需要現(xiàn)代化的信息手段對(duì)每個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)與監(jiān)管。為此，河北省水文工程地質(zhì)勘查院（河北省遙感中心）積極探索互聯(lián)網(wǎng)+、遙感、地理信息等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，旨在為生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

（一）“互聯(lián)網(wǎng)+空間信息+平臺(tái)”的生態(tài)修復(fù)監(jiān)管模式

平臺(tái)搭建：基于“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、遙感和地理信息技術(shù)，河北省成功搭建了國(guó)內(nèi)首個(gè)省級(jí)山水林田湖草生態(tài)修復(fù)智慧監(jiān)管平臺(tái)。這一平臺(tái)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)全省范圍內(nèi)生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)工程的全方位監(jiān)管，還為后續(xù)類(lèi)似項(xiàng)目的開(kāi)展提供了示范作用。

圖1  系統(tǒng)主界面（web端）

圖2  手機(jī)移動(dòng)端

數(shù)據(jù)集成與共享：通過(guò)建立跨層級(jí)、跨地域、跨部門(mén)的數(shù)據(jù)融合應(yīng)用機(jī)制，打通了不同層級(jí)、不同部門(mén)間的數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全面共享。大大提高了工作效率，減少了重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)也提升了決策支持能力。

圖3  信息瀏覽

（二）先進(jìn)的遙感影像處理技術(shù)

在研究已有圖像分割算法（如U-Net、FCN和PSPNet）基礎(chǔ)上，提出了編碼器-解碼器架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整體框架Class Feature Attention（CAFNet），實(shí)現(xiàn)了地表覆蓋場(chǎng)景自動(dòng)分類(lèi)；建立了基于自注意力機(jī)制的變化檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)STAB-Net，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)修復(fù)工程地表覆蓋及地表變化情況的遙感影像自動(dòng)分析識(shí)別。

圖4  某修復(fù)工程地表覆蓋AI自動(dòng)分類(lèi)

（三）多時(shí)態(tài)對(duì)比技術(shù)方法

運(yùn)用多時(shí)態(tài)對(duì)比技術(shù)展示治理區(qū)域的時(shí)間、空間及屬性變化過(guò)程，相較于傳統(tǒng)時(shí)間軸動(dòng)畫(huà)方式，更具交互性，更適合于項(xiàng)目的監(jiān)督管理。

圖5  空間數(shù)據(jù)多時(shí)態(tài)對(duì)比

（四）“天空地”一體化生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系

構(gòu)建衛(wèi)星遙感動(dòng)態(tài)巡查、無(wú)人機(jī)精細(xì)化監(jiān)測(cè)分析、實(shí)地調(diào)查核查相結(jié)合的一體化監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，確保了工程項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量和效果得到實(shí)時(shí)監(jiān)控與評(píng)估。

圖6  “天空地”一體化生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)

（一）落地使用情況

自2018年6月上線(xiàn)以來(lái)，河北省山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)監(jiān)管系統(tǒng)（web端）和移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（移動(dòng)端）已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)政府部門(mén)及工程項(xiàng)目承擔(dān)單位中。利用遙感大數(shù)據(jù)結(jié)合其他信息技術(shù)手段，摸清了全省生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)工程施工現(xiàn)狀，并及時(shí)掌握了治理進(jìn)展。

（二）經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

經(jīng)濟(jì)效益：通過(guò)整合遙感大數(shù)據(jù)資源，避免了生態(tài)修復(fù)治理工程中的重復(fù)投資，節(jié)省了大量政府投入。此外，遙感技術(shù)的應(yīng)用也大幅降低了人員實(shí)地核查的成本，初步估算累計(jì)節(jié)約經(jīng)費(fèi)約1500萬(wàn)元。

社會(huì)效益：借助數(shù)字化技術(shù)賦能監(jiān)測(cè)監(jiān)管，促進(jìn)了生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目的高質(zhì)量實(shí)施，形成了可復(fù)制推廣的成功經(jīng)驗(yàn)，取得了顯著的社會(huì)及生態(tài)效益。

（三）示范帶動(dòng)效應(yīng)

基于遙感大數(shù)據(jù)在重大工程項(xiàng)目全流程監(jiān)管中的優(yōu)勢(shì)，本案例已在自然資源資產(chǎn)審計(jì)、河道生態(tài)補(bǔ)水督查、防汛遙感空間數(shù)據(jù)“一張圖”等多個(gè)領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用，展示了廣闊的應(yīng)用前景。

從衛(wèi)星俯瞰到指尖管理，從數(shù)據(jù)孤島到智慧協(xié)同，河北省山水林田湖草監(jiān)管實(shí)踐證明了測(cè)繪技術(shù)創(chuàng)新的強(qiáng)大生命力。這一模式不僅為生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供了“河北方案”，更標(biāo)志著測(cè)繪技術(shù)從輔助工具向核心生產(chǎn)力的跨越。隨著人工智能與空間信息的融合，測(cè)繪創(chuàng)新必將為生態(tài)文明建設(shè)注入更強(qiáng)勁的動(dòng)能。