基于地理国情普查的自然资源资产本底数据库设计与建设 | ![]() |
2. 地理国情监测国家测绘地理信息局重点实验室,湖北 武汉,430079;
3. 武汉大学资源与环境科学学院,湖北 武汉,430079
2. Key Laboratory for National Geography State Monitoring (National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation), Wuhan 430079, China;
3. School of Resource and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan 430079, China
领导干部自然资源资产离任审计是党的十八届三中全会以来,国家进行生态文明建设、统筹“五位一体”总布局的全新尝试,对我国实现可持续发展战略具有重要意义。五年来,相关政策和实践工作稳步推进:2013年《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确部署要对领导干部进行自然资源资产离任审计[1];2015年《开展领导干部自然资源资产离任审计试点方案》拉开了审计工作的实施帷幕[2];2017年《领导干部自然资源资产离任审计暂行规定(试行)》标志着离任审计确立成为一项经常性的审计制度[3]。将自然资源资产利用状况和损害程度纳入审计范围,旨在促使领导干部树立起经济增长与环境保护同步的新型政策观,督促领导干部承担起资源资产开发、利用、保护和治理的重大责任。
相较于传统审计工作,自然资源资产离任审计是一项复杂的系统性工程。一方面,审计对象涵盖土地、水体、森林、矿产、大气等多种要素,还需结合离任干部的任期开展动态监测[4],数据来源广泛、时点众多、数量庞大;另一方面,审计标准覆盖众多法律法规和行业标准,审计流程涉及多个学科,政策性和专业性较强,需要测绘、国土、林业、水利、环保等部门的共同参与和技术支持[5]。第一次全国地理国情普查的完成为上述问题的解决提供了潜在途径:首先,普查成果内容丰富、现势性好,包含离任审计所需的大量数据[6];其次,普查成果和众多标准均能有效衔接,其格式规范为处理多源异构数据提供了参考依据[7]。将地理国情普查成果应用于领导干部离任审计已逐步成为测绘地理信息、自然资源与生态环境变化监测及审计等多学科交叉领域研究的前沿热点[8, 9]。
与此同时,为了全面掌握研究区内资源环境的基本现状和变动情况,自然资源资产本底数据库的建设工作亟需开展。本底数据库作为空间和非空间数据的承载体,具有数据存储、显示、统计、输出等多种功能,对协助审计部门发现疑点排查问题具有重要意义。目前,关于自然资源资产本底数据库的研究刚刚起步[10],且面临诸多挑战,例如自然资源资产的分类需要统一,多源数据的整合方案和处理规范有待完善,本底数据库的建设架构亟待研究等。
针对上述问题,本文从离任审计工作的具体需求出发,提出自然资源资产本底库的建设流程和框架结构,依据地理国情普查成果和部门专题资料的特点,设计多源异构数据整合方案,并结合实践案例进行讨论,以期促进自然资源资产本底数据库技术规程的形成和完善。
1 研究区的数据源1) 地理国情普查成果。建设本底数据库所需的普查成果包括地表覆盖分类数据、地理国情要素数据和遥感影像解译样本。前两者按图层统一存储在ArcGIS geodatabase数据库中,附有元数据对数据本身和数据生产各工序进行说明。遥感影像解译样本用于变化监测过程,作为更新数据时的辅助依据。
2) 部门专题资料。根据《领导干部自然资源资产离任审计试点操作指引》,需要收集的部门专题资料有:①国土、林业、水利、环保部门的资源资产数据,内容上包括规划文件、统计资料、监测记录、政策法规、会议纪要、协议合同、工作方案,形式上涵盖电子文档、纸质文档、图片、多媒体资料;②测绘部门的多期全色影像和多光谱影像,类型有WorldView-3和国产高分系列卫星等。
3) 本底数据库建设架构。自然资源资产本底库是以一定结构存储与离任审计有关数据的集合体[11, 12],由空间数据库、非空间数据库、元数据库共同构成。空间数据库是本底库的主体,储存了研究区内审计所需的地类图斑、数字化图纸图件、矢量底图和栅格底图;非空间数据库储存的是描述空间数据的重要信息,如普查成果分类代码表、图层属性字段、专题资料备注说明、外业核查记录;元数据库则包括普查成果元数据、影像资料元数据、多源数据对应关系表等。
自然资源资产本底数据库建设的根本任务是运用地理信息技术,在数据采集与处理的基础上,对不同来源、不同时点的数据进行空间分析操作,进而得到资源资产的保有与变动信息,协助审计部门发现领导干部任期内的自然生态疑点问题[9-13]。根据离任审计的工作要求和多源异构数据的特点,自然资源资产本底数据库的建设流程可分为4个阶段,如图 1所示。
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图 1 自然资源资产本底数据库的架构 Fig.1 Framework of Natural Resources Assets Background Database |
2 多源异构数据整合方案 2.1 测绘部门数据整合
测绘部门提供的数据为地理国情普查成果和遥感影像资料,内容丰富、客观公正、准确度高[10, 12],有助于提升取证的科学性和说服力,特别是对监测交通不便区域具有不容忽视的作用,现已成为离任审计的主要空间数据源。整合过程以地理国情普查成果分类提取为主,遥感影像资料解译为辅,直至得到审计专项所需的地类图斑数据,如图 2所示。
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图 2 测绘部门数据的处理流程 Fig.2 Flow Chart of Surveying and Mapping Department Data |
地理国情普查成果涵盖众多自然和人文要素,不仅能够直观体现资源资产的空间分布,而且能够结合多期数据反映资源环境的变化情况,因此是整合其他数据资料的基础。首先,根据离任审计所需,筛选地理国情要素数据和地表覆盖分类数据,保留行政区划、道路、水系、注记、大型基础设施等重要信息,检查数学基础,从而得到研究区的矢量底图;其次,依照各审计专项包含的具体内容,区分属于不同专项的图层,合并同一专项下的图层,重建拓扑关系,得到基于地理国情普查成果的矢量地类图斑,作为离任审计基础数据存入空间数据库中,并将CC码(地理国情信息分类码)与专项的对应关系写入元数据库中。
由于地理国情普查成果采集周期较长,不能完全满足多时点监测的要求,因此利用遥感影像解译地物图斑作为有效补充。首先,基于普查成果的解译样本,对全色影像和多光谱影像进行预处理,流程包括辐射校正、几何精校正、影像融合与增强、镶嵌与裁切,形成正射影像产品,从而得到研究区的栅格底图;其次,针对普查成果缺少的地物类别和审计时点,使用正射影像解译需要补充的地物图斑,编辑属性字段,进行外业抽查核实,并制作元数据;最后,检查数据的完整性和正确性,统一其与普查成果地类图斑的格式和坐标系,存储至空间数据库中,随测绘部门遥感影像资料的扩充而及时更新。
2.2 部门专题资料整合地理国情普查成果受遥感影像空间分辨率所限,最小采集面积不能满足一些特殊地类的需要,因此使用部门专题资料作为对精细尺度的补充。数据整合过程包括文本内容抽取和图件数字化两个方面,整合思路是在明确测绘部门所缺数据后,根据审计专项的分类和内容,从各部门数据资料中进行有针对地提取。
对于文字性资料,按照审计专项需求进行数值和文字的采集,并挂接赋值到地类图斑的属性字段中。鉴于部门间存在数据标准、使用软件、建设时期不同的情况,在采集数据前先统一命名、编号,以方便查询对比;疑问数据及时和来源部门联系沟通,采取目前公认的方案,以此提高本底数据库的精度。重要指标、法规条款、变更说明应写入非空间数据库中。
对于图纸图件,已输入为矢量文件的,转换至2000国家大地坐标系(CGCS2000),使用遥感影像进行配准,按照研究区域裁切,并将其分类代码与普查成果相统一,随后存储到空间数据库中;对未输入为矢量文件的审计所需数据,先使用ArcMap软件进行扫描矢量化,勾绘相关地类图斑,然后根据相应的国家及行业标准进行编码,建立拓扑关系,导出为矢量格式,最后作为补充的地类图斑存储至空间数据库中。
3 结果与讨论基于地理国情普查的自然资源资产本底数据库在2017年广西壮族自治区审计工作中进行了大规模部署(图 3),使用面积达3.3万km2,共审计领导干部62位,7类审计专项均有涉及[4]。实践证明,本文论述的本底数据库很好地解决了审计数据分散杂乱的现状,极大提高了审计部门的工作效率,有利于资源环境的动态监测和多部门的分工协作。
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图 3 森林资源资产审计界面 Fig.3 The Interface of Forest Resources Assets Audit |
未来自然资源资产本底数据库的建设与完善可从以下4个方面着手:①丰富数据来源,解决地理国情普查成果不能满足多时点要求的弊端。对此,测绘部门应及时开展年度或季度的遥感监测工作,从而建设起高精度、高频度的遥感监测数据集;②完善数据库的建设标准和技术规范。当前,自然资源资产本底数据库未有既定的技术规程,相关理论与方法也并不完善,因此亟需开展规范化和标准化的系列工作;③建立完备的遥感影像数据库。遥感影像对大范围、偏远地区的资源资产监测具有不可替代的作用,测绘部门除了要保持年度统一的航拍影像和成果数据外,还要根据审计需求购买其他时段的商业卫片和遥感影像作为补充;④探索多源数据分类和订正工作的自动化流程。目前,数据清洗和归类工作大多需要人工完成,语义的不一致性、质量的差异性是阻碍自动化的主要原因,随着“多规合一”等相关工作的不断推进,未来这种情况将会有所缓解,但如何提高入库效率仍是需要重点考虑的问题。
4 结束语领导干部自然资源资产离任审计是一项全新的事业,审计部门依托测绘部门丰富的数据资源、“所见即所得”的影像解译能力和强大的空间信息分析能力,开始从更宏观、更科学的角度进行审计工作,提升了审计工作的科学性和权威性。与此同时,自然资源资产本底数据库的建立使各部门间实现了数据交互和共享,有助于摸清自然资源资产的“家底”,有利于全面掌握自然资源资产的现状分布和变动情况,进而推动自然资源资产审计“一张图”工程的构建,对今后开展自然资源资产负债表编制工作[14]也具有启示作用和借鉴意义。
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[2] |
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[3] |
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