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摘 要 本文从长株潭城市群生态绿心地区（以下简称长株潭生态绿心）保护与监管需求出发，借助卫星遥感技术手段，围绕新增建设用地监测、新增林木砍伐监测、项目整改监测、规划控制监测、突发破坏监测等内容，提出了建设“长株潭城市群生态绿心地区生态环境遥感监控系统”的技术思路，为构建 “天上看、地上查、网上管”多维一体的生态环境执法监测体系，及时发现和遏制绿心地区违法违规行为，实现对绿心地区生态环境的监测、评估与预警提供强有力的技术支撑，对规范生态环境保护督查工作，压实生态环境保护责任，推进生态文明建设具有重要的现实意义。
关键词 长株潭城市群;生态绿心;生态环境;遥感监控系统
中图分类号：X83 文献标识码：A
文章编号：1672-5603（2020）03-48-6
Abstract： This paper， starting from the demand for protection and supervision of the ecological green-core area of Changsha-zhuzhou-xiangtan urban cluster and with the help of satellite remote sensing technology， embroidering on the monitoring of new construction land， new forest felling monitoring， and project rectification Monitoring， planning control monitoring， sudden damage monitoring， etc. puts forward the technical idea of constructing" Ecological Environment Remote Sensing Monitoring System In Ecological Green-core area of Changzhutan Urban Cluster "， in order to build a multidimensional integration of "looking from the sky， checking from the ground， and managing online The eco-environmental law enforcement monitoring system of the city will promptly detect and curb violations of laws and regulations in the green heart area， provide strong technical support for the monitoring， evaluation and early warning of the ecological environment in the green heart area， standardize the supervision of the ecological environment protection， and compact the ecology The responsibility of environmental protection and the promotion of ecological civilization construction have important practical significance.
Keywords： Changsha-zhuzhou-xiangtan; ecological green-core area; ecological environment; remote sensing monitoring system
開展生态环境监测是实现生态环境保护的重要环节，同时也是实现环境管理的“顶梁柱”。为全面加强生态环境保护，2019年6月，中共中央、国务院印发实施《中央生态环境保护督察工作规定》，提出了坚决打好污染防治攻坚战的具体措施与目标;《国家新型城镇化规划 （2014-2020年） 》中也明确提出：“加强规划实施督察， 运用信息化手段，对违反规划行为进行事前事中监管”增强规划实施监测管理的科学性和时效性[1]。随着当前遥感技术的迅速发展，卫星遥感技术迈入了高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率、高辐射分辨率、高监测精度的全尺度、全谱段、全要素立体监测时代[2]，正向智能化、快速化、定量化、精细化方向发展[3]，在当前国家深化生态文明建设的大背景下，基于现代测绘技术和遥感技术手段，可以快速、准确、大范围和实时地获取目标区域范围内生态环境的状况，充分发挥遥感技术在生态环境保护监测中的作用。
作为当前世界上最大的城市绿心，长株潭生态绿心是长株潭城市群共同的“绿肺”和重要的生态屏障[4]，同时也是全省“两型”社会建设的重要战略支点，该区域位于长沙、株洲、湘潭三市交汇处，北至长沙绕城线及浏阳河，西至长潭高速西线，东至浏阳柏加镇，南至湘潭县易俗河镇，共涉及长株潭三市9个乡镇、12个街道办事处，总面积528.32 km2。长株潭生态绿心概念由《长株潭城市群区域规划（2008-2020）》提出，并由《长株潭城市群生态绿心地区总体规划（2010-2030）》以及《长株潭城市群生态绿心地区保护条例（2013）》明确[5]，其主要功能是以科学发展观和“两型社会”建设为指导，实施生态优先发展战略，通过构建景观生态格局和生态服务功能，合理地调整空间布局、优化公共服务，完善文化休闲、旅游功能，努力将生态绿心地区打造成为长株潭三市的生态公共客厅和具有国际品质的都市生态绿心。 随着长株潭生态绿心地区的发展进程日益加快，违法违规用地行为时有发生，其不仅占用了大量的土地资源，且对绿心地区的生态环境产生巨大的影响，为了保护长株潭城市群生态绿心地区，发挥生态绿心地区的生态屏障和生态服务功能，在构建“长株潭城市群生态绿心地区生态环境遥感监控系统”基础上实现对生态绿心地区保护监控[6]，可以全天时、全天候地快速、动态、准确地获取绿心地区的生态环境状况，为打击破坏绿心违法违规行为提供数据支撑。
1 系统监测指标内容设计
以长株潭生态绿心地区保护监测的需求为导向，最新修编和修订的《绿心总规》、《绿心保护条例》为依据，系统监测专项内容主要包括新增建设用地监测、新增林木砍伐监测、项目整改监测、规划控制监测、突发破坏监测五大版块涉及20项指标，主要涉及土、林、水、人等多领域监测内容，具体如表1所示。
2 系统总体框架
长株潭城市群生态绿心地区生态环境遥感监控系统主要基于B/S模式实现，该平台主要在OpenLayer3+PostGIS+GeoServer的模式的基础上搭建GIS服务框架，数据组织方面采用空间数据引擎MangoDB管理空间和非空间数据[7]，系统的设计主要服务于湖南省长株潭两型社会建设服务中心对长株潭生态绿心提供监测及时服务与工作常态化的需求，基于国土调查监测数据库，通过提供信息化平台解决方案，满足专业人员数据快速处理与共享服务发布的同时，向社会公众、政府、企事业单位提供项目审批、违法项目督察、违法情况举报、监测情况查询等服务（图1）。该系统的建设以开源软件平台为基础[8]，由5个子系统组成，主要包括：数据管理子系统（图2）、数据处理子系统（图3）、外業核查与调绘子系统（图4）、数据分析与成果输出子系统（图5）和服务接收与管理子系统（图6）。
3 系统主要功能设计
3.1 数据管理子系统
该子系统主要用于实现对监测工作所需原始数据（影像原始数据、控制点影像库、监测数据库）、中间成果（专项监测图斑、影像波段运算成果、配准融合成果）、最终成果（监测报告、项目比对成果、违建项目退出情况监督报告等）的管理，支持TB级空间数据浏览、查询和检索。
3.2 数据处理子系统
该子系统主要实现对航空、航天影像数据快速处理过程。其中，航空数据处理系统由现有的成熟商业软件平台提供，航天影像数据处理系统主要基于现有的地理成像加速器基础上二次开发而成，通过两项系统相互配合，以满足绿心地区快速监测对航空、航天影像数据及时处理的要求。矢量数据编辑平台采用开源的GeoServer软件提供的二次开发接口，进行作业平台开发，旨在为监测工作人员提供监测信息提取作业平台。
3.3 外业核查与调绘子系统
该子系统基于模块平板电脑开发，主要功能在于为外业核查与调绘人员提供统一数字化作业平台，遵循“调查数据不转换，作业方式不改变”的原则，基于开源GIS平台开发外业调绘系统，开发内外业一体化数据核查与调绘系统，提供专项图斑野外核查功能，信息野外调绘、地理多媒体采集、调查轨迹记录等功能。
3.4 数据统计分析及输出子系统
该子系统主要用于实现数据对比统计分析功能与地理信息服务的管理，通过数据对比统计分析，提供可建项目比对报告、生态环境专题监测、破坏绿心违法违规监测报告等。为满足监测服务的推送，在地理信息服务器基础上提供监测服务（影像服务、要素服务）发布、删除等管理功能，以满足日常服务的管理工作。
3.5 服务接收与管理子系统
该子系统建设旨在通过移动终端（平板电脑、手机、穿戴设备等）、互联网端（网页）发布专题监测成果，向公众、政府企事业单位提供绿心监测社会化服务。该系统采用服务器与终端架构，提供监测成果并发布相关服务，通过公网向省及长沙、株洲、湘潭三市两型建设服务中心推送监测服务。
4 结论与讨论
（1）利用遥感技术监测生态绿心地区生态环境可行。监控系统建设利用遥感影像建设长株潭生态绿心自然资源本底数据库，可全面掌握生态绿心保护总体情况;开展季度监测，能及时锁定了生态绿心违法违规行为，有效保证生态绿心总体规划实施;针对监测成果，长株潭三市开展整治行动，高效创新生态绿心保护制度机制，对推进生态文明建设具有重要的现实意义。
（2）监控平台将Web GIS与移动GIS技术充分融合，开发的监测信息查询、统计，外业核查导航、信息采集等功能，为绿心保护工作人员提供了信息获取、空间定位等功能，满足长株潭生态绿心监测服务快速推送与工作常态化需求，极大地方便政府工作人员获取信息、统计、分析、巡查，有利于长株潭生态绿心规划的制定及实施。
（3）系统平台建设能够实现对绿心地区定期、全面和常态化的监测，及时发现与查处破坏绿心违法违规情况，为绿心保护提供一个全新高效率的监控手段，监控时效性与准确性大大提高，在实现绿心监管“无死角”、“无淡季”、“无情面”的同时，可以为绿心保护提供决策支持和数据支撑。
（4）通过监控系统的建设，实现以规划实施监测为基础，监测生态绿心生态环境，有利于推动长株潭生态绿心监测的相关工作程序化、规范化，推动该项工作常态化、标准化。
参考文献/References
[1]张利君，翟栋栋.省域城乡规划监测管理平台建设研究[J].地理空间信息， 2018 （03）：74-76.
[2]李宗华， 黄河， 罗明俊.武汉市城乡规划动态监管信息系统的设计与开发[J].地理空间信息， 2009， 7 （5）：1-3.
[3]吴健平， 张立.卫星遥感技术在城市规划中的应用[J].遥感技术与应用， 2003 （1） ：52-56.
[4]雷旭升，李圣，易维良.城市群生态地区村庄规划策略与实践-以长株潭城市群生态绿心地区为例[J]中国会议，2019：10-19.
[5] 肖爱.以生态法治“初心”护长株潭“绿心.湖南日报.2019.09-19.
[6]达鹏奎、张欢、张玉洁.基于卫星遥感和GIS技术的区域大气污染监测研究[J]环境科学与管理.2020（02）.
[7]邵世保，张毳.遥感及GIS技术在城市生态环境调查中的应用[J].环境科学与技术，2017，26（2）：26-27.
[8]王良健，包浩生，彭补拙.基于遥感与GIS的区域土地利用变化的动态监测与预测研究[J].经济地理，2017，20（2）：47-51.
关键词 长株潭城市群;生态绿心;生态环境;遥感监控系统
中图分类号：X83 文献标识码：A
文章编号：1672-5603（2020）03-48-6
Abstract： This paper， starting from the demand for protection and supervision of the ecological green-core area of Changsha-zhuzhou-xiangtan urban cluster and with the help of satellite remote sensing technology， embroidering on the monitoring of new construction land， new forest felling monitoring， and project rectification Monitoring， planning control monitoring， sudden damage monitoring， etc. puts forward the technical idea of constructing" Ecological Environment Remote Sensing Monitoring System In Ecological Green-core area of Changzhutan Urban Cluster "， in order to build a multidimensional integration of "looking from the sky， checking from the ground， and managing online The eco-environmental law enforcement monitoring system of the city will promptly detect and curb violations of laws and regulations in the green heart area， provide strong technical support for the monitoring， evaluation and early warning of the ecological environment in the green heart area， standardize the supervision of the ecological environment protection， and compact the ecology The responsibility of environmental protection and the promotion of ecological civilization construction have important practical significance.
Keywords： Changsha-zhuzhou-xiangtan; ecological green-core area; ecological environment; remote sensing monitoring system
開展生态环境监测是实现生态环境保护的重要环节，同时也是实现环境管理的“顶梁柱”。为全面加强生态环境保护，2019年6月，中共中央、国务院印发实施《中央生态环境保护督察工作规定》，提出了坚决打好污染防治攻坚战的具体措施与目标;《国家新型城镇化规划 （2014-2020年） 》中也明确提出：“加强规划实施督察， 运用信息化手段，对违反规划行为进行事前事中监管”增强规划实施监测管理的科学性和时效性[1]。随着当前遥感技术的迅速发展，卫星遥感技术迈入了高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率、高辐射分辨率、高监测精度的全尺度、全谱段、全要素立体监测时代[2]，正向智能化、快速化、定量化、精细化方向发展[3]，在当前国家深化生态文明建设的大背景下，基于现代测绘技术和遥感技术手段，可以快速、准确、大范围和实时地获取目标区域范围内生态环境的状况，充分发挥遥感技术在生态环境保护监测中的作用。
作为当前世界上最大的城市绿心，长株潭生态绿心是长株潭城市群共同的“绿肺”和重要的生态屏障[4]，同时也是全省“两型”社会建设的重要战略支点，该区域位于长沙、株洲、湘潭三市交汇处，北至长沙绕城线及浏阳河，西至长潭高速西线，东至浏阳柏加镇，南至湘潭县易俗河镇，共涉及长株潭三市9个乡镇、12个街道办事处，总面积528.32 km2。长株潭生态绿心概念由《长株潭城市群区域规划（2008-2020）》提出，并由《长株潭城市群生态绿心地区总体规划（2010-2030）》以及《长株潭城市群生态绿心地区保护条例（2013）》明确[5]，其主要功能是以科学发展观和“两型社会”建设为指导，实施生态优先发展战略，通过构建景观生态格局和生态服务功能，合理地调整空间布局、优化公共服务，完善文化休闲、旅游功能，努力将生态绿心地区打造成为长株潭三市的生态公共客厅和具有国际品质的都市生态绿心。 随着长株潭生态绿心地区的发展进程日益加快，违法违规用地行为时有发生，其不仅占用了大量的土地资源，且对绿心地区的生态环境产生巨大的影响，为了保护长株潭城市群生态绿心地区，发挥生态绿心地区的生态屏障和生态服务功能，在构建“长株潭城市群生态绿心地区生态环境遥感监控系统”基础上实现对生态绿心地区保护监控[6]，可以全天时、全天候地快速、动态、准确地获取绿心地区的生态环境状况，为打击破坏绿心违法违规行为提供数据支撑。
1 系统监测指标内容设计
以长株潭生态绿心地区保护监测的需求为导向，最新修编和修订的《绿心总规》、《绿心保护条例》为依据，系统监测专项内容主要包括新增建设用地监测、新增林木砍伐监测、项目整改监测、规划控制监测、突发破坏监测五大版块涉及20项指标，主要涉及土、林、水、人等多领域监测内容，具体如表1所示。
2 系统总体框架
长株潭城市群生态绿心地区生态环境遥感监控系统主要基于B/S模式实现，该平台主要在OpenLayer3+PostGIS+GeoServer的模式的基础上搭建GIS服务框架，数据组织方面采用空间数据引擎MangoDB管理空间和非空间数据[7]，系统的设计主要服务于湖南省长株潭两型社会建设服务中心对长株潭生态绿心提供监测及时服务与工作常态化的需求，基于国土调查监测数据库，通过提供信息化平台解决方案，满足专业人员数据快速处理与共享服务发布的同时，向社会公众、政府、企事业单位提供项目审批、违法项目督察、违法情况举报、监测情况查询等服务（图1）。该系统的建设以开源软件平台为基础[8]，由5个子系统组成，主要包括：数据管理子系统（图2）、数据处理子系统（图3）、外業核查与调绘子系统（图4）、数据分析与成果输出子系统（图5）和服务接收与管理子系统（图6）。
3 系统主要功能设计
3.1 数据管理子系统
该子系统主要用于实现对监测工作所需原始数据（影像原始数据、控制点影像库、监测数据库）、中间成果（专项监测图斑、影像波段运算成果、配准融合成果）、最终成果（监测报告、项目比对成果、违建项目退出情况监督报告等）的管理，支持TB级空间数据浏览、查询和检索。
3.2 数据处理子系统
该子系统主要实现对航空、航天影像数据快速处理过程。其中，航空数据处理系统由现有的成熟商业软件平台提供，航天影像数据处理系统主要基于现有的地理成像加速器基础上二次开发而成，通过两项系统相互配合，以满足绿心地区快速监测对航空、航天影像数据及时处理的要求。矢量数据编辑平台采用开源的GeoServer软件提供的二次开发接口，进行作业平台开发，旨在为监测工作人员提供监测信息提取作业平台。
3.3 外业核查与调绘子系统
该子系统基于模块平板电脑开发，主要功能在于为外业核查与调绘人员提供统一数字化作业平台，遵循“调查数据不转换，作业方式不改变”的原则，基于开源GIS平台开发外业调绘系统，开发内外业一体化数据核查与调绘系统，提供专项图斑野外核查功能，信息野外调绘、地理多媒体采集、调查轨迹记录等功能。
3.4 数据统计分析及输出子系统
该子系统主要用于实现数据对比统计分析功能与地理信息服务的管理，通过数据对比统计分析，提供可建项目比对报告、生态环境专题监测、破坏绿心违法违规监测报告等。为满足监测服务的推送，在地理信息服务器基础上提供监测服务（影像服务、要素服务）发布、删除等管理功能，以满足日常服务的管理工作。
3.5 服务接收与管理子系统
该子系统建设旨在通过移动终端（平板电脑、手机、穿戴设备等）、互联网端（网页）发布专题监测成果，向公众、政府企事业单位提供绿心监测社会化服务。该系统采用服务器与终端架构，提供监测成果并发布相关服务，通过公网向省及长沙、株洲、湘潭三市两型建设服务中心推送监测服务。
4 结论与讨论
（1）利用遥感技术监测生态绿心地区生态环境可行。监控系统建设利用遥感影像建设长株潭生态绿心自然资源本底数据库，可全面掌握生态绿心保护总体情况;开展季度监测，能及时锁定了生态绿心违法违规行为，有效保证生态绿心总体规划实施;针对监测成果，长株潭三市开展整治行动，高效创新生态绿心保护制度机制，对推进生态文明建设具有重要的现实意义。
（2）监控平台将Web GIS与移动GIS技术充分融合，开发的监测信息查询、统计，外业核查导航、信息采集等功能，为绿心保护工作人员提供了信息获取、空间定位等功能，满足长株潭生态绿心监测服务快速推送与工作常态化需求，极大地方便政府工作人员获取信息、统计、分析、巡查，有利于长株潭生态绿心规划的制定及实施。
（3）系统平台建设能够实现对绿心地区定期、全面和常态化的监测，及时发现与查处破坏绿心违法违规情况，为绿心保护提供一个全新高效率的监控手段，监控时效性与准确性大大提高，在实现绿心监管“无死角”、“无淡季”、“无情面”的同时，可以为绿心保护提供决策支持和数据支撑。
（4）通过监控系统的建设，实现以规划实施监测为基础，监测生态绿心生态环境，有利于推动长株潭生态绿心监测的相关工作程序化、规范化，推动该项工作常态化、标准化。
参考文献/References
[1]张利君，翟栋栋.省域城乡规划监测管理平台建设研究[J].地理空间信息， 2018 （03）：74-76.
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[5] 肖爱.以生态法治“初心”护长株潭“绿心.湖南日报.2019.09-19.
[6]达鹏奎、张欢、张玉洁.基于卫星遥感和GIS技术的区域大气污染监测研究[J]环境科学与管理.2020（02）.
[7]邵世保，张毳.遥感及GIS技术在城市生态环境调查中的应用[J].环境科学与技术，2017，26（2）：26-27.
[8]王良健，包浩生，彭补拙.基于遥感与GIS的区域土地利用变化的动态监测与预测研究[J].经济地理，2017，20（2）：47-51.