自然資源管理中通導遙一體化技術

趙京軍

臨朐縣自然資源和規劃局九山自然資源和規劃所 山東 濰坊 262600

引言

中國幅員遼闊,物產豐富,由于地勢地形環境非常復雜,所以傳統自然資源管理技術往往很難發揮出應有的作用,而借助通導遙一體化技術,則能在自然資源監管、數據采集等多個方面實現全天候管理,大幅提高自然資源管理效果。而且通導遙一體化作為科學技術發展所帶來的產物,未來還具有十分光明的發展前景。因此,有必要對自然資源管理中的通導遙一體化技術進行研究。

一、通導遙一體化技術的發展背景

為了全面貫徹政府對自然資源工作提出的要求,并滿足自然資源部的“兩統一”職責,加強對自然資源的保護,就必須對自然資源管理進行優化。在2019年末,我國發射了高分七號衛星,國家自然資源部門的衛星數量達到了10顆,10顆衛星可以結合自然資源的特點來進行更加全面的資源的觀測。而且通過打造集高光譜、熱紅外等多種觀測方式的衛星觀測平臺,這也代表了我國逐漸完善了能夠實現全天候、全覆蓋的自然資源遙感體系。

就目前而言,我國針對遙感影像的應用領域有很多,而在自然資源領域,則更加傾向于以高分辨率的衛星來獲取自然地物數據,并針對性開展自然目標檢測。在遙感技術應用的早期階段,我國往往會結合紋理特征等各種數據信息來開展半自動、自動化數據采集,在技術制約下,所采集到的自然數據的時效性、精確度往往無法完全滿足自然資源管理的需求。而隨著遙感數據的不斷增長,如今遙感技術下的自然資源數據精度與數據時效性都已經有了提升。若能夠借助通導遙一體化技術來進一步構建自然資源管理體系,就可以綜合5G、區塊鏈等時下熱點技術來全面優化自然資源管理模式。借助通導遙一體化技術,可以讓自然資源管理期間的數據獲取、處理、分發、服務變得更加簡單,而且以衛星為核心的空間技術將會變得越來越成熟,這也將為未來自然資源管理的發展奠定良好的發展基礎。

二、通導遙一體化技術分析

(一)衛星通信技術分析

衛星通信是在軌衛星正式投入應用的重要發展領域,而且隨著商業通信衛星的不斷增加,衛星的通信效果將會不斷提升。就目前而言,通信衛星在發展過程中,逐漸呈現出了以高通量與中低軌小衛星星座為主導的發展趨勢,高通量衛星具有多點波束以及通信容量靈活的優勢,在使用期間能夠有效降低單位帶寬價格。而能夠組成衛星星座的中低軌小衛星,則具有成本低、數量多的使用優勢。在兩類衛星的不斷發展中,“萬物互聯”成為了現實,即便是偏遠地區,同樣可以實現網絡覆蓋與寬帶接入。行云工程是我國第一個自主投資的低軌寬帶衛星星座,共計可以發射80顆低軌通信衛星,借助衛星能夠從全球范圍實現對物聯網信息與傳感器的連接[1]。通過打造天基物聯網,可以大幅提高通信覆蓋面,避免出現數據傳輸盲區的情況。

(二)衛星導航

衛星導航的核心作用就是能夠為地面、空中、海洋用戶全天候提供位置服務,借助導航衛星可以有效獲取移動終端用戶的坐標位置信息。而且衛星導航作為物聯網的核心支撐,還可以借助衛星導航來進一步加強物聯網平臺的運營效果?，F如今,北斗導航系統作為全球四大衛星導航系統之一,在三步走的發展戰略下,如今已經能夠為全球的用戶提高位置導航服務。

(三)遙感信息技術

遙感技術是一種對地觀測的重要方式,能夠在保證觀測范圍的同時實現全天候觀測,因此在面對自然資源管理時,遙感技術具有極高的價值,通過遙感技術能夠有效實現大面積林地監管、森林參數測算等任務。而且根據自然資源管理需求的不同,還可以采用不同的遙感技術來進行監測。近些年隨著遙感技術的持續發展,我國相繼發射了多個系列的遙感衛星,因此在加強通導遙一體化工作時,完全可以開展多元化遙感觀測,以此來讓自然資源數據變得更加多元化。

(四)5G背景下的通導遙一體化模式

第五代移動通信技術具有傳輸速率高、低延時等優勢,因為5G帶有極強的性能優勢,所以可以在通導遙一體化中發揮出極高的價值。從自然資源管理角度出發,5G技術背景下的通導遙一體化能夠自然資源管理期間的數據處理效率、精度得到大幅提高。例如導航定位精度就可以在5G技術的支持下順利達到亞米級。5G網絡自2013年提出后,近十年在國內的發展速度極快,通過持續部署5G網絡基建,全面發展移動通信與衛星技術的結合已經成為了空間技術的未來發展趨勢[2]。就目前而言,我國開通的5G基站數量已經達到了全球第一,因此只要能夠結合5G技術的性能優勢,就可以從空間信息技術角度進一步強化數據服務能力,進而讓自然資源管理與其他行業的發展變得更加順利。

從技術層面出發,衛星技術可以與5G技術進行優勢互補,為了發揮5G技術的性能優勢,就需要大量布5G基站,但不是所有地區都能夠滿足布設5G基站的條件,很多偏遠山區、林地等地區往往并不適合布設基站,而且在自然資源管理期間,這些地區屬于開展管理時的主要地域。因此要適當結合衛星技術來對難以布置基站的地區作補充。與此同時,通信衛星數據傳輸速率與數據容量有限,而且相較于5G通信具有更高的時延,因此同樣要借助5G技術來進一步強化通信能力。遙感衛星可以借助中繼衛星來實現數據信息的下行傳遞。通過結合5G網絡來形成覆蓋全國的通信網絡,可以建設多源衛星來實現對地數據觀測,以此來滿足衛星數據的采集、處理等工作。

三、通導遙一體化技術在自然資源管理中的技術框架

為了加強自然資源管理能力,可以從數據獲取、處理等多個角度來提高管理效果。在通導遙一體化技術的作用下,可以對自然資源管理期間的確權登記等內容進行全方位優化。除此之外,在大數據融合背景下,還可以進一步加強數據獲取能力,通過海量數據為日后的自然資源管理工作提供足夠的數據支持。

(一)建立多源遙感數據體系

在通導遙一體化技術的支持下,可以充分利用5G網絡的技術優勢來打造多源遙感數據傳輸體系,以此來解決傳統自然資源管理存在的數據精度低、處理效果差等問題。通過構建多源遙感數據體系,完全可以實現對各種自然數據的高效瞬時采集,以此來讓各種數據得以在第一時間得到處理。

(二)北斗網格碼技術的區域化應用

在通導遙一體化理念下,可以將北斗網格碼技術作為核心,以此來集中建立空間區位編碼模型并制定自然資源編碼規范。在面對各種自然資源遙感數據時,可以適當結合空間位置以及時間信息與其他具有關聯性的數據來統一網格化編碼。在此期間,可以適當采用空間數據檢索引擎來優化區域編碼的算法,這樣便能夠實現對自然資源數據的動態管理與維護,并完成對自然資源數據的調度與檢索。

(三)自然資源管理數據鏈路分析

在自然資源管理期間,確權登記等業務必然需要面對數據風險、監管難度大等問題,在5G+區塊鏈的支撐下,可以通過部署節點服務器,以此來實現業務數據管理與共享。在此期間,還可以構建自然資源資產信息鏈以及數據加密等機制,在提高數據信息安全性的同時提高數據信息的管理效率[3]。

(四)自然資源智能化體系

在自然資源管理中,可以結合不同的業務來開展數據處理,通過聯合區域網平差技術可以大幅提高異源數據的融合分類效果。與此同時,在通導遙一體化技術支持下,還可以利用深度學習算法來打造自然資源數據的智能化處理模型,以此來增強自然資源數據的整體利用率。除此之外,通過對通導遙的技術優勢進行分析,還可以開發在線數據信息的獲取能力,通過在線獲取、處理、分析自然資源數據,能夠讓自然資源數據發揮出應有的價值,而且所有數據都能夠分發到一體化云服務系統中。

四、自然資源管理通導遙一體化終端功能分析

自然資源管理是堅持可持續發展理念期間的重要環節,通過對各個地區的自然資源進行核查與監管,能夠及時發現自然資源存在的潛在問題,并對自然災害進行預警。借助通導遙一體化技術,可以讓自然資源管理效果得到進一步提高,通過對通導遙一體化終端功能進行分析,能夠讓通導遙一體化技術發揮出其真正的價值。

(一)自然資源地圖功能

在自然資源管理期間,借助通導遙一體化體系能夠打造終端平臺,地圖功能作為輔助判斷自然資源情況的重要一環,可以對樹木等自然資源進行分級分類顯示,必要時還可以通過對地圖進行基本操作來進一步掌握自然資源的實際情況。在自然資源管理期間,有時需要對自然資源進行巡護與管理,所有的巡護路線與自然資源的情況都將會記錄到巡護軌跡中。由于自然資源管理的覆蓋面積非常廣,還可以借助地圖功能來開展自然資源導航并規劃前進路線,以此來讓自然資源管理工作開展的更加順利。

(二)自然資源巡護管理

通導遙一體化系統終端在用戶登陸時,需要建立身份驗證體系,通過單位、工號等數據來明確登陸者的身份信息,可以賦予人們不同的自然資源管理權限。而且在鎖定登陸人員后,還可以對其資源查詢軌跡進行了解,以此來讓各項自然資源管理工作得以更好地進行。在自然資源巡護階段,所有的巡護范圍都將會在系統中標明,而且在巡護完成后,巡護工作還將會留下歷史記錄,以此來為后續管理工作提供幫助[4]。

(三)自然資源管理數據傳輸

在通導遙一體化技術的支撐下,終端平臺完全能夠滿足人們開展自然資源管理時的數據傳輸需求。在自然資源管理期間,很多時候都需要接收上級部門的管理信息與下級部門各種數據信息,所以通導遙一體化終端必須具有信息提醒功能。而且因為自然資源管理往往需要涉及野外作業,所以在面對各種野外突發情況,還要能夠進行緊急呼救。除此之外,還需要打破人們相互之間的溝通渠道,確保在遇到緊急情況時能夠及時進行通信交流,借助通導遙一體化技術完全可以實現遠程調度。

在終端平臺進行相互之間的溝通交流只是最為簡單的橫向交流模式,而在面對自然資源管理中的各種中藥材事件時,則要在終端平臺建立起具有強大穩定性的縱向數據傳輸體系。例如自然資源記錄、野生動植物信息等。在開展自然資源管理期間,很多時候都會遇到亟待解決的自然管理問題,在遇到林地破壞、濫砍濫伐等不當自然資源問題時,可以及時進行上報。而在面對森林火災、野生動植物損害等情況時,同樣能夠借助終端平臺來進行上報處理。除此之外,數據傳輸還能夠借助5G技術與人工智能等技術在野外進行數據服務,例如通過低時延的實時數據處理,可以智能識別上傳照片中的動植物種類,這樣可以讓自然資源管理工作的開展變得更加流暢。

(四)時空信息云服務平臺

在通導遙一體化的支持下,終端平臺可以借助云技術來打造云平臺,并利用時空數據可視化等各種技術來對海量自然資源數據進行高效管理。由于自然數據管理將會積累海量數據,所以為了提高數據利用率,要借助數據加載系統來進行數據錄入,并初步篩選無用數據信息。借助圖像管理系統,可以通過幾何、輻射校正等方式來提高自然資源圖像數據的分辨率,進而提高終端平臺的數據服務體驗。為了讓自然資源管理工作變得更加細致,可以針對自然資源的需求來打造不同的管理分類[5]。通過對自然資源管理的業務進行分組管理,并整合同組自然資源的相關數據,能建立起并行數據處理體系,以此來提高終端平臺的數據響應速度。在通導遙一體化技術中,自然資源管理可以將天地圖作為地圖,并通過疊加遙感數據的方式來為用戶提供更加靈活的數據模式,用戶可以通過圖層操作來從多個角度對自然資源管理數據進行使用。除此之外,通導遙一體化終端平臺可以實現對遙感數據的檢索與提取,各種數據可以結合用戶的需求來進行關聯使用,因此自然資源管理效果將會得到進一步提高。在打造云平臺的過程中,還可以適當結合機器學習與智能技術來為用戶提供定制服務,因此用戶完全可以從需求角度入手來選擇適合自己的自然資源管理模式。

結論

總而言之,自然資源管理是保護生態環境,維持自然生態平衡不可缺少的重要一環,通過在自然資源管理中融入通導遙一體化技術,可以借助通導遙一體化技術來提高數據管理質量。相信隨著更多人意識到通導遙一體化技術的價值,通導遙一體化技術將會變得更加完善。