【编者按】调查研究是我们党的传家宝。2023年以来,湖南省直机关青年党员干部积极响应“在全党大兴调查研究”的号召,紧紧围绕全面贯彻落实党的二十大精神、推动高质量发展,深入实际、深入基层、深入群众调查了解情况,运用党的创新理论研究新情况、解决新问题、总结新经验、探索新规律,形成了一批调研报告。新湖南客户端精选部分刊发,敬请关注。

遥感“天眼”助力,推进生态保护监管现代化
省生态环境厅 虞舜之 黄思思 刘婕丝
习近平总书记在党的二十大报告中指出,中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化,尊重自然、顺应自然、保护自然,是全面建设社会主义现代化国家的内在要求,必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。
从深入打好污染防治攻坚战到全面建设美丽中国,生态保护监管的范围从天空到地下,从山地平原到江河湖海,几乎囊括了整个人类活动的生态圈。监管范围的急速扩张带来了巨大的监管压力,再加上环境污染和生态破坏问题的隐蔽化、散布化,传统的监测监管方式难以应对越来越繁复的监管要求,亟需在传统监管的基础上,通过新技术、新手段、新方法的使用,对问题精准识别、及时追踪、准确溯源,为科学保护、系统治理提供支撑,提升生态环境治理体系和治理能力现代化水平。
一、现状分析
历经多年发展,生态环境部门在对污染物监管监测方面已具有了成体系、成规模的“一张网”,为生态环境保护管理决策提供强有力的技术支撑,为不断满足人民群众日益增长的对优美生态环境的需求提供了坚实的基础。但传统的监测监管方式依旧存在一些短板和缺陷。一是宏观监测能力不足。传统生态监测以点为主,监测范围受限于人力、时间和经费等因素,无法实现对大范围、大区域的生态环境进行全面监测。二是时效性不强。传统生态监测周期较长,监测数据更新存在一定延迟,对于新增问题的发现、预警和溯源能力仍存在一定缺陷。三是精度有待提高。传统监测方式对长时间序列的环境质量变迁过程分析能力有限,对于时相的敏感性不足,同时,容易受到点源污染、极端气候等特殊情况影响,数据的可靠性和准确性仍有待提高。四是能力拓展不足。随着生态环境监测体系现代化建设的要求不断提高,传统监测手段难以满足碳排放、生态质量、生物多样性、新污染物监测等监测需求。
我国卫星遥感环境监测应用始于上世纪70年代末,经过40多年的发展,在生态环境监测和评估等方面已取得了显著进展。“十三五”以来,我国生态环境遥感监测能力稳步增强,在轨的生态环境卫星在大气环境监测、水生态环境监测、自然生态监测等方面具备了较强的遥感监测能力,在生态环境遥感监测中发挥着越来越重要的作用。
遥感技术应用于宏观生态环境的监测,具有视野广阔、效率高、适应性强等众多优点。视野广阔,指的是不仅可以提供全天时、全天候的环境监测手段,还能够为我们提供常规环境监测手段难以获得的大范围、广尺度的环境遥感数据。适应性强,指的是既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况,为环境保护提供决策依据,也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,及时制定处理措施,减少污染造成的损失。效率高,指的是从空中对地表环境进行大面积同步连续监测,突破了以往从地面研究环境的局限性。
二、已开展工作情况
(一)国家主要生态遥感监管应用
在国家层面,2017年,生态环境部设立卫星环境应用中心,负责生态环境遥感监测业务体系、技术体系的建设与运行,基本实现了卫星遥感数据全国季度覆盖。卫星中心为中央生态环境保护督察、国家重大活动保障、大气污染监督帮扶、突发环境事件应急响应、入河排污口排查、河流断流干涸、尾矿库分级分类、自然保护区人类活动遥感监测、岸线生态破坏、水源地现场核查、生态保护红线监管等多项重点环境治理专项任务提供重要数据保障,已成为智慧监测创新应用的主要手段之一。
2022年9月,生态环境部等五部委印发《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》,将天空地一体化遥感技术、天空地协同综合监测与评估技术和空间大尺度遥感监测与反演技术研发纳入重点任务,10月,生态环境部印发《生态环境卫星中长期发展规划》,对推进生态环境遥感监管工作进行了进一步规划,并围绕大气环境、水生态、自然生态、土壤环境、固体废物、执法、督察和应急等8项应用业务需求,提出构建生态环境卫星遥感监测能力体系、综合智慧应用体系、生态环境遥感技术创新体系和生态环境卫星遥感监测、督察、执法标准规范体系等四个体系。
(二)我省主要实践探索
近年来,我省持续强化生态环境遥感工作应用,将开展遥感监测评估写入生态环境保护“十四五”规划,利用遥感技术探索开展了多项生态环境监管和评估工作。一是2015-2020年生态状况变化遥感评估。通过遥感评估和实地观测相结合的方式,对我省5年间生态系统质量现状、服务功能、变化情况和主要问题进行了深入分析,重点关注了生态保护红线等重点区域内水源涵养、水土保持、生物多样性维护等生态系统服务功能的变化情况和趋势,并根据评估结论提出了生态问题清单和重大生态保护修复工程监管建议清单。二是生态环境遥感监管系统建设。在自然保护地监管、饮用水源地人类活动监管、黑臭水体监管和大气环境遥感监管方面进行了探索,通过利用多时相、全覆盖、高分辨率的遥感影像数据,进行人机交互解译和分析,形成了自然保护地人类活动问题线索清单、饮用水源保护区人类活动情况全要素图集、黑臭水体监管数据库、大气遥感监测反演周分析报告等成果,并形成了一套行之有效的自然保护区人类活动解译标准,有效推动遥感监测技术与生态环境保护监管工作深度结合。三是蓝藻水华遥感监测。通过对高分辨率遥感影像数据解译,持续掌握我省主要河流湖泊及水库水域水体现状及变化情况,对主要河湖水库水华问题起到了提前研判和风险预警的作用。
我省在生态遥感监测的探索和利用方面取得了一些进展,但依旧存在数字技术与卫星遥感等其他技术结合还不够,“空天地”一体化的动态监测与调控尚未完全实现等一些不足。
(三)其他省份和部门的遥感监管应用
截至目前,已有许多省份利用遥感手段开展了不同形式的生态环境监管工作,如云南省在部分自然保护区内开展了卫星遥感、无人机和地面监测相结合的“天空地一体化”生态监测,结合卫星遥感解译数据、机载多光谱数据和激光雷达点云数据,为自然保护区生态系统健康与风险评价、水源涵养评价、生物量和碳汇测算提供了可靠的技术支撑;江苏省利用卫星遥感、无人机航测,按照“全覆盖”的要求,对长江沿线、太湖流域及沿海岸线排污口、饮用水源地、黑臭及劣V类水体、农业面源等重点对象,对蓝藻水华监测预警、水色水质定量反演、岸线现状变化监测、浒苔、赤潮、溢油监测等主要功能,全面开展了研发、集成并实现调查、监测、溯源;广东省开展了徐闻保护区生态状况遥感监测、典型海洋生态系统遥感调查、尾矿库遥感核查等多个项目。
其他部门也将多源遥感技术充分运用于各类生态环境保护调查、评估和监管中。自2010年起,自然资源(原国土资源)部门就开始利用遥感技术开展监管执法,重点对土地利用、矿产资源开采是否合法合规等进行监测监管;2013年水利部门首次采用了地面调查与遥感技术相结合的方法,摸清了西北黄土高原区和东北黑土区侵蚀沟道的数量、面积和具体分布情况;2017年农业部门在全国第二次草地资源清查工作中,将已有数据资料和中高分辨率卫星遥感数据相结合,形成了大比例尺的预判地图;2017年,气象部门开展植被生态监测,以遥感监测的植被净初级生产力和覆盖度为主要数据来源,每年发布《全国生态气象公报》。科技部连续10年组织有关科研单位专题探索开展全球生态环境遥感监测评估,2022年,开展了“北极地区冰雪与植被变化”和“全球大宗粮油作物生产形势及复种与灌溉的贡献”两项专题研究。
三、建议和意见
(一)面向业务需求,推进遥感技术深入生态保护监管。推进遥感监管业务由典型应用向高精度监测和定量化评估拓展,持续推动遥感在传统监管领域应用的深化发展,充分发挥卫星遥感、无人机遥感等各种技术手段的优势,建立“大范围摸底排查、局部详查”的生态环境监管体系,从问题识别拓展到整治进展跟踪、整治效果评估方面,实现生态环境问题全流程监管。瞄准碳汇、生物多样性等方面推进探索遥感监测和评估,让遥感技术成为深入打好污染防治攻坚战和建设美丽中国的有力支撑。
(二)服务具体任务,推进应急与监督执法遥感技术支持。利用卫星遥感大尺度、全天候、多时相的优势,发现疑似生态环境问题,为现场督察提供精准的生态破坏和环境污染问题线索,配合信息平台的建设,形成“天上看、地上查、网上核”的立体监管体系。强化遥感技术在生态环境应急事件处置中的应用,利用遥感技术及时明确突发事件发生现场位置和具体情况,实现应急处置方案的提前研判,提升应急处置及时性、安全性和科学性,优化现场应急处置效果。
(三)挖掘数据价值,推进先进科技应用综合发展。进一步挖掘遥感获取的海量数据的价值,依托生态环境大数据平台,从生态环境保护工作全景出发,探索开发生态环境遥感+大数据典型应用。重点推动态势研判、问题诊断、风险预测预警、感知与溯源、生态环境保护成效评估、环境监测产品自动生产与智能推送等应用实践,促进生态环境遥感从提供数据走向业务应用。
(四)强化能力建设,推进管理体制完善和能力水平提升。完善生态环境遥感监管机制体制,将遥感技术纳入生态环境监管全过程。推进与相关科研院所、大学等机构的合作,探索推进生态环境卫星遥感应用研究以及学科建设。
四、结语
经历了近40年的发展,生态环境遥感应用领域逐步扩大、监测精度明显提升、监测时效大幅增强,对地观测卫星体系的时空分辨率取得飞跃式发展,遥感技术已被广泛应用于大气、水、土壤等生态环境监测评估和管理决策的各个领域,为生态环境监测、评估和管理决策提供了精准、全面的数据支持。下一步,应进一步完善生态环境遥感监管体系,推进遥感技术与传统监测手段的融合,提升遥感技术与大数据、智能AI技术的应用水平,让遥感技术能够更好地支撑和服务于生态文明建设。
作者:黄晗
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来源:湖南日报·新湖南客户端

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