生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用試點(diǎn)工作方案》(環(huán)辦監(jiān)測函〔2022〕63號)后，為指導(dǎo)試點(diǎn)單位順利開展工作，生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用指導(dǎo)委員會辦公室組織業(yè)務(wù)專家圍繞智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行系列權(quán)威解讀。本期由生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心正高級工程師馬鵬飛介紹衛(wèi)星遙感在生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測中的地位作用。
(1)衛(wèi)星遙感是智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用的主要手段之一
我國衛(wèi)星遙感環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用始于上世紀(jì)70年代末，經(jīng)過40多年的發(fā)展，已經(jīng)積累了大量衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演和應(yīng)用的技術(shù)方法，特別是近年來隨著國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的實(shí)施，國產(chǎn)衛(wèi)星型號、載荷和遙感監(jiān)測應(yīng)用等各項(xiàng)技術(shù)得到了較快發(fā)展，在大氣、水、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和評估方面取得了顯著進(jìn)展。衛(wèi)星遙感有別于傳統(tǒng)監(jiān)測的最突出特點(diǎn)是可以回溯多年歷史數(shù)據(jù)，分析長時間序列的環(huán)境質(zhì)量變遷過程，同時，利用遙感數(shù)據(jù)的天然客觀性以及一致性較好的優(yōu)勢，有助于發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量相對較差或者環(huán)境遭到破壞的區(qū)域。
目前，衛(wèi)星遙感監(jiān)測應(yīng)用以“高精度、全方位、短周期”為目標(biāo)，在污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)主干線形成了多點(diǎn)支撐格局，為中央環(huán)保督察、國家重大活動保障、大氣污染監(jiān)督幫扶、突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)、入河排污口排查、河流斷流干涸、尾礦庫分級分類、自然保護(hù)區(qū)人類活動遙感監(jiān)測、岸線生態(tài)破壞、水源地現(xiàn)場核查、紅線監(jiān)管等多項(xiàng)重點(diǎn)環(huán)境治理專項(xiàng)任務(wù)提供重要數(shù)據(jù)保障，已成為智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用的主要手段之一。
(2)衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)能有效促進(jìn)生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用上下貫通
實(shí)現(xiàn)各級各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)共享是落實(shí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測改革的重要舉措。衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)共享有利于提升智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用上下貫通能力。比如，在全國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量會商平臺中，國家向地方分發(fā)衛(wèi)星遙感監(jiān)測到的地方城市污染高值結(jié)果或者環(huán)境質(zhì)量破壞區(qū)域，為地方提供問題線索，地方管理部門可據(jù)此實(shí)施多種手段綜合觀測，快速鎖定并解決問題。
衛(wèi)星遙感監(jiān)測有助于實(shí)現(xiàn)大氣污染防治精細(xì)化管控，提升決策者的管理力度和科技水平。以秸稈焚燒為例，衛(wèi)星中心持續(xù)十余年為生態(tài)環(huán)境管理部門提供秸稈焚燒火點(diǎn)遙感監(jiān)測結(jié)果，助力江蘇、河南、安徽、河北等地秸稈禁燒工作取得從“村村冒煙”過渡到“零星出現(xiàn)”的顯著成效。同時，相比傳統(tǒng)田間地頭的調(diào)查核實(shí)，節(jié)約了大量人力物力，減少了以往基層工作人員直接與農(nóng)戶接觸產(chǎn)生的矛盾、提高了農(nóng)民禁燒的自覺性。
(3)“五基”協(xié)同天空地一體化的生態(tài)環(huán)境立體遙感監(jiān)測是智慧監(jiān)測的重要組成
天基衛(wèi)星遙感具有覆蓋范圍廣、訪問周期短等優(yōu)勢，可以和空基“衛(wèi)星”(天基衛(wèi)星載荷搭載于高空觀測平臺)、航空無人機(jī)、移動監(jiān)測車和地面觀測等手段，形成“五基”協(xié)同立體遙感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提升星地協(xié)同的智慧化立體監(jiān)測評估預(yù)警能力 。比如在支撐污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中，用天基太陽同步和地球同步衛(wèi)星以及空基“衛(wèi)星”協(xié)同觀測污染區(qū)域傳輸擴(kuò)散過程，及時發(fā)現(xiàn)污染物排放高值區(qū)、藍(lán)藻水華、斷流斷面等環(huán)境質(zhì)量惡化區(qū)域，讓環(huán)境管理人員足不出戶鎖定重點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)而協(xié)同航空無人機(jī)、巡護(hù)監(jiān)測車、地面監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)主要污染源的快速鎖定，支撐科學(xué)治污，精準(zhǔn)治污。
(4)衛(wèi)星遙感監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)將在智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用中得到發(fā)展
我國衛(wèi)星遙感由于起步較晚，在衛(wèi)星載荷的功能、性能等方面與國際先進(jìn)水平還存在不小差距，監(jiān)測應(yīng)用方面，國內(nèi)外不少學(xué)者利用機(jī)器學(xué)習(xí)等多種技術(shù)手段突破硬件限制，提高了各項(xiàng)要素的反演精度和識別精度，取得了不少重要成績。在創(chuàng)新試點(diǎn)工作中，試點(diǎn)工作技術(shù)指導(dǎo)委員會將組織進(jìn)一步豐富遙感監(jiān)測應(yīng)用成果、特別是指導(dǎo)試點(diǎn)單位提高“五基”協(xié)同立體遙感監(jiān)測應(yīng)用水平，將遙感監(jiān)測從頂層平面監(jiān)測向立體結(jié)構(gòu)監(jiān)測發(fā)展，從大范圍宏觀監(jiān)測向不同尺度、宏觀與微觀結(jié)合監(jiān)測發(fā)展，從固定周期監(jiān)測向高頻次連續(xù)監(jiān)測發(fā)展，形成可供復(fù)制推廣典型案例，提升業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力，有效支撐管理決策。
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