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生態環境立體遙感監測“十四五”發展思路

來源:中機院  時間:2019-12-23  點擊:
  生態環境立體遙感監測“十四五”發展思路是 “十四五”期間國家生態環境立體遙感監測的初步頂層設計,是為了更好地指導生態環境遙感監測事業發展,將在今后的實施應用中不斷完善,以期將生態環境立體遙感監測發展思路落在實處,并發揮成效。

摘要: 結合當前生態環境保護總體形勢和生態環境監測管理實際需求,討論生態環境立體遙感監測“十四五”發展思路,提出構建天 - 空 - 地一體的生態環境立體遙感監測網絡,建立生態環境立體遙感監測業務體系和指標體系,實施三大生態環境立體遙感監測重大工程,更好地指導當前和今后一個時期的生態環境立體遙感監測工作開展。 
 
遙感技術具有大范圍、快速、動態、客觀等特點,是構建天 - 空 - 地立體式生態環境監測預警體系不可或缺的重要技術手段。生態環境遙感監測技術正在邁入高空間、高時間、高光譜、全譜段、多角度、立體化觀測的新時代,正在向智能化、快速化、定量化、精細化方向發展,正在步入單要素監測到大數據綜合分析的新階段,正在實現被動監測向主動預警的轉變。“十四五”時期是生態環境立體遙感監測實現跨越式發展的重要戰略時期,科學謀劃“十四五”生態環境立體遙感監測工作發展具有重要意義,是當前和今后一個時期的生態環境立體遙感監測發展的基本遵循。
 
1 生態環境立體遙感監測形勢與進展
1.1生態環境立體遙感監測需求分析黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央把生態文明建設作為統籌推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局的重要內容,形成習近平生態文明思想,引領生態環境保護發生了歷史性變革。當前,生態文明建設正處于壓力疊加、負重前行的關鍵期,黨中央國務院在《生態環境監測網絡建設方案》《“十三五”生態環境保護規劃》《關于全面加強生態環境保護 堅決打好污染防治攻堅戰的意見》等文件中對生態環境遙感監測有明確要求。生態環境部、地方政府及環境保護部門在國家生態環境管理生態監管、水環境監測、大氣環境監測、土壤與固廢監測、督察與應急技術支持方面對遙感技術也具有迫切的需求。
 
1.2生態環境立體遙感監測進展及成效
近年來,國家生態環境部門在水、氣、生態環境等方面開展了一系列遙感監測與應用,有力支撐了國家生態環境管理,并在江蘇、青海、河北等地開展了一系列地方生態環境遙感監測典型應用并取得實效。
 
1.2.1生態環境立體遙感監測能力建設
目前,我國生態環境遙感監測在軌衛星共 4 顆,7 顆生態環境監測后續衛星也已獲批立項。國家生態環境部門建成了可同時接收多顆衛星數據的地面配套設施,配備了服務器、存儲設備、圖形工作站等硬件設備,研發了無人機環境遙感監測系統,初步構建了生態環境遙感監測應用系統,并正在開展國家生態保護紅線監管平臺建設。
 
1.2.2生態環境立體遙感監測業務應用現狀
多年來,國家生態環境部門在生態環境遙感監測方面開展了大量業務應用。在生態環境監測方面,實現了國家級、省級自然保護區動態變化定期監測,完成了 2000—2010 年、2010—2015 年全國生態狀況變化遙感調查與評估,開展了國家重點生態功能區縣域生態環境質量遙感核查。在水環境方面,實現了“三湖”水華遙感動態監測,開展了全國飲用水源地、重點城市黑臭水體、流域面源污染等遙感監測。在大氣環境方面,實現了全國秸稈焚燒火點、重點區域灰霾的遙感動態監測,開展了工業聚集區大氣污染源無人機巡查。在土壤環境方面,開展了土壤污染重點企業篩選及空間位置遙感核實。在核安全監管方面,開展了全國在建和擬建核電廠、核電站溫排水等遙感監測。在督察與應急技術支持等方面,開展了中央環保督察、環境專項執法檢查、污染偷排監管執法等業務工作,有力支撐了國家生態環境監管。
 
2 “十四五”生態環境遙感監測發展思路
新時期的生態環境監測,是指環境質量、污染源和生態狀況全面覆蓋的監測活動。遙感監測作為生態環境監測的一種技術手段,能彌補地面監測技術的不足,通過構建生態環境立體遙感監測業務體系、技術體系、產品體系和保障體系,建成國家與地方聯動的生態環境立體遙感監測網,與地面監測技術形成合力,能更有力支撐污染防治攻堅戰和生態環境監管。
 
2.1指導思想
當前和今后一個時期生態環境立體遙感監測的發展,將以深入貫徹習近平生態文明思想和全國生態環境保護大會精神,認真落實黨中央、國務院決策部署為指導思想,以支撐服務生態環境監管為宗旨,以加快構建科學、獨立、權威、高效的生態環境立體遙感監測體系為主線,緊緊圍繞生態文明建設和污染防治攻堅戰,全面深化生態環境監測改革創新,提升生態環境立體遙感監測能力,全面助力生態環境保護事業。
 
2.2基本原則
( 1) 科技創新,服務管理。緊密圍繞國家生態文明建設的重大部署和生態環境監管的重大需求,結合生態環境立體遙感監測技術在生態環境保護領域的業務應用情況,進行關鍵技術研究,科學構建生態環境立體遙感監測業務體系。
( 2) 著眼當前,面向未來。立足生態環境立體遙感監測現狀,著眼支撐污染防治攻堅戰、推進生態文明建設,明確階段性目標任務,做好長遠發展的頂層設計,構建生態環境立體遙感監測技術體系、業務體系框架。
( 3) 立足全國,放眼全球。根據新時期生態環境監管需求,圍繞生態環境管理工作重點、難點問題,從生態環境立體遙感監測業務應用和運行的角度出發,開展全國性的生態環境遙感監測應用,逐步開展全球生態環境立體遙感監測業務。
 
2.3總體目標
生態環境立體遙感監測發展的目標就是要建立并完善生態環境立體遙感監測體系,建成國家與地方聯動的生態環境立體遙感監測網,形成國際一流的生態環境立體遙感監測能力,實現全國及全球尺度生態環境遙感動態監測,支撐生態文明及美麗中國建設。
 
3 “十四五”生態環境立體遙感監測工作思路
“十四五”生態環境立體遙感監測發展思路的目標就是“建成一張網,形成兩個體系,實施三大工程,構建四個中心”。堅持以支撐服務國家生態環境管理為核心,建立并完善生態環境立體遙感監測網,構建生態環境立體遙感監測技術體系和業務體系,全面實施國家生態保護紅線監管工程、生態環境綜合立體遙感監測工程和生態環境遙感監測能力建設工程,構建遙感監測技術中心、遙感數據中心、生態狀況監測中心和遙感技術培訓中心,為打好污染防治攻堅戰、建設生態文明和美麗中國提供強有力的技術支持和信息服務。
 
3.1構建生態環境立體遙感監測網絡
“十四五”生態環境立體遙感監測發展思路提出的“建成一張網”即構建生態環境立體遙感監測網絡( 包括監測業務網絡和監測能力網絡) ,實現對大氣環境、水環境、生態狀況、污染源、海洋環境、核安全等 6 大要素的天 - 空 - 地立體遙感監測。
 
( 1) 生態環境立體遙感監測業務網絡。在大氣環境監測方面,開展全國重點城市群大氣顆粒物、氣態污染物、溫室氣體、沙塵等遙感監測; 在水環境監測方面,開展國考河流湖庫水華、跨界河湖面積變化、地下水水位變化等遙感監測; 生態狀況監測方面,開展全國自然保護區、國家公園、生態紅線保護區內人類活動、植被覆蓋度、葉面積指數、植被凈初級生產力等遙感監測; 在污染源監測方面,開展全國土壤污染源空間分布、大氣熱點網格、全國面源污染、飲用水水源地、全國固廢堆場空間分布及體量變化、尾礦庫空間分布等遙感監測; 在海洋環境方面,開展全國海洋水色、自然岸線保有率、海洋紅線區人類活動等遙感監測; 在核安全方面,開展全國核電廠及規劃限制區人類活動、核電溫排水遙感監測等。
 
( 2) 立體遙感監測能力網絡建設。在衛星監測網絡方面,根據國家空間基礎設施規劃,通過 “新建 + 共享”的方式,構建“4 + 4 + 4”生態環境監測衛星星座,形成覆蓋全國和全球的生態環境遙感動態監測能力[5-6]; 在無人機監測網絡方面,在全國布設生態環境無人機監測系統,彌補衛星遙感監測能力的不足,滿足生態環境督察、應急、執法等工作需要; 在地面遙感真實性檢驗網絡方面,新建生態環境遙感真實性檢驗站點,并協調共享有關部門已有遙感真實性檢驗站點資源,滿足全國生態環境立體遙感監測模型及產品精度檢驗需要。
 
3.2構建生態環境立體遙感監測業務和技術體系
“十四五”生態環境立體遙感監測發展思路提出的“形成兩個體系”即為建立生態環境立體遙感監測業務體系和生態環境立體遙感監測技術體系。
 
3.2.1生態環境立體遙感監測業務體系
生態環境立體遙感監測業務體系框架見圖 1,包括環境質量監測、污染源監測、生態狀況監測、應急監測、核安全監測、全球生態環境監測共 6 類 19 項遙感監測業務。是針對國家生態環境管理需要,形成的全國生態環境遙感監測產品體系,并通過試點示范,推動生態環境遙感應用進入地方環境管理主戰場。
圖1生態環境立體遙感監測業務體系
 
3.2.2生態環境立體遙感監測技術體系 境立體遙感監測指標體系( 6 類 47 項) 和技術標準生態環境立體遙感監測技術體系包括生態環 規范體系( 10 類 103 項) ,見圖 2 和圖 3。

圖2生態環境立體遙感監測指標體系 
 
圖3生態環境立體遙感監測標準體系
 
基于生態環境立體遙感監測業務構建監測指標體系,包括大氣環境遙感監測指標 11 項、水環境遙感監測指標 11 項、生態狀況遙感監測指標 11 項、污染源遙感監測指標 9 項、海洋生態遙感監測指標 4 項和核安全遙感監測指標 1 項。
 
基于生態環境遙感監測的關鍵技術和長時間、成熟的業務運行工作的分析總結,圍繞生態環境立體遙感監測技術體系建設和業務運行,構建監測標準體系,包括: 基礎通用、數據管理、數據獲取與處理、水環境遙感監測、大氣環境遙感監測、生態環境遙感監測、土壤環境遙感監測、航空遙感監測、環境遙感評估、環境遙感應急等 10 類 103 項標準。
 
3.3實施三大重點工程
為進一步支撐生態環境立體遙感監測,將生態環境立體遙感監測工作落到實處,實施國家生態保護紅線監管、生態環境綜合立體遙感監測、生態環境遙感監測能力建設三大重點工程。
 
( 1) 國家生態保護紅線監管工程。落實中共中央、國務院印發的《關于劃定并嚴守生態保護紅線的若干意見》要求,重點開展人類活動、植被狀況、生態功能、自然岸線保有率、海洋水質狀況、海洋水色異常巡查等紅線監管業務。
 
( 2) 生態環境綜合立體遙感監測工程。保障我國生態環境遙感監測業務體系、技術體系、監測能力、機構隊伍建設等工作開展。業務體系方面,開展環境質量、生態狀況、污染源、應急、核安全、全球生態環境 6 類 19 項遙感監測業務; 技術體系方面,開展生態環境遙感監測指標技術攻關和遙感監測技術標準規范研究; 監測能力方面,開展建設生態環境立體遙感監測網中的地面遙感真實性檢驗網絡建設; 機構隊伍方面,開展全國生態環境遙感監測區域分中心、全國遙感技術研發聯合中心等機構建設,以及全國生態環境遙感監測人才隊伍培養。
 
( 3) 生態環境遙感監測能力建設工程。貫徹落實國務院印發的《生態環境監測網絡建設方案》《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃》等要求,保障生態環境立體遙感監測能力網絡中的衛星、無人機監測網及遙感應用系統建設。
 
4 結語
生態環境立體遙感監測“十四五”發展思路是 “十四五”期間國家生態環境立體遙感監測的初步頂層設計,是為了更好地指導生態環境遙感監測事業發展,將在今后的實施應用中不斷完善,以期將生態環境立體遙感監測發展思路落在實處,并發揮成效。(作者:張建輝)
 
 
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