周远波 曹清华 姜杉钰 王越先
测绘地理信息是重要的战略性数据资源和新型生产要素,能够有力支撑自然资源管理和服务生态文明建设。在国土空间生态修复领域,不仅可以精准识别、及时追踪生态问题,而且能够为生态科学保护和系统修复提供翔实的数据支撑。测绘地理信息赋能国土空间生态修复,对于提升生态环境治理体系和治理能力现代化,促进人与自然和谐共生具有重要的现实意义。
结合近几年测绘地理信息赋能国土空间生态修复工作的实践,其重要作用突出体现在以下三个方面。
一、 提供强有力基础服务和业务支撑
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没有科学依据,任何规划、决策、政策都将成为无源之水、无本之木,成为沙漠上的楼阁。生态保护修复许多重大战略问题研究、政策制定和工作决策,都离不开测绘地理信息数据和技术支撑。例如测绘地理信息部门牵头组织实施的地理国情普查和动态监测,提供了高精度的全国陆域地表覆盖即“生态状况”,为2020年4月《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》的编制提供了重要依据。
通过运用测绘地理信息技术,准确识别生态退化和损毁情况,客观分析原因,也是科学制定生态修复方案、有效开展生态修复的重要前提。例如,2023年河北省自然资源厅应用测绘遥感解译、现场核查、倾斜摄影、实景三维等测绘技术手段,获取全省历史遗留矿山、依法关闭矿山、在建生产矿山航空影像,摸清底数,制作形成实景三维模型、数字高程模型与数字正射影像图,建立了全省矿山地质环境和生态状况的“一本账”和“一张图”,设立了“一矿一档”,为有的放矢开展生态修复治理提供了可靠的科学依据。
二、 服务项目科学实施和有效监管
近年来,自然资源部门组织实施的生态保护修复重点工程主要包括:山水林田湖草沙一体化保护修复工程、矿山生态修复示范工程、重点海域海岸海洋生态修复工程和全域土地综合整治试点工程。在上述项目实施中,运用先进的测绘地理信息技术,在立项前提供基础数据、进行问题识别,在实施过程中进行质量和效率监测,在验收时开展绩效评价分析,在后期管护中进行长期监控,贯穿于生态修复项目全流程之中。
在助力自然资源部门对生态修复项目进行有效监管方面,其作用更是举足轻重。国土空间生态修复项目着眼一定的区域和流域,范围较广,地形复杂,生态系统多样,矛盾纵横交错,项目实施监管难度很大,采用传统的监管方式很难奏效。运用现代化技术手段,是实现现代化管理的重要条件。例如2022年,河北省自然资源厅自主研发了河北省生产矿山生态修复监测监管数据库平台,以无人机航测和人工野外信息采集为基础,以大数据智能化统计分析和立体三维数据应用为技术支撑,实现了生态现状适时获取、数据综合分析、野外监测数据实时传输、开展监测预警等功能,把生产矿山生态修复存在的各类问题数字化、精准化,全面动态掌握矿山生态修复情况,改以往粗放型监督为精细化监管,督促生产矿山“边开采、边治理、边恢复”,努力做到山上山下、地上地下、矿内矿外的综合治理。
三、 为生态修复提供科学的空间本底
生态问题往往表象在地上、根子在地下,对盐渍化、石漠化、水土流失等土地退化和生态损毁问题,如果不研究地上与地下、地理与地质等关系,找不到问题症结所在,就无法对生态问题进行源头治理。此外,滑坡、崩塌、泥石流、地面陷落、海水入侵、空洞塌陷等灾害,无不与地下相关要素有关。如果没有先进的调查、监测、感应装备和技术,灾害防治就是纸上谈兵、画饼充饥。
在地理国情普查和自然资源调查所形成“一张图”的基础上,开展地下基本国情调查,正是测绘地理信息用武之地、发挥作用之时。测绘地理信息的技术优势和经验积累将会在挖掘地下生态问题上发挥重要作用,为生态修复提供科学的空间本底。当前,测绘地理信息等部门具备比较全面的基础资料积累,有比较成熟的技术运用,有比较完备的信息化平台,只要在现有基础上继续在广度上、深度上、精度上下功夫,就能够在地下实景三维建模、地下数字深程模型等方面取得新突破,更好助力自然资源部门全面履行核心职责。
河北太行山美景。 张仲增 摄
测绘地信支撑国土空间生态修复的方向
测绘地理信息是重要的数字基础设施,打造数字生态文明空间基底,是测绘地理信息工作的职责使命,也是支撑国土生态修复重要的发展方向。
一、 探索实现项目的全生命周期管理
测绘地理信息作为准确获取自然生态信息的先进技术手段和空间信息资源,在国土空间生态修复中发挥着无可替代的作用。将地理信息系统技术、遥感技术、监测技术、传感技术等现代化科学技术融为一体,一方面可以实现对场地环境的调查,获取到生态环境的真实数据信息,并对待修复区域进行分析,制定修复计划、方案以及修复技术;另一方面,还能够对生态修复的过程进行控制,实现动态化的施工过程监管,提高生态修复的质量和效率,强化对生态修复成果的分析和评估。例如河北省自然资源厅在矿山生态修复过程中,将多时序三维模型融合激光雷达数据运用到生态修复全周期管理中,通过多期影像比对,对项目全过程进行监管,在竣工验收方面发挥三维矢量化、可统计分析的优势,更精准量化各类工程量状况,为项目验收提供技术支撑,确保生态修复的效果。
二、 建立常态化的动态监测预警体系
2023年《中共中央 国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》提出“加快建立现代化生态环境监测体系,健全天空地海一体化监测网络,加强生态质量监督监测,推进生态环境卫星载荷研发”。国土空间生态修复是一项长期性、动态化的工程,需要全面掌握和监控生态修复区域的动态变化情况。因此,要综合运用遥感、地理信息系统、人工智能和大数据空间综合分析等技术,对国土空间进行全范围、高质量监测,提供全空间、全时态数据保障,实现对自然资源和生态环境变化情况的动态化了解和掌握,进而实现高质量、高效率、高水平的生态修复监测分析、综合评价、阶段性成果发布及重大环境问题预警,进行年度监测成果发布和环境问题预警。例如河北省自然资源厅在矿山生态修复领域建立起省、市、县、乡4级地质环境动态监测体系,实现横向到边、纵向到底,全方位全天候的动态监管体系,系统掌握和监控各类地质环境问题的现状和变化情况。
三、 不断丰富和拓展测绘地理信息应用场景
面对融入自然资源管理的时代要求,测绘地理信息工作既需要外视以明确服务方向和服务方式,还需要内察以调整自身的结构和模式,通过外合需求、内调结构,共促转型升级,不断丰富和拓展应用场景。针对国土生态修复领域,测绘地理信息的服务支撑需要由矿山、河流、海洋、乡村等重点区域生态修复和土地整治向山水林田湖草沙系统治理转变,由被动应对生态问题向主动作为生态修复工作转变,从通用基础性的支撑转向面向生态修复业务的专项支撑。例如河北省自然资源厅通过倾斜摄影实景三维建模技术与人工智能技术在矿山生态修复治理工作中的不断实践,总结了一套包括影像采集—模型制作—指标提取—定量分析—三维应用的技术流程,创新应用到山水林田湖草沙一体化保护和修复、海洋修复、全域土地综合整治等工作中。
测绘地信服务国土空间生态修复的建议
围绕自然资源部“两统一”职责,结合国土空间生态修复需求,测绘地理信息应进入高精化轨道,把握智能化方向,发挥新型生产要素作用,推动高质量产业化发展。
一、 以国土空间生态修复产学研用为切入点,推动实现技术革命性突破
国土空间生态修复任务的多样化和复杂性以及生态修复工程的紧迫性都对修复技术的效率和质量提出了很高的要求。当前,我国国土空间生态修复技术还存在一定短板,适应新的需求不断地融入信息化、智能化技术是必然的发展趋势。测绘地理信息领域科技密集、创新驱动的特征突出,需要锚定科技创新,要由“弯道超车”改为“换道超车”,以生态修复项目为切入点,以产学研用紧密结合,尽快补上短板、解决“卡脖子”难题,强化提升国土生态系统修复测绘地理信息关键技术、生态系统综合管控技术、生态监测评估与预警技术等,加大对国产技术装备研发和软件开发等方面的投入,努力实现由跟跑到齐跑和领跑。
二、 完成数据等生产要素创新性配置,强化服务国土生态修复等自然资源工作
5G、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术,以及中间件技术(主要解决分布式环境下数据传输、数据访问、应用调度、系统构建和系统集成、流程管理等问题)及标准数据接口等的发展,都为各平台间的数据共享与访问铺平了道路。同时,卫星遥感、地理信息系统、北斗导航定位等技术的快速发展,为国土空间生态修复所需相关数据的快速获取提供了可靠的空间信息源。当前,要在大量信息资源物理汇总的基础上,着力推进其化学合成,实现系统内部信息资源高度集成、外部各类信息深度融合,打造数字生态文明空间基底。同时,要挖掘和培养专业人才,提升人工数据处理分析能力,做好相关数据信息的保密工作。最终要形成强大的信息资源库和数据信息的有效配置,服务国土空间生态修复等自然资源工作。
三、 把握国土空间生态修复市场巨大潜力,推动产业根本性转型升级
地理信息产业作为战略性新兴产业,已成为我国数字经济新的增长极。测绘地理信息工作一方面要紧紧围绕自然资源部“两统一”主责主业,强化支撑保障,创新地理信息公共产品和服务;另一方面,要不断增强发展活力、积蓄发展动力、拓展发展空间,积极探索产业转型升级。当前,各地在习近平生态文明思想指引下,坚持生态优先、绿色发展,在生态修复方面的投入日益增加,加之社会资本的加持,企业市场主体作用的发挥,全国生态修复市场的规模和潜力是巨大的,这对地理信息产业发展而言是重要的切入点,有必要在新技术的推动下,按照需求导向和目标导向,提质增效、实现高质量发展,在生态修复领域将地理信息产业真正做强做大。(作者周远波系自然资源智库咨询委员、自然资源部生态修复司原司长,曹清华系自然资源部咨询研究中心党委副书记,姜杉钰系自然资源部咨询研究中心助理研究员,王越先系河北省自然资源厅生态修复处副处长。)
来源:《中国测绘》