山水林田湖草生态保护与修复工程动态监测技术研究

山水林田湖草生态保护与修复工程动态监测技术研究

黄星

身份证号：14260119860515102X

摘  要：为适应自然资源管理、山水林田湖草整体保护与系统修复和综合治理、以及生态文明建设的需要，综合运用遥感、GIS、人工智能和大数据空间综合分析等技术，对广西左右江流域山水林田湖草生态保护与修复工程建设情况等开展综合监测，及时跟踪掌握各类自然资源和生态环境变化情况，用监测数据支撑管理、用监测数据辅助决策，及时开展修复实际成效评估、综合监测分析和系统评价，为政府部门科学决策和自然资源精准管理提供准确的信息服务，支撑生态保护与修复工程事中和事后监管，提升自然资源集约节约利用效率，为实现广西自然资源治理体系和治理能力的现代化提供服务保障。

关键词：山水林田湖草生态保护与修复工程；动态监测；地理信息技术；广西左右江流域生态环境

专辑：基础科学 专题：环境地理学 中图分类号：P951 文献标识码：A

引言

广西左右江流域是典型岩溶山区，属于我国西南地区岩溶山地石漠化的生态环境脆弱区，也是桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区。实施好广西左右江流域革命老区山水林田湖生态保护与修复工程，是维护我国西南地区生态安全的战略需求。

广西左右江流域拥有丰富的森林和湿地资源，属于水源涵养型重点生态功能区，通过系统综合开展各项山水林田湖生态保护修复工作，重点解决目标区域内跨界水体和流域水环境污染问题，整体改善石漠化和水土流失、矿区污染、农村环境污染、土壤重金属污染、水源区保护修复、景观破碎化等影响区域生态功能的问题，努力实现目标区域内“山、水、林、田、湖”等生态要素的有机结合，使生态环境明显改善、生态系统稳定健康发展、生态功能提升。

通过研究广西左右江流域山水林田湖生态保护与修复工程动态监测技术，利用GIS空间解译、卫星和无人机遥感等技术优势，跟踪左右江流域革命老区山水林田湖生态保护与修复工作动态，监测该区域水林田湖生态系统的变化情况，为自然资源生态保护与治理提供基础、准确的数据支持，有助于政府部门决策，有利于推动左右江流域水环境质量的改善和生态系统的健康。

1.研究目标

在自然资源统一调查监测评价框架下，统筹利用左右江流域最新航天和航空以及无人机等遥感影像，采用内业解译、无人机动态监测和外业实地跟踪调查/核查等科技手段，对矿山环境治理与修复工程、黑臭河道水体综合整治工程、湿地保护与恢复工程、土地整治、林地覆盖率、湿地保有量等建设内容和实施效果开展动态监测，全面掌握广西左右江流域耕地资源、湿地资源、林草资源、水资源以及其他自然资源和人工建（构）筑物的类型、面积、范围和分布以及变化等情况，判断生态修复实施效果，及时快速发现左右江流域自然资源管理中存在的问题，准确的分析其原因，深入分析后续变化趋势，支撑解决相关问题，为政府部门科学决策提供准确的数据支持，服务和支撑事中事后监管。

2.研究方案

首先通过数据获取，收集左右江流域全域基础资料，在内业提取监测区域自然资源变化信息，对变化区域进行识别与解译，结合利用无人机遥感做动态监测，对变化图斑外业实地跟踪调查/核查，然后进行生态保护修复效果评价指标分析，汇总分析监测结果，建立监测成果数据集和图集，形成广西左右江流域山水林田湖草生态保护和修复工程自然资源专题监测报告。

监测范围为左右江流域干流沿岸两侧各5公里。以三调的初始库为基础，以三调时点库、2020年度变更调查和最新2021年土地调查等成果为对比数据，从土地利用现状方面对监测范围城镇、村庄、生态、矿山开采及修复、耕地等地类变化情况进行分析统计，分析变化原因及生态影响，形成专题数据集、图集等。其中，村庄包括建筑、构筑物等；生态包括湿地、林地、草地等；矿山包括复绿、开采等；耕地包括水田和水浇地及旱地等。对内业无法判别、实地发生变化和对生态有重要影响的图斑进行外业核查。

2.1 数据获取

统筹获取左右江流域全域基础资料，包括地理国情普查与监测、三调与时点数据、遥感影像等多尺度、多时态的地理信息数据，以及自然地理、地形地貌、社会经济等其他辅助信息和相关资料。利用卫星遥感平台，搭载可见光和红外、高光谱、微波及雷达等探测器，进行大范围的影像覆盖和数据获取，满足自然资源调查监测数据需求，必要时利用大型有人飞机、无人机等飞行平台，实现小范围快速监测，补充获取高分辨率或者高光谱影像数据，支撑局部的精细调查与动态监测。通过数据获取与资料整合，全面摸清左右江流域的自然环境特征和社会经济现状，了解建设用地、林地、园地、湿地、草地及其他农用地地等自然资源的现状、属性信息和空间分布特征。

2.2 内业解译

内业解译首先需要进行矢量数据编辑与整理、影像数据的纠正融合与匀光匀色增强处理等数据预处理，然后基于遥感影像的地表覆盖及变化信息，利用大数据、GIS、人工智能等技术进行遥感影像解译，通过不同时相影像、数据库比对，对遥感影像的变化图斑智能提取、自动筛选、分类统计、智能分析，结合人工判别，套合山水林田湖草生态保护与修复工程相关数据进行综合分析与统计，人机交互解译识别变化区域，得到准确的变化范围和疑似变化地类、图斑。确定需要外业核查的图斑，制作外业指引图斑和编制变化图斑统计表，编制外业影像和矢量底图。通过统计和分析，对左右江流域监测范围内大型的尾矿库治理、石漠化治理、水资源综合整治等工程动态监测，全面掌握范围内地类、面积和属性及相关图层属性信息的变化情况，综合分析该区域生态系统格局和生态系统质量以及生态环境问题，准确诊断分析山水林田湖草生态保护与修复工程中存在的问题，进而监测到生态保护与修复工程项目的实施状况及成效情况。

2.3 外业实地跟踪调查/核查

依据外业指引图斑，利用实地调查、样点监测、定点观测、“互联网+”等监测模式，组织开展实地调查核实和现场监测，重点核实变化图斑的类型和面积及范围，编制变化图斑外业调查核实情况表。生态系统野外核查首先根据核查目标、区域气候条件、自然地理、地貌等基础地理特征确定核查区域，然后根据生态系统结构、景观格局特征、核查区域地理复杂程度等选择抽样方法。服务于生态系统类型地面核查的抽样方法主要有三种选择抽样方法，有简单随机抽样、系统抽样和分层抽样。根据样本空间总量、空间代表性以及历史调查数据情况，规划抽样点空间分布，满足抽样样本总量设计需求，平均每100km2不少于1个核查点，根据实地核查结果，结合样点信息，对样点生态系统类型的准确性进行核查，形成生态系统类型野外详细核查表。

3.结束语

“山、水、林、田、湖”是一个综合系统的生命共同体，广西左右江流域革命老区山水林田湖草生态保护与修复工程是自治区实施的一项长期、复杂的重大工程，涉及到工程项目多，内容覆盖范围广，项目的实施意义重大，生态保护与修复工程整体生态环境治理与恢复的成效，关系到革命老区扶贫攻坚、我国西南地区的生态安全及边界的稳定、我国“一带一路”西南地区战略目标的实现。通过动态监测技术研究，充分利用了遥感和GIS等地理信息技术的优势，以及野外核查、样点抽检等多项检测技术手段、流程和方法开展监测工作，对具有重要意义的生态保护与修复工程的施工质量和实施效果进行跟踪把控，分析工程实施对流域地表自然资源和生态环境的影响，为实现自然资源全流程、全要素和全覆盖的动态感知和精准认知，以及自然资源科学管控提供高效的技术支撑，为自然资源精准管理与保护以及政府政策制定提供重要的数据支持。

参考文献

[1]自然资源部.关于印发《自然资源调查监测体系构建总体方案》的通知[J].自然资源通讯,2020-01-31

[2]自然资源部办公厅.关于开展2021年自然资源监测工作的通知[J].自然资源通讯,2021-05-15