2020年卫星遥感应用报告.pdf

自然资源部科技发展司 二二一年七月 自然资源部 2020 年 卫星遥感应用报告 101011101010101000101010011001001101101100 001010101110101111010101011011011110 001010110010101010111110100101101010101 1010101010101011011001 101010101011001011 10101001010101010101001101010 0100101010010101001010101 自然资源部卫星遥感应用报告 （2020 年） 自然资源部科技发展司 二二一年七月 2020 年，在国家发展改革委、财政部和国防科工局的共同支持下，在自然 资源部党组的关怀指导下，自然资源部积极履行用户职责，主动作为，努力构建 卫星遥感应用新发展格局，取得了一系列成效。 一是成功发射 2 颗陆地遥感卫星和 2 颗海洋遥感卫星，在轨自然资源遥感卫 星达到 19 颗，我国面向自然资源调查监管的遥感卫星观测能力进一步提升。 二是卫星共享共用形成规模。基本实现自然资源部内国土、测绘、海洋、地 矿、林草数据影像贯通，推进 31 个省区市和新疆生产建设兵团的自然资源省级 卫星应用技术中心建设，市县应用规模逐步扩大。全年累计向 2000 个用户推送 数据，陆地卫星数据推送超过 173 万余景，海洋卫星数据推送超过 274 万余个， 数据量达到 1.6PB。 三是全面服务自然资源管理，应用范围、规模、深度进一步扩大，已经成为 自然资源调查监测、督察执法、开发利用、空间规划、用途管制、生态修复、耕 地保护、所有者权益、地质勘查、测绘地理信息、海域海岛等工作的重要技术支 撑和常规信息保障。为雄安新区规划建设、极地安全保障、农村乱占耕地建房专 项整治、耕地非农化、黄东海浒苔联防联控等工作提供了有效数据、技术支撑。 前言 四是持续推动卫星遥感应用技术创新，自主攻关解决卫星遥感应用难题，特 别是激光测高、高光谱、INSAR、热红外、微波辐射计等载荷的处理和应用技术， 为应用发展赋能。 五是卫星遥感应用国际交流合作稳步推进，国际合作应用领域持续深化，在 国土测绘、地表覆盖监测、应急救灾监测等工作中取得一批卓有成效的应用成果， 广泛组织、参与国际学术交流。 为使相关部门和社会公众进一步了解自然资源遥感卫星应用情况，自然资源 部科技发展司组织自然资源部国土卫星遥感应用中心、国家卫星海洋应用中心， 会同中国地质调查局、中国国土勘测规划院、中国测绘科学研究院、国家基础地 理信息中心、国家海洋环境预报中心、中国极地研究中心、第一海洋研究所、第 二海洋研究所、第三海洋研究所、北海局、东海局、南海局等部卫星应用相关单 位以及32个省级卫星应用技术中心，编制了自然资源部卫星遥感应用报告（2020 年），现予以发布。 目录 前言 1 目录 1 应用服务 1 全国应用服务 2 地方应用服务 24 行业应用服务 44 展望 54 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 1 2 资源三号 2020 年 2 月 9 日 青城山 2020 年，自然资源部卫星遥感应用成效显著，全国应用、地方应用、 行业应用的格局进一步巩固发展。一是在部层面，主动服务，大力推进卫 星遥感在国家重大战略、自然资源监测监管、自然资源重大专项任务实施 等方面的应用，为其提供遥感技术解决方案；二是在省层面，积极打造地 域特色卫星遥感应用亮点，服务地方自然资源监管；三是在行业层面，大 力拓展卫星遥感技术在农业、林业、渔业、交通等行业的推广应用，不断 释放自然资源卫星遥感技术红利。 应用服务 1 2 全国应用服务 2020 年，面向自然资源调查监测、督察、执法、海洋防灾减灾、海洋生态 保护等需求，持续开展了全国自然资源常态化季度遥感监测、水资源遥感监测、 红树林遥感监测、冰川遥感监测、青藏高原湖泊变化遥感监测、矿山遥感监测、 海冰、台风遥感监测、海洋浒苔绿潮遥感监测、海岸带入侵植物互花米草监测、 珊瑚礁遥感监测、海表温度、海洋水色遥感监测、极地海冰遥感监测等业务化 监测应用；面向第三次国土调查、全国农村乱占耕地建房专项整治行动、耕地 非农化非粮化监管等重大专项任务，完成了“三调”耕地种植属性成果和“三 调”湿地成果比对核实、全国农村乱占耕地建房问题专项整治遥感监测、新增 绿化通道遥感监测等重大工程监测应用；面向国土空间规划、用途管制、生态 保护修复、自然资源开发利用、自然资源所有者权益评估、地质灾害防治等需 求，积极拓展在生态保护红线遥感监测、增减挂钩清理检查卫星遥感核查分析、 自然资源节约集约开发利用遥感监测与分析、重点城市国土空间现状遥感监测 与评估、黄河流域生态环境监测、自然资源生态系统功能及价值遥感监测、自 然资源质量遥感监测和内陆湖泊生态环境遥感监测等应用。 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 3 4 1. 开展自然资源常态化季度遥感监测，服务自然资源执法督察 为实现对违法用地等问题的“早发现”，重点围绕自然资源常态化督察执法工 作要求，利用全国 2 米级季度覆盖卫星影像数据，开展了 400 平方米以上的新增线 形地物、建（构）筑物、推填土、光伏用地和高尔夫用地等5类变化信息的常态化监测。 基于自然资源卫星遥感云服务平台每季度分批次即时向部执法局、总督察办和 9 个 派驻地方的自然资源督察局、各省级卫星中心提供监测信息服务，实现了新增建设 变化的“早发现”，为违法用地的“早制止、严查处”提供了实时、有效的信息支撑。 部领导指示要求建立部内相应工作机制，充分利用好常态化监测成果。 与 2019 年相比，常态化季度监测影像覆盖率平均由 88% 提升至 92% 以上， 同时在 2019 年季度监测成果迭代基础上，进一步提高了监测精度。 图 2-1 分别展示了 2020 年四个季度各省土地利用变化强度分布情况，图中颜 色越深表明该区土地利用变化强度越大。2020年东部沿海地区与新疆维吾尔自治 区变化强度较大。 图 2-1 2020 年自然资源常态化季度监测四季变换强度图（审图号：GS（2016）1576 号） 2020 年一季度 2020 年三季度 2020 年二季度 2020 年四季度 3 4 2. 开展全国水资源遥感监测，服务自然资源调查 为了全面掌握我国地表水资源时空分布状况、变化特征和发展趋势，基于 2020年第一季度、第三季度2米级国产卫星影像和自动信息提取技术，完成了全 国重点河流、湖泊、水库年度枯水期、丰水期水体范围快速提取，总体提取面积精 度优于80%，其中湖泊、水库提取面积精度优于90%。首次形成了业务化的地表 水卫星遥感监测技术流程，构建了全国地表水水体范围监测本底和监测数据库，形 成监测报告、专题图件等全国地表水资源监测成果，实现了大区域范围地表水资源 的业务化监测，为水资源监测监管、生态保护提供了基础信息。 图 2-2 展示了我国 2020 年丰水期主要河流的分布情况。经监测结果分析，全 国一级和二级河流水域面积占河流水域面积约 60%；大型水库水域面积占水库水域 总面积的 95% 以内；100 平方公里以上的大型湖泊占湖泊水域总面积约 70%。 图 2-2 2020 年丰水期全国主要河流水域分布图 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 5 6 3. 开展全国红树林资源卫星遥感监测，服务自然资源调查 为全面精准掌握我国红树林 2020 年分布现状及近两年的变化情况，采用 2020 年2米级国产遥感卫星影像，对全国范围郁闭度大于20%的红树林地块进行持续 监测，获取了 2020 年中国红树林现状分布情况（如图 2-3 所示），以及 2018 年至 2020 年变化信息。监测结果显示，我国红树林分布总面积处于增加态势。 2018-2020 年期间，全国红树林分布总体扩张，局部缩减，红树林总面积净增 加约 340 公顷。2018-2020 年期间全国新增红树林面积接近 490 公顷。其中人工种 植恢复为主要增加类型，面积约为 290 公顷，约占 60%，主要分布在广东、广西、 海南、福建、台湾和香港等地。2018-2020年期间全国红树林减少面积有150公顷。 其中池塘养殖占用是主要减少类型，占用面积近 49 公顷，约占 32%；自然缩减面 积近 38 公顷，约占 25%。 图 2-3 全国红树林资源 2020 年面积分布现状图（审图号 GS(2019)5908 号） 5 6 4. 开展全国冰川卫星遥感监测，服务自然资源调查 为掌握我国冰川水资源面积、分布和变化情况，在已有冰川监测成果基础上， 以国产2米/亚米分辨率卫星遥感影像为主，综合利用2米/10米/30米多尺度时 序遥感数据以及 10 米数字地形模型数据，以 2020 年 8 月为监测时点，对面积大于 0.001 平方千米的冰川地块进行全面监测（传统冰川编目面积 0.01 平方千米），冰 川提取准确度和监测效率都有提升。 图2-4展示了全国冰川2020年分布情况，由监测结果分析，2020年，中国冰 川总面积将近4.7万平方千米。主要分布在新疆、西藏、青海、甘肃、四川、云南 六个省区。新疆冰川面积最大，约为 2.2 万平方千米，约占冰川总面积 48%；西藏 冰川面积次之，近 2.0 万平方千米，约占冰川总面积 40%；云南冰川最少，超过 60 平方千米，约占冰川总面积 0.1%。据全国第一次冰川编目数据统计，全国冰川总面 积 59425.18 平方千米。与第一次冰川编目的数据比较，近 50 年以来，中国冰川水 资源总面积减少了近 1.3 万平方千米，相对于 20 世纪 70 年代减少了 21%。按照 50 年来计算，冰川总面积减少的年变化复合速率为每年 0.48%。 图 2-4 全国冰川 2020 年分布现状图 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 7 8 5. 开展青藏高原湖泊变化监测，服务区域生态保护 为及时掌握青藏高原湖泊变化情况，有效化解湖泊蓄满外溢隐患风险，对 1352 个面积大于 1 平方公里的湖泊进行了 2014、2020 年两期高分卫星遥感影像对 比分析，筛选出 267 个快速扩张湖泊，对可可西里盐湖、新疆阿克苏库勒湖、西藏 色林错等 10 个具有漫溢或淹没隐患风险的湖泊开展了 10 年动态监测和隐患风险分 析。形成了青藏高原湖泊遥感监测报告、青海可可西里盐湖遥感监测成果报 告、阿克苏库勒湖涨水事件遥感监测应急报告、西藏色林错淹没灾害遥感 监测报告等一系列专题报告，累积完成遥感监测数据 657 景，构建两类三维地形 结构模型 33135 平方公里等，为防御湖泊涨水灾害提供基础数据与决策参考依据。 图2-5展示了青藏高原2014年到2020年湖泊水域面积变化特征分布情况， 湖泊变化类型包括面积增加、面积减少、新增湖泊和未发生变化四种。 图 2-5 青藏高原湖泊水域面积变化特征分布图（2014-2020 年） 7 8 6. 开展重大地质灾害隐患综合遥感识别与监测，服务地质安全 围绕落实自然资源部地质灾害防治行动三年计划任务，构建了以高分辨率 卫星遥感、InSAR、航空摄影、机载 Lidar 等观测方式支撑的重大地质灾害隐患识 别技术方法。通过高分辨率遥感影像与高精度 DEM 揭示潜在灾害体几何“形态” 特征，以InSAR监测获取斜坡体地表“形变”信息，以长时序形变数据、孕灾背景、 威胁对象等综合分析评判变形活动趋势以及致灾“形势”，实现对重大地质灾害隐 患的早期识别与发现确认。 2020 年度完成了全国地质灾害高易发区 9 省市 221 个县、市（区）隐患识别， 覆盖黄河上游、四川强震区、藏东南地区、滇西北地区、三峡库区等五类典型地质 灾害分布区，共识别出疑似隐患 8450 处，主要为高位远程滑坡、大型不稳定斜坡等 威胁村镇、交通设施和水利水电库区以及堵江溃坝等类型。经实地核查验证，综合 遥感地质灾害隐患识别正确率依次为青海省 76.5%，四川省 69.9%，湖北 62.8%， 陕西44%，重庆29.8%。其中四川省对提供的2400多处疑似隐患中的2200多处 进行了现场核查，与实际相符的隐患数近1500处，平均识别正确率达到约70%； 其中1000余处为新增隐患，新增隐患占核查总数的近70%。目前已向全国地质灾 害影响突出的 14 个省份推广应用，成为新一轮地质灾害风险普查的重要技术手段。 图 2-6 为青海省化隆县地质灾害隐患分布现场核查图，图中红色区域为地质灾 害隐患点。 图 2-6 地质灾害隐患分布图 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 9 10 7. 开展卫星遥感应急保障，服务国民生产安全 为高效服务灾后应急保障工作，2020年开展了西藏日喀则地震、四川凉山州 森林火灾、江西鄱阳湖溃坝等29起灾害应急响应工作。实现了部省联动的应急保障， 建立了灾害连续观测、持续跟踪的保障机制，制作灾害遥感解译图和三维可视化等 监测成果，直观显示了灾后的情况，及时为应急管理部应急指挥中心、中国林业科 学院、长江水利委员会等单位及省级卫星中心提供了相关影像产品，为各类应急保 障需求提供了客观、及时、准确的影像资料，充分发挥我部卫星观测应用能力，服 务国民生产安全。 四川凉山木里森林火灾遥感影像解译图 （左：2020 年 3 月 30 日 2 米 /8 米光学卫星， 右：2020 年 4 月 1 日 2 米 /8 米光学卫星） 火灾三维仿真视频截图 （影像底图为 2020 年 3 月 30 日 2 米 /8 米光学卫星） 图 2-7 四川省木里县森林火灾遥感解译图和三维仿真视频截图 图 2-7 为 2020 年 3 月28日19时30分，木 里县乔瓦镇锄头湾村与项 脚蒙古族乡项脚村交界处 发生森林火灾，充分利用 2米/8米光学卫星星座三 星组网拍摄能力，于3月 30日至4月1日连续追 踪火情发展，形成了包括 影像图、三维仿真视频等 时序监测成果提交应急指 挥一线用于辅助决策。 9 10 8. 开展海冰遥感监测，服务海洋防灾减灾 利用海洋一号C/D卫星、高分系列 卫星等资料，对渤海及黄海北部的冬季海 冰冰情开展了业务化逐日监测。海洋一号 C/D卫星可实现每天上下午2次观测，较 2019 年观测频次提高一倍，大幅提高业务 化保障能力。2020 年共发布海冰监测报告 83 期，向国家、海区、省市三级部门和单 位提供服务，为海冰冰情监测与灾害评估 和应急响应提供了有力的信息支撑。 图 2-8 盛冰期渤海海冰卫星遥感监测图 （2020 年 2 月 5 日） 9. 开展台风遥感监测，服务海洋防灾减灾 利用海洋一号C/D卫星、海洋二号B/C卫星、中法海洋卫星等数据开展了西 北太平洋海域台风监测工作，全年共监测到22次台风过程，制作台风遥感监测专 题图1562幅，及时提供给国家、海区、省市三级海洋预报部门，为汛期台风预报 会商提供了近实时的台 风实况信息保障。 图2-9为基于海洋 二号B卫星制作的2020 年第10号台风“风神” 台风专题图，观测卫星 捕捉到了完整的台风形 态，并监测到了31.1米 /秒的台风最大风速，有 效绘制10级风半径和7 级风半径。 图2-9 海洋二号B卫星台风遥感监测专题图（9月6日9:00，UTC时间） 图 2-8 为 2020 年渤海海冰盛冰期的遥感影像专题图，海冰整体分布范围、海冰 密集度和厚度也相对较大，受海冰影响较严重的区域为辽东湾。 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 11 12 10. 开展海洋浒苔绿潮遥感监测，服务海洋生态保护 利用海洋一号 C/D 卫星、高分卫星等多源卫 星数据，开展了浒苔绿潮灾害监测，实现了浒苔 与马尾藻的区分，重点围绕浒苔态势跟踪监测、 灾情历史对比分析等方面，累计制作遥感监测报 告151期，初步判断了成因发展趋势。重点针对 苏北海域开展紫菜养殖筏架遥感监测，掌握了苏 北海域近海养殖资源使用现状，服务于 2021 年夏 季黄东海绿潮浒苔综合防控部署，为浒苔防治监 管和监测评估工作提供信息保障服务。 图2-10为2020年6月14日海洋一号C卫 星监测到黄东海绿潮分布情况，该日绿潮覆盖 面积约 180km 2 ，分布面积约 15291km 2 。其中 浒苔覆盖面积约178km 2 ，浒苔密集区面积约 12582km 2 。分布区较去年同期监测结果整体面积 偏小，分布北偏西，且已经在日照至青岛近岸抵岸， 分布区最北侧已达北纬 36.5 度附近，最南侧仍处 于北纬 36 度以北。 11. 开展海岸带入侵植物互花米草遥感监测，服务海洋生态保护 2020年，在山东省、江苏省全域开展了互花米草高分遥感监测工作，制作了 山东省各地区互花米草入侵等级分布图和江苏省互花米草分布遥感监测图。基于现 场获取的互花米草生物量样本数据，完成了黄河三角洲互花米草生物量遥感反演， 为山东省和江苏省的互花米草管控与治理提供了重要的基础数据支撑。 图 2-10 海洋一号 C 卫星 黄海绿潮监测专题图 （2020 年 6 月 14 日） 11 12 12. 开展珊瑚礁遥感监测，服务海洋生态保护 在南海开展珊瑚礁生态系统的遥感监测应用，结合现场调查数据资料， 完成了西沙群岛黄岩岛、玉琢礁等部分岛礁的珊瑚礁活珊瑚覆盖度生态遥感 监测和底质类型的大比例尺精细反演，为我国珊瑚礁的保护和修复跟踪监测 提供重要的基础数据支撑。 图 2-11 为 2020 年黄岩岛的底质分类结果，珊瑚礁主要分布在礁前斜坡 和礁坪中，潟湖中也发育由点礁状珊瑚礁，2018年至2020年，黄岩岛珊瑚 礁面积先增后减，其他底质类型的变化没有统一规律，但砂粒在黄岩岛中的 占比情况却是一直在增加。 图 2-11 黄岩岛底质分类矢量化结果 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 13 14 13. 开展海表温度、海洋水色遥感监测，服务全球海洋环境 开展了海洋环境的海表 温度、海洋水色的 遥感监测。 基于海洋二号 B星和海洋一 号C星等卫星数据，分别针 对中国海及邻近海域、全球 海域制作了周平均、月平均 和年平均的海表温度融合产 品、叶绿素a浓度分布产品， 提供海洋环境监测、海洋渔 业等有关部门使用，在海温 预报和海洋渔场环境监测中 发挥了重要作用。 图 2-12 2020 年 2 月、5 月、8 月、11 月 全球海洋一号 C 星月平均海面温度产品 图 2-13 2020 年 2 月、5 月、8 月、11 月 全球海洋一号 C 星月平均叶绿素 a 浓度分布图 图 2-12 和图 2-13 展示了 2020 年全球海表温度和叶绿素浓度要素的空间和季 节变化的时间分布。中低纬度海区海表温度随季节变化幅度较大；叶绿素浓度在近 岸海区浓度较高且随季节变化幅度较大，在大洋寡营养区时空分布均较稳定。通过 海表温度和叶绿素浓度 分布可发现在黑潮、湾 流等西边界流邻近海域 存在较多的海洋涡旋。 海表温度和叶绿素浓度 是海洋生态环境的基础 要素，其分布反应了海 洋浮游植物的聚集区和 生存环境情况，通过它 们也可以间接监测或预 报大洋渔场等资源和海 洋水质的时空分布。 13 14 14. 开展极地海冰遥感监测，保障极地科考海上航行安全 为保障南极科学考察船冰区航行顺利，利用我国国产海洋卫星数据，辅以国内 外多源卫星数据，为第 36 次、37 次南极科学考察船提供了极地海冰范围、海冰密 集度等产品。2020 年第 11 次北极科学考察期间，依据考察计划为雪龙 2 号科考船 定制了卫星观测计划，及时准确的提供了卫星观测数据，共发布卫星遥感保障监测 报告 21 期，制作了海冰密集度、光学和 SAR 影像专题产品，为雪龙 2 号北极科考 期间的潜标回收、冰站安全作业提供了信息保障。 图 2-14 为北极科考期间提供的海洋一号 C 卫星 CZI 传感器中山站附近普里兹 湾海域海冰分布情况，为雪龙 2 号船只登陆作业提供保障。 图 2-14 普利兹湾海域海冰专题产品 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 15 15. 开展“三调”耕地种植属性成果比对核实，服务第三次国土调查 16. 开展“三调”湿地成果比对核实，服务第三次国土调查 为核实第三次全国国土调查湿地数据真实性，按照自然资源部统一安排，在 2020年5月至8月以第三方身份对“三调”湿地调查成果开展了比对核查，按照 “三调”湿地标准，以“湿地二调”数据、地理国情沼泽区、高程数据模型（DEM） 为重要参考，依据2019年四个季度2米级遥感影像对“三调”湿地数据进行真实 性核实和疑似遗漏图斑提取，形成不一致湿地图斑、疑似遗漏湿地图斑等成果并下 发地方，对“三调”初始调查成果的进一步核实起到了重要作用。 按照自然资源部党组统一部署和国务院第三次全国国土调查领导小组办公室 有关安排，围绕“三调”数据真实性的要求，利用2020年最新时相及2019年各 季度时间序列 2 米级国产光学遥感影像，对以县为基本单元随机抽取的耕地图斑的 粮食作物、非粮食作物、粮/非粮轮作和未耕种4种标记类型，依据时序影像的纹理、 光谱特征以及收集到的所在区域的熟制信息和种植习惯、区域作物的物候信息等辅 助信息，综合判读耕地的种植属性，对“三调”耕地种植属性成果进行了比对核实。 比对核实工作印发了第三次全国国土调查耕地种植情况比对分析技术规定，形 成了全国及各省、市、自治区三调耕地种植情况比对分析报告、专题图件和统计表 格等系列成果，为后续开展的“三调”统一时点更新调查工作提供有力保障。 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 16 17 17. 开展全国农村乱占耕地建房问题专项整治遥感监测 为服务全国农村乱占耕地建房专项整治行动，利用2014-2020年卫星影像数据， 结合第三次全国国土调查、地理国情监测和自然资源季度遥感监测等数据成果，形 成了 2013 年以来分年度耕地范围内新增建设图斑，并完成了农村乱占耕地建房补充 监测，形成了全国 31 个省（自治区、直辖市）的农村乱占耕地建房 2013 年以来分 年度遥感监测变化图斑矢量成果。成果数据及时向 31 个省（自治区、直辖市）自然 资源管理部门进行下发，为掌握不同时期“农村乱占耕地建房”情况及地方实地摸 排工作提供了数据和技术支撑。 图 2-15 中展示了 2013 年以来全国各县疑似占用耕地面积的强度分布情况，其 中占用面积较大、变化较多的区域主要集中在胡焕庸线以东的人口密集区，胡焕庸 线以西则主要集中在甘肃省、宁夏及新疆维吾尔自治区。 图 2-15 全国疑似占用耕地面积强度分布图（审图号：GS（2016）1576 号） 16 17 18. 开展新增绿化通道遥感监测 按照国务院办公厅关于坚决制止耕地“非农化”行为的通知提出的六种严 禁耕地“非农化”行为，根据耕地保护监督绿化通道监测要求，对河北省、山西省、 江苏省、河南省、山东省和湖北省6个省份的2020年9月份以后新增绿化通道开 展了遥感监测。通过提取新增绿化通道图斑、叠加相关管理数据、判断疑似图斑实 际变化时间、套合审批备案数据，完成了疑似违法新增绿色通道图斑分析，形成了6 省新增绿化通道遥感监测情况报告，为部开展耕地“非农化”监管工作提供了数 据和信息支撑。 图 2-16 新增绿化通道监测图（局部） 前时相 高分二号 2019 年 10 月 后时相 高分二号 2020 年 9 月 图 2-16 为新增绿化通道监测图斑前、后时相影像图，其中前时相采 用2019年10月高分二号影像，图斑表现为耕地影像特征，后时相采用 2020 年 9 月高分二号影像，图斑表现为绿化林地特征。 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 18 19 19. 开展生态保护红线遥感监测审核 20. 开展增减挂钩清理检查卫星遥感核查分析 21. 开展自然资源节约集约开发利用遥感监测与分析 按照科学有序推进生态保护红线评估的总体工作部署，以卫星遥感影像和地形 数据为基础，制定了生态保护红线评估调整成果技术审核方案、跨行政区生态保护 红线边界合理性审核方案和技术流程，对生态保护红线与自然地理单元边界一致性、 超出省级行政区、省际间红线完整性和陆海红线重叠等问题进行审核，并协同开展 了全国自然保护地联审工作。审核存疑图斑2000余处，形成审核报告150余期， 保障了自然地理单元和跨行政区生态保护红线的边界合理性，支撑了整项生态保护 红线评估调整工作，同时也为后续生态保护红线勘界定标工作奠定了数据基础。 按照自然资源部城乡建设用地增减挂钩清理检查工作要求，利用最新时相的 2 米级卫星遥感影像数据开展了拆旧复垦验收核查分析工作，基于2013年至今的历 史多版本全国一版图影像即时服务的高分辨率卫星遥感影像协助核查了增减挂钩项 目实施前后的地表状态。按照相关技术要求，积极开展需求对接，制定了增减挂钩 项目清理检查卫星遥感核查分析、举证材料要求等技术文件；与各省建立了畅通、 有效的核查、反馈、举证、复核机制。完成了全国28个省区市的增减挂钩项目卫 星遥感核查分析工作，编制审核和复核报告60余份，为部城乡建设用地增减挂钩 清理检查工作提供了重要技术支撑。 面向自然资源节约集约开发利用需求，基于 2013 年至今的历史多版本全国一 版图影像即时服务的高分辨率卫星遥感影像，开展了22个重点城市已供建设用地 开发利用和供后跟踪遥感季度监测与分析、重点城市城镇低效用地遥感监测与时空 对比分析、土地使用标准执行情况遥感监测与分析、2020年试点采矿项目的临时 用地复垦情况监测评估分析、工业项目建设用地控制指标遥感监测技术方法构建、 2020年全国高速公路服务区遥感监测及高速公路服务区用地标准修订等多项工作， 形成了10余份监测分析报告，为自然资源利用、开发和整治，优化开发格局，提 升开发质量，规范开发秩序，有效促进自然资源集约节约利用提供支撑。 18 19 22. 开展黄河流域生态系统状况监测 为摸清黄河流域土地利用与生态系统质量状况，服务国土空间生态保护修复 工作，应用 MODIS 长时间序列数据结合国产高分辨率、高光谱卫星数据，开展了 黄河流域近 10 年来土地利用及覆被变化情况监测，应用月度叶面积指数和年净初 级生产力等定量指标进行生态系统质量及变化趋势的分析，综合分析了生态系统格 局和植被长势的时空变化特征，为黄河流域生态系统保护修复、生态安全保障和社 会经济发展提供数据支持和决策支持。 图 2-17 显示随时间推移，常绿针叶林、郁闭灌丛、草地等地表覆被类型重心 位置逐渐向西移动，农用地重心位置向北移动，而城市重心向东部移动，水体重心 位置向东北方向移动。 图 2-17 2010-2018 年黄河流域土地利用 / 覆被重心位置变化图 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 20 21 23. 开展自然资源生态系统功能及价值遥感监测示范 为做好自然资源生态系统合理的分析和评估，支撑自然生态系统的可持续开 发与利用。基于国产多光谱及高光谱数据，获取多年度区域土地利用/覆盖类型 的时空变化情况。并结合气象、水文、土壤、社会经济等基础数据，从水源涵养、 碳固持、土壤保持、生境质量变化等方面对云南抚仙湖、厦门五缘湾、江西寻乌、 贵州五马河等典型区域/流域连续5年的生态系统及其服务功能持续开展变化监 测与分析。探索构建以遥感数据、社会经济数据等为主要数据源的生态系统服务 功能及价值遥感监测和评估的技术方法体系，为自然资源资产评价考核和监督、 生态价值核算等提供支撑和服务。 图 2-18 2015-2020 年五马河地区水源涵养功能量空间变化情况 图 2-18 展 示 了 2015-2020 年 间贵州五马河流域 地区水源涵养功能 时空变化情况，受 年际降水变动等因 素影响，近年来该 区域水源涵养功能 呈现增加减少再增 加的趋势。 20 21 24. 开展自然资源高光谱质量遥感监测典型应用 围绕国产高光谱卫星数据的深化应用和推广需求，在矿物填图、水体、土壤 及植被质量及生态分析方面开展大量示范应用，在青海冷湖等矿产资源调查工作 区内，有效识别褐铁矿、白云石、方解石等十余种重点矿物及丰度信息；在河北 怀来、甘肃张掖、内蒙古和山东东营等地区，构建高光谱植被长势参量反演算法， 开展了植被覆盖度反演、叶面积指数反演和净初级生产力的估算等工作，对于精 细分析林草资源质量有重要的参考价值；利用高光谱数据在长江经济带典型湖库， 开展叶绿素a浓度、悬浮物浓度、透明度、浊度等水资源水体质量参数的定量反演， 取得良好的监测精度和效果；结合地面实测数据，开展我国东北黑土区土壤有机 质高光谱遥感分析，获取有效数据覆盖区内土壤有机质、沙化等指数产品及含量 分级反演产品，对促进后续国产高光谱卫星业务化应用奠定了良好的技术基础。 图 2-19 东北地区土壤有机质分布状况提取结果（左）与砂粒分布状况提取结果（右） 图2-19分别为东北地区土壤有机质分布状况与砂粒分布状况提取结果， 图中可较为直观的展示东北黑土区不同位置土壤宏观质量状况。 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 22 23 25. 开展重点城市国土空间现状遥感监测与评估示范 为了探索卫星遥感在国土空间规划分析评估中应用潜力，2020年选择杭州、 南京、武汉三个城市，从交通服务能力、城市宜居性、城市热岛效应等角度，进行 遥感监测和综合分析评估评价。开展了城市公园、运动场、城市绿化面积、医院等 公共设施的自动化提取和空间分析，进行了 1000 米缓冲区公园服务能力、1000 米 缓冲区运动场服务能力和植被覆盖度等指标的综合分析。 相关工作作为“一年一体检，五年一评估”的国土空间规划评估制度案例，通 过揭示城市生态环境、人口、经济、社会、文化等要素在城市空间上的内在关系， 为重点城市寻找城市病的“病灶”，及早发现隐患并及时预防、纠正，提出综合“诊 疗”方案提供了参考。 图2-20显示以公园服务能力为例，杭州市上城区的公园在1000米服务半径 内的服务能力最强，实现了行政区域全覆盖；其次为下城区，覆盖率约为 60%，服 务能力最差为建德市，覆盖率仅为 10%。 图 2-20 重点城市现状评估图（1000 米缓冲区公园服务能力） 22 23 26. 开展内陆湖泊生态环境遥感监测 利用海洋一号C卫星和海洋一号D卫星，开展了内陆湖泊的水华和富营养化 的生态环境遥感监测，针对重点湖库（巢湖、太湖）蓝藻水华，按水华遥感与地 面监测评价技术规范（HJ1098-2020），有效提取了水华面积和动态变化，针对 微山湖等典型湖泊区域，获取湖库营养状态的空间分布，对菹草引发的湖浑浊和富 营养状态进行监测和分析，掌握湖泊整体富营养状态，为内陆湖泊水华与富营养状 态监测治理提供支撑。 图 2-21 为利用海洋一号 D 卫星 CZI 数据提取的 2020 年 8 月巢湖和太湖的水 华分布，水华分布细节清晰，充分反映细微的水华变化过程。 图 2-21 内陆湖泊水华生态环境监测 巢湖 2020 年 8 月 17 日13时10分 太湖 2020 年 8 月 2日13时11分 全国应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 24 25 地方应用服务 1北京冬奥会延庆赛区卫星遥感应用 冬奥会延庆赛区中国国家高山滑雪中心将承办冬奥会滑降、超级大回转、大 回转、回转等多个雪上项目，雪上项目是对气象条件要求最为苛刻的赛事项目之 一，精确的气象预报对地形数据的精准性、现势性都提出了更高要求，而现有公 开地形数据无法满足冬奥气象服务团队对延庆赛区气象预报的精度要求。北京市 卫星中心利用2019年资源三号立体影像数据制作数字表面模型，以赛道为中心 256 平方公里，保留了建筑物，去掉了植被等地物，分辨率由原来的 30 米提高到 了 15 米，更精确还原整个赛区山地地貌，提升了延庆赛区复杂微观地形条件下气 象预报的准确率。随着赛道建设工作开展，未来还将考虑持续采集资源三号、高 分七号等卫星立体影像数据对地形进行精细化修正，气象预报团队可结合山地实 地考察的经验和预报的经验，及时修订和调整预报结果，根据天气情况调整赛事 安排。 2020年自然资源省级卫星应用技术中心，积极探索陆海卫星影像数据在服 务自然资源监测监管主责主业的深入应用，技术创新、服务创新，保障省级自然 资源的监测监管，服务国家重大战略工程，助力省内其他行业领域的业务化工作。 实现自然资源常态化动态监测、精细化专题监测和应急监测的快速响应，部分省 级中心建立了自然资源常态化遥感监测业务信息平台，实现省内“横向到边，纵 向到底”的综合卫星影像应用服务，具备月度监测的卫星应用服务能力，在满足 自然资源监测监管的需求下，不断探索属地化特色的典型卫星遥感应用。 24 25 2天津海域使用动态遥感监测 为加强天津市滨海新区填海造陆区的管理，快速掌握海岸线外侧填海造陆区 建设进展情况，天津市卫星中心及时获取了2020年天津市海岸线周边500平方 千米区域的高分系列和资源系列国产卫星数据，提取出海岸线外侧填海造陆区重 要地物要素的变化信息，实现了海岸线外侧填海造陆区变化信息的动态更新，全 年共开展了不少于 24 次的动态监测，完成了相应统计报表和专题图制作，为海岸 线外侧填海造陆区的监管提供强有力的数据支撑。 图 2-22 天津市海域使用动态监测遥感影像图 图 2-22 展示 了海岸线外侧填 海造陆区从2019 年第二季度到 2020 年 7 月 22 日共11期动态监 测疑点图斑分布 情况。 地方应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 26 27 为落实全国农村乱占耕地建房问题整治工作会议精神，山西省卫星中心完成了 全省情况摸排，开展了卫星影像数据采集、全省卫星遥感影像底图数据制作、国家 下发辅助摸排图斑的信息提取等工作，研制了农村乱占耕地建房在线信息填报取证 平台，保质保量完成了全省农村乱占耕地建房问题摸排工作。 3山西农村乱占耕地建房问题遥感监测 图 2-23 长治市潞州区农村乱占耕地建房疑似图斑（1:2000） 图 2-23 直观显示了长治市潞州区在 2012 年 9 月与 2020 年 6 月 农村乱占耕地建房疑似图斑的位置分布。 26 27 4内蒙古呼伦贝尔火灾遥感监测及预警 2020年5月1日13时，内蒙古大兴安岭额尔古纳自然保护区发生雷电火灾， 当地累计调动740人分批次投入火场，经过奋力扑救，火场于5月1日20时实 现合围，明火全部扑灭。内蒙古自治区卫星中心利用灾前、灾中、灾后的多期卫 星遥感影像数据开展了灾前火灾风险等级评价、灾中火点遥感识别、灾后过火面 积遥感测量的应急保障工作。通过2020年5月1日多源卫星数据灾前火灾风险 等级评价，显示呼伦贝尔市东南部林区和西南部草地区域的火灾风险等级较高， 中俄边境区域火灾风险等级较高（图2-24），应持续关注；灾中利用2020年5 月 1 日多源卫星遥感数据进行火点识别，监测到额尔古纳市存在两个热异常点， 证实该热异常点为此次额尔古纳自然保护区雷电火灾。同时，多源卫星遥感火点 监测发现中俄边境存在大量火点；灾后利用 5 月 2 日高光谱卫星数据，开展了灾 后过火面积遥感测量。监测结果表明：5月2日火灾已全部扑灭，经过遥感测量 此次火灾面积约为4.2公顷。后期持续利用卫星遥感技术对呼伦贝尔市及周围的 热异常点进行连续监测，收集 2020 年 5 月 11 日多源卫星遥感数据，对内蒙古呼 伦贝尔市地区热异常点进行持续监测和预警。 图 2-24 2020 年 5 月 1 日呼伦贝尔区域火灾风险等级图 地方应用服务 自然资源部卫星遥感应用报告2020 年 28 29 5辽宁盘锦湿地变化遥感监测 为了做好辽宁省盘锦市湿地的监测保护工作，辽宁省卫星中心联合国家卫星 海洋应用中心开展了盘锦湿地变化监测应用研究。利用2019年9月-2020年10 月一年期的空间分辨率50米的海洋一号C/D卫星对盘锦湿地任务区内的植被、 稻田、水资源与水环境等地物类型和环境信息开展了 3 天 1 次的高频监测，直观 的显示了辽宁盘锦市红海滩多期变化情况。结合高光谱卫星影像数据、实地采样 湿地植被光