探索与实践全域、全时、全要素的自然资源智能感知监测监管体系
“山、水、林、田、湖、草、矿、海、城”统一监测监管体系是国家生态文明建设和自然资源部履行“两统一”职责的重要保障。2020年至今，各类相关政策密集出台，如：《关于农村乱占耕地建房“八不准”的通知》、《关于坚决制止耕地“非农化”行为的通知》、自然资源部部署开展2021年卫片执法等。随着一系列政策文件发布，自然资源监测监管工作要求、工作方式、工作目标逐渐明晰。国图信息依托自然资源全业务领域的行业经验，响应自然资源保护相关政策，开展一系列有关自然资源智能感知能力探索，构建了“天、空、地、网”一体化智能感知能力中心，助力自然资源保护工作。
多源智能感知监测监管体系通过卫星、无人机、监控视频、IOT传感器与执法巡查终端等感知基础设施，实时采集自然资源的异常信息，形成融合多时序监测数据，构建集成“天、空、地、网”多源智能感知功能为一体的智能感知能力中心，为自然资源“宏观把控、专项治理和保障推进”三类监测监管应用的建设提供数据和功能支撑。
自然资源监测监管业务体系从“山、水、林、田、湖、草、矿、海、城”自然资源全要素出发，贯穿空间规划、开发利用、保护修复、灾害监测等自然资源业务环节，以实现自然资源“全域全要素、全环节、全方位”的监测监管。
智能感知监测监管能力中心基于国土空间基础信息平台，为自然资源高效智能化监测监管提供影像智能识别、虚拟地理场景智能孪生、业务智能研判、空间智能分析等能力，实现对全域全要素自然资源“天上看、空中探、地上查、网上管”一体化的智能感知，全面支撑自然资源的规划管控、开发利用、保护修复与灾害监测监管，为自然资源主管部门、督查部门等提供多尺度、多层级、全域覆盖的智能感知监测监管手段。
“天上看”主要指以卫星等航天平台遥感监测技术。伴随着高分辨率遥感卫星技术与设备快速发展，高时空分辨率遥感影像已成为自然资源动态监测的基础数据源。为实现全面掌握自然资源变化情况，满足自然资源监管、执法等部门的工作要求，国图信息提供一系列遥感影像辅助监测执法功能，包括遥感影像智能分割、遥感影像变化监测等。
基于影像分割网络的各类自然资源要素提取
相较传统目视解译需要依靠大量专业人员耗费时间与精力对遥感影像要素的人工判断，基于改进后的影像分割神经网络的遥感影像分割技术，可实现对水系、林地、耕地、道路、农房和建设用地等要素的自动化提取，具备高效、快速等特点。国图遥感影像智能感知系统具有高适用性及在线影像分割能力，可有效解决遥感影像解译效率低下的难题，辅助政府部门及时掌握自然资源分布情况，对自然资源资产进行合理评估；可作为国土空间基础信息平台典型智能能力，有效服务于卫片执法、非农化、非粮化监测、城市更新监测等业务。
基于神经网络的遥感影像变化检测
遥感影像变化检测是利用不同时期覆盖同一地表区域的多源遥感影像和相关地理空间数据，结合相应地物特性和遥感成像机理，采用图像、图形处理理论及数理模型方法，确定和分析该地域地物的变化。国图遥感影像智能感知系统中的变化检测功能可有效服务于年度土地利用变更调查、卫片执法、非农化、非粮化监测、城市更新监测等工作。“空中探”主要依赖利用无人机、大飞机等飞行高度在80KM以下的飞行器作为传感器运载工具的低空遥感技术。目前无人机低空遥感技术是“空中探”的重要手段之一，与传统的数据采集方式相比，无人机低空航摄系统拥有成本低、作业效率高、能快速及时获取高分辨率大比例尺影像数据、且数据成果丰富，满足自然资源监测监管的需求。针对无人机采集的航摄影像、高清视频等数据，国图信息提供基于无人机航拍数据的实景融合、三维目标检测等功能。
无人机影像与三维虚拟地理场景的实景融合
将无人机遥感获取的影像信息与三维GIS集成，实现无人机影像在三维场景中的动态渲染，不仅能发挥无人机自身优势，还可以充分利用三维GIS提供的空间信息，快速判读无人机数据中丰富的遥感信息。无人机影像与三维虚拟地理场景的实景融合技术，可广泛应用于灾害应急、智慧城市、公共安防等领域。
基于目标检测模型的无人机航片高性能识别
使用无人机航片数据进行目标检测具有覆盖范围广、指向明确、采集数据精度高等特征。按照规定路线进行无人机巡航，得到指定区域的正射航片，通过目标检测模型对无人机航片进行高性能识别，可以快速、准确地定位到目标地物，并获取空间坐标信息，满足自然资源部门的监管要求。“地上查”主要依赖以高塔、车、船等为平台的遥感技术系统。监控摄像头作为最常见的地面遥感手段，广泛应用于重要控制线内违法行为、供后建设行为的实时监测监管。国图信息研发视频全景自动巡查、视频电子围栏、智能识别、视频动态标定等多项智能感知能力，实现慧眼守土2.0系统。慧眼守土2.0系统中智能识别功能以90多万张影像数据为样本，实现包含工程车辆、大巴车、小汽车、挖掘机、工程设备、塔吊、建筑管材、钢筋、防尘网、脚手架、在建房屋等在内的30多种违法类型的智能监测，监测精度高达95%，满足不同监管部门的监管要求。
基于大数据分析的自然资源综合决策
通过对互联网数据及监管平台数据等多源数据进行数据挖掘、数据分析，开发相应的基础时空算法，提炼数据所表达的行为规律，据此对自然资源开发利用保护等情况进行可视化表达和分析预警。
基于PDA的执法动态巡查
基于GPS参考站网、PDA及GPRS通信技术，实现在线设备实时监控、巡查任务实时调配等，为执法人员外业执法提供数据参考、坐标采集、导航定位、现场取证、一键分析等功能，获取调绘成果，并应用于违法线索发现、线索核查、调查取证等过程中。基于小程序或公众号的一键举报
基于微信小程序或公众号开通自然资源线上违法违规举报系统，并支持一键举报功能。公众举报信息及取证附件通过网络实时传输到执法系统中进行集中统一管理。执法系统管理人员接到群众举报信息后进行筛选和确认，确定为有效举报后，立刻组织人员进行现场核查取证，填写处理意见并将举报反馈结果传输到举报系统中，方便用户查询举报结果。
为贯彻落实党和国家要求，有效执行耕地保护制度，保障粮食安全，助力生态文明建设，需全面提升自然资源感知监管能力，一方面加强感知终端设施建设，一方面构建多源智能感知能力中心。感知终端设施建设符合十四五规划关于“统筹推进基础设施建设”的要求，通过遥感卫星、无人机、摄像头等感知终端的功能优化及广泛布设，同时考虑重点监测区域差异性，形成多尺度、多层级、全域覆盖的智能感知设施网络，实现影像、视频等多源数据采集，为全域全要素的自然资源监测监管提供坚实基础。智能感知能力中心的核心技术研究与能力研发，是构建“早发现、早制止、严查处”机制、减轻基层负担的“大脑”保障，是达成自然资源智能感知的智力源。
本期供稿：政务与云服务软件中心 阮婧 王会影
软件技术研究中心 戚知晨
丨推荐阅读丨
2.“视频探、平台看、地上管、现场办”——安徽省桐城市自然资源监管创新实践