生態環境監測是生態環境保護的基礎,是生態文明建設的重要支撐。習近平總書記在2023年全國生態環境保護大會上明確提出,要加快建設現代化生態環境監測體系,健全天空地海一體化監測網絡。遙感技術是構建現代化生態環境監測體系的重要技術手段,是健全“天”“空”生態環境監測網絡的重要組成部分,在生態環境保護與治理中意義重大。為此,本刊專訪了全國政協委員高吉喜,以更好地了解我國生態環境遙感監測現狀,對標美麗中國建設。
環境保護:生態環境監測是生態環境治理與保護的重要支撐,是打好污染防治攻堅戰的關鍵環節,我國十分重視生態環境監測工作,您在履職期間也一直關注生態環境監測問題,在您看來生態環境遙感監測體系建設對新時期生態環境保護和美麗中國建設有哪些不可替代的重要意義?
高吉喜:近年來,遙感技術迅猛發展,在生態環境保護和美麗中國建設方面發揮了重要作用,其優勢與特色明顯。一是監測范圍廣,具有全覆蓋、綜合、宏觀的優勢??梢钥焖賹崿F全國、全球影像數據全覆蓋,對大尺度的生態狀況開展監測評估,可為生態系統多樣性、重要生態空間監管、全球觀測等工作提供重要數據支撐。二是信息量大,具有全方位、全天候的優勢。通過遙感監測不僅可以獲得地物可見光波段的信息,還可以獲得紫外、紅外、微波的信息,且微波具有穿透云層、水層、植被土壤的能力,紅外能探測溫度的變化,從而獲取全方位、全天候的信息。三是獲取信息快,更新周期短,具有動態監測的優勢。遙感監測可以在較短的時間內獲取不同時相、大面積的景觀實況,極大地提高了數據采集效率,在秸稈焚燒、沙塵天氣、大氣污染高值區等監測方面,可實現日、小時級和分鐘級頻次的監測,有力支撐了大氣環境監管。此外,還可實時快速跟蹤和監測突發環境事件的發生、發展,支撐突發環境事件應急處置。四是可獲取多層次、立體化的信息,實現精細化監測。遙感監測突破了地面監測的局限性,可以獲取大氣污染排放煙羽及污染物擴散空間分布信息,并能從高空獲取大氣層的立體的、多層次的連續數據,開展污染物柱濃度監測、平流層臭氧入侵監測等。五是數據可追溯、可溯源,可開展預測預報。一方面,通過追溯查詢歷史遙感影像,快速掌握侵占草原、挖湖造景、礦山開采、耕地侵占等領域生態破壞問題,掌握生態破壞問題發生的時間、地點、面積等信息,支撐現場督察檢查和執法;另一方面,可進行大氣污染、水環境污染、農業面源污染等污染源溯源監測以及大氣污染物的跨區域、跨境傳輸監測,并基于遙感數據分析,模擬污染物擴散軌跡,進行環境污染的預測預報。六是應用領域廣,成本優勢明顯。遙感技術在生態環境各要素中開展監測應用,在應對氣候變化、碳監測、生態保護紅線管控、生態質量監督監測等領域具有明顯技術優勢,在長期運行中相對于傳統方法可節省大量的人力和物力資源,有力支撐了國家生態環境管理工作。
由此可見,遙感技術在生態環境保護領域具有良好的發展基礎,特別是近幾十年來,國家生態環境遙感監測能力穩步增強,但對標2024年1月中共中央、國務院印發的《關于全面推進美麗中國建設的意見》明確提出的“加快建立現代化生態環境監測體系,健全天空地海一體化生態環境監測網絡”的有關要求來看,生態環境遙感監測仍有很大差距。因此,建議加快構建對標美麗中國建設的新時期生態環境遙感監測體系,更好地支撐美麗中國建設和生態環境保護。
環境保護:您剛才說目前的生態環境遙感監測與中央提出的“建全天空地海一體化生態環境監測網絡”的要求仍有很大差距,這些突出差距主要體現在哪些方面?
高吉喜:衛星遙感監測的水平在今年大幅提高,但一方面,多元化的遙感監測技術迅猛發展;另一方面,生態環境監測對遙感監測的要求越來越高,由此導致生態環境遙感監測在很多方面都還存在一定差距,總的來說可以概括為以下三個方面。
多元化的遙感監測基礎設施滯后。遙感技術已邁入高空間、“高時間”、高光譜、全譜段、多角度的多元化立體化觀測新時代,以塔基、無人機和走航巡護車等為平臺的遙感監測作用越來越大,但目前我國現有生態環境遙感監測能力仍以衛星遙感為主,塔基、無人機和走航巡護車遙感監測基礎設施部署嚴重滯后,直接影響了多元化遙感監測能力的發揮。此外,針對生態環境衛星遙感的地面遙感驗證站點偏少,極大地影響衛星遙感精準監測。
可滿足美麗中國建設的遙感監測網絡尚未形成。長期以來,我國生態環境監測工作都是以地面監測為主,經過50余年的發展建設,已形成較為全面的地面生態環境監測網絡。相比之下,多元化的遙感監測網絡尚未規劃布局,塔基、無人機、走航遙感等新技術優勢遠未發揮其作用,現有零散的地面遙感驗證站點遠不能滿足美麗中國建設提出的天空地海一體化生態環境監測需求。
遙感監測尚未真正納入常態化生態環境監測體系。經過近幾十年的發展,遙感技術已廣泛應用于大氣、水、土壤和生態等業務化監測工作中,其技術優勢和獨特作用日漸明顯。但對比地面監測,遙感監測尚未實質性納入現有的生態環境監測和質量評價體系,缺乏穩定的經費支持,直接影響了遙感監測更大作用的發揮。
環境保護:您多次提到了塔基、無人機和走航巡護車等監測手段,能否給我們介紹一下這幾類監測手段的突出優勢?
高吉喜:塔基、無人機和走航巡護車主要是可以解決現有衛星在空間分辨率與重訪周期相互制約的問題,因為米級分辨率的衛星,重訪周期至少在1個月以上,而重訪周期短的衛星,大多空間分辨率在公里級以上,已經無法滿足“高精度、短周期、全方位”的現代化生態環境遙感監測需要,因此需要通過天基衛星、空基遙感、航空無人機、移動巡護監測車和地面觀測設備等綜合監測手段(以下簡稱“五基”)開展協同監測,在塔基、無人機和走航巡護車上集成可見光、紅外、雷達、激光等多種高精度傳感器,就可以很好地解決空間分辨率與重訪周期相互制約這一問題。
空基遙感是將天基衛星“落地”高空平臺或高處建筑物上,通過搭載紅外監視系統、高清透霧相機、高光譜成像相機、激光雷達等多種監測載荷,實現近360度全方位觀測,空間分辨率可達到分米級,時間頻次可達到半小時乃至分鐘級,可有效彌補天基衛星監測時效性不足、精度不足等短板。
航空無人機通過搭載可見光相機、多光譜相機、高光譜相機、機載激光雷達、熱紅外成像儀等高精度傳感器,精準監測植被類型分布、人為活動、大氣污染源、溫室氣體等關鍵指標,具有靈活機動、可達性強、空間分辨率高、捕獲信息豐富等優勢,具備云下低空飛行的能力,彌補了衛星光學遙感經常受云層遮擋獲取不到影像的缺陷。
移動巡護監測車集成激光雷達、多光譜相機、高光譜成像儀、葉綠素熒光探測儀、紅外相機、聲紋識別儀、空氣質量監測儀等多種載荷,實現對道路兩側植被生長狀況、人類干擾活動、動物活動、工業園區大氣質量狀況等生態要素的移動監測,具有監測信息豐富(包含多要素二三維立體信息)、監測精度和效率高、可與巡護執法聯動等優勢,可補齊天基衛星和空基遙感監測的時空盲區。
通過這些監測手段的協同應用,構建形成的多維度、多節點、非線性的復雜監測網絡,可實現對重點區域、重點目標的高精度、短周期協同監測,可全方位、全天候守護自然邊界,有力推動生態環境監測由點上向面上、靜態向動態、平面向立體發展,是推動構建現代化生態環境監測體系的重要實踐,大大提升了生態環境管理精細化、信息化、智慧化水平。
環境保護:針對前面提到的基礎設施滯后、無法滿足美麗中國建設需要的問題,我國生態環境遙感監測應如何發力完善?
高吉喜:在生態環境遙感網絡布局方面,建議加快推進多元化、立體化生態環境遙感基礎設施建設。針對生態保護紅線、國家公園和自然保護區,加快布設塔基遙感、無人機和走航巡護車遙感設備,與衛星遙感和地面監測形成“五基”協同監測體系,實現對重要生態空間的實時、精準監測;加快在工業園區、重要湖庫等,布設塔基遙感和星地協同環境移動監測平臺,提升對大氣、水環境的精細化遙感和應急監測水平,增強對污染源的溯源能力,從而有針對性地提高污染治理與監管能力。同時,加大大氣環境地基遙感驗證站和生態質量地面驗證場站建設,提高衛星遙感監測精度,形成從“天”“空”到“地”的分層遙感監測網絡布局。
在遙感監測體系建設方面,建議對標美麗中國建設監測需求,統籌地面監測站點,構建覆蓋全國,可對生態、水、大氣等進行全方位監測的遙感監測體系,開展針對固定監測對象、固定監測時間、固定監測頻次的生態環境遙感監測業務,與地面監測網共同組成天空地海一體化生態環境監測網絡,全面提升生態環境遙感監測水平,提升我國現代化生態環境監測能力,逐步形成監測精準、支撐全面、央地聯動、智慧高效的生態環境遙感監測工作格局,支撐美麗中國建設需求。
環境保護:在具體的體系構建上應如何發揮各方優勢,實現效率最優化?
高吉喜:建議建立政府主導、央地協同、企業參與的多元化遙感監測體系建設機制。在國家層面,統籌做好新時期生態環境遙感監測體系構建的頂層設計,加強生態環境遙感監測共性技術支持、基礎研究攻關、重點裝備研制和關鍵技術研發,打造國家級生態環境遙感大數據中心、智慧應用中心、技術創新中心和技術交流與人才培育中心。在地方層面,重點圍繞國家生態環境遙感監測與應用決策部署,做好地方生態環境遙感監測與應用發展規劃,開展地方生態環境遙感基礎設施、系統平臺建設和業務化應用,補齊地方生態環境遙感監測能力不足的短板,全面提升全國生態環境遙感監測能力。
同時,倡導以“共建共享”方式推進天空地海一體化生態環境監測網絡建設。為減輕政府負擔,可充分發揮社會力量、挖掘市場潛力,鼓勵企業投資遙感基礎設施建設,國家與地方負責運營維護,網絡和數據資源三方共享,形成國家、地方和企業共擔共享的生態環境遙感監測新格局。
環境保護:去年,全國生態環境保護大會中提出了“積極穩妥推進碳達峰碳中和”“著力提升生態系統多樣性、穩定性、持續性”等戰略任務,應如何發揮生態環境遙感監測在碳達峰碳中和、生物多樣性保護等方面的支撐作用?
高吉喜:生態環境遙感監測在支撐碳達峰碳中和、生物多樣性保護等重大戰略上可發揮不可替代的重要作用,可為應對氣候變化和生物多樣性履約提供重要數據支撐,提高我國在生態環境領域國際談判中的話語權。
在碳監測方面,一是可大力推進自主可控的“雙碳”衛星立體監測體系建設。二是加快完善現有大氣污染物及溫室氣體地面監測網絡,重點加強溫室氣體空基遙感、地基遙感、移動監測車(船)系統建設,與衛星協同聯動,一方面,形成“點—線—面”結合的天空地一體化立體遙感探測網絡,在重點地區實現“全方位、高精度、短周期”連續觀測,強力支撐碳減排監管;另一方面,形成生態環境衛星全國統一標定能力,提高衛星監測精度。三是提升智慧化碳監測應用能力。解決國產“雙碳”衛星“卡脖子”應用難題,提升碳監測衛星應用水平;依托國家生態保護紅線監管平臺和國家生態環境大數據平臺,優化衛星溫室氣體/碳匯遙感監測產品生產和驗證系統,形成全球溫室氣體衛星遙感監測—驗證—支撐(MVS)和全球碳匯遙感核算能力,發布全球溫室氣體遙感監測評估報告,實現碳源匯立體遙感監測技術水平和應用能力國際領先。
在生物多樣性監測方面,一是認真落實《關于進一步加強生物多樣性保護的意見》有關要求,持續推進生物多樣性保護優先區域和國家戰略區域的本底調查與評估,構建國家生物多樣性監測網絡和相對穩定的生物多樣性保護空間格局。綜合應用“衛星—無人機—塔基—走航巡護車—地面觀測”多尺度協同觀測能力,構建關鍵區域生物多樣性監測網絡示范基地,深入開展生物多樣性本底調查與評估,實現生物多樣性預測預警,進一步提高生態多樣性監測和管理水平,確保重要生態系統、生物物種和生物遺傳資源得到全面保護。二是圍繞“昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架”,充分發揮遙感大尺度、長時間序列的優勢,開展全球重要生態系統、重要物種棲息地保護狀況及其威脅因素的監測和評估,推動相關保護政策制定,服務全球生物多樣性保護框架的落實。
原創內容,環境保護編輯整理,轉載請注明
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.