生态环境立体遥感监测“十四五”发展思路

2020-01-13李真山东省东营生态环境监测中心山东东营257100

化工管理 2020年23期

李真(山东省东营生态环境监测中心，山东东营 257100)

0 引言

现阶段，遥感监测技术具有着快速、客观以及大范围等诸多特点，其在天-地-空的立体式监测预警结构构建中具有着极为重要且无法被替代的作用。当前，由于科学技术的进步，立体遥感技术已经开始往高空间、全谱段以及高光谱、立体化的方向所发展，同时也逐渐进入到大数据的综合分析时期，最终必然将由被动化监测转变成为主动化预警。对于生态环境立体遥感监测技术而言，“十四五”时期对于其进一步的发展具有着极为重要的战略意义，对这一时期的立体遥感监测技术进行科学谋划，可以为其进一步的发展打下良好的基础。

1 遥感技术的概念以及特点

1.1 概念

所谓遥感技术实际上就是借助遥感器来对地面上物体的性质进行探测，遥感器通过分析每一个物体产生的不同的波谱相应，来对地面上的各种物体进行精确识别，从而实现遥远感知的效果。通常情况下，大多通过位于地面上方的飞船、飞机以及卫星等高空飞行物中安装的遥感器来对地面各项数据信息进行收集，同时从收集到的信息中获取到所需要的数据，在经过相关记录、分析、研究以及传送等实现地面物体精准的识别。

现阶段，遥感技术已经成为了一个由地面至天空甚至是到达空间的，可以进行数据信息的收集、信息处理、数据分析与应用，实现了全球综合化、深层次化、多角度化以及全方位探视与检测的新型观测体系，在当前地球资源以及环境信息获取工作中表现出了无可替代的重要作用。

1.2 特点

就目前的实践情况而言，遥感技术具有着以下几个特点：

首先，通过遥感技术可以实现数据资料大范围的获取。目前，用于遥感监测的飞行器可飞行的高度达到了约10 千米，而陆地卫星卫星的轨道高度则大约在910 千米，因此能够实时的收集到一个较大范围内的数据信息。例如，某陆地卫星的图像，它总的覆盖面积在某些情况下甚至可以达到近4 万平方千米，通过这种类型的宏观景象图像，技术人员能够综合的分析与研究地球资源以及环境状况，有助于我国生态环境进一步的发展。

其次，借助遥感技术可以快速的获取到所需要的信息数据。因为卫星在围绕着地球进行着有规律的运转，所以相关人员可以及时的观察与收集到其经过地区出现的各类自然状况以及相关的数据，从而有助于原有资料实时的更新，同时还能够推动实现新旧数据信息变化动态化的检测，相较于人工实地的勘查还有航空拍摄测量，遥感技术具有着无法比拟的优势。例如，陆地卫星16 天左右便能够完成一遍地球覆盖。

再次，遥感技术在信息的获取中不会受到过多的约束。不同于某个国家，地球整体的面积极为广阔，有许多的地方处于“荒无人烟”的状态，自然条件十分恶劣，很少有人可以到达这种地区，例如沼泽、沙漠以及高山峻岭等，传统的环境监测手段很难实现全面监测，但是遥感技术不会受到外界条件的约束，能够深入到更深层的位置进行检测，尤其是通过航天遥感能够实时且全面的收集各地生态环境信息。

最后，遥感技术能够通过多种方式获取信息，并且信息量较大。按照任务的种类，可以挑选不同的遥感仪器还有波段来进行信息收集。例如通过可见光来对物体进行探测，同时还可以借助紫外线、微波探测以及红外线等来对物体进行探测。根据不同的波段物体穿透性不同的原理，还能够收集到物体内部的各种信息，例如说处在冰层、沙漠以及地面下方的水体与地物性质等等，除此之外，微波波段甚至还可以实现全天不间断的监测。

2 当前立体遥感监测的实际形势和进展

2.1 立体遥感监测的需求分析

自党的十八大召开之后，中央部门便指出了在统筹推进“五位一体”化的战略布局还有“四个全面”整体发展的战略等一系列工作中生态文明建设是极为关键的一个环节，进而形成了习近平式的生态文明的理念，并指引着生态环境的保护进行历史性的变革。现阶段，我国生态文明的建设处于一个压力叠加且负重前行的重要阶段，党中央为此特地制定出了诸多的相关法案，同时也对当前生态环境立体遥感监测提出了明确的要求。除此之外，我国的生态环境保护部门以及地方的政府等在目前生态环境管理中的生态监督、大气环境的监测、督查以及应急技术支持还有水环境的监测等诸多方面都对立体遥感监测技术也都有着极为迫切的需求。

2.2 进展与成效

因为在最近几年，我国的生态环境管理部门针对水、气以及生态环境等进行了一系列的立体遥感监测和应用，所以为我国生态环境的管理工作有效的开展提供了有力的支撑，同时还在青海、浙江以及河北等诸多地区进行了生态环境立体遥感监测实际的应用，并对所监测地区的生态环境情况进行了科学以及合理的分析，最终所取得的效果也极为显著。

(1)立体遥感监测体系的建设。现阶段，我国一共有4 颗在轨卫星被用来开展生态环境的遥感监测以及与其相关的配套工作，并且我国有关部门还批准制造了7 颗全新的专门进行环境监测工作的后续卫星，而且在未来，相关的卫星监测还将得到不断的完善。我国相关的生态保护单位设计出了能够在同一时间接受多个卫星数据传输的地面配套设施，并且还设置了配套的图形工作站、大型服务器还有存储设备等一系列硬件设备，同时还构建了一个无人机的监测体系，从而形成了一个基础的监测系统，同时相关部门还准备建设一个相对应的监管平台，最终使其形成一个相对完善的监测体系。

(2)当前应用的状况。我国的生态环境保护部门多年以来已经开展了诸多有关立体遥感监测的业务应用，对于生态环境的监测而言，我国已经完成了大部分国家级还有省级的自然保护地带动态的定时监测目标，实现了2011 到2015 和2015 到2019 年我国生态环境情况变化的遥感评估以及调查，同时还对国家重点的生态地区县域的生态质量进行了遥感核查。我国在水环境的监测上完成了“三湖”水化遥感的动态化监测，对全国各个饮用水产地和流域面源的污染等进行了遥感监测。而在大气环境的监测上，则对我国的秸秆焚烧点以及灰霾重点区域进行了遥感动态化监测，并借助无人机来对工业聚集区开展相关的巡查与监督。除此之外，我国在土壤环境的监测中对一些重点的污染单位进行了空间位置的遥感确认，而且还对我国计划修建以及正在修建的核电厂以及核电站的温排水等进行了遥感监测，从而实现了对生态环境有效的监测。

3 发展的思路

3.1 指导的思想

我国生态环境的立体遥感监测在现阶段以及未来的发展过程中，都会深入的贯彻以及保持习近平主席的生态文明理念以及全国生态保护大会的精神，坚决执行党中央以及国务院做出的相关决策部署，同时将服务我国生态环境的监管作为原则，把加速建设科学、权威以及高效化的立体遥感监测系统当做主线，时刻以生态文明的建设还有污染防治的攻坚战为中心，对生态环境的监测进行全面改革与创新，从而增强立体遥感监测的能力，最终更好为我国的生态环境保护工作助力。

3.2 总体的目标

当前生态环境的立体遥感监测发展目标为构建并且完善现有的立体遥感监测系统，搭建一个国家还有地方可以相互联动的监测网络，形成一个顶尖的生态环境的立体遥感监测水平，从而达到全国甚至是全球的生态环境动态化的立体遥感监测，并为我国的生态文明等建设打下了良好的基础。

4 工作的思路

4.1 构建立体遥感的监测业务网络

在“十四五”时期，立体遥感监测的发展思路里明确的提出了“打造一张网”的理念，而所谓的“一张网”实际上就是要构造出一个立体遥感的监测网络(其中包括有监测能力以及监测业务两种网络)，最终可以实现对大气环境、污染源还有水环境等进行立体化、实时化的遥感监测。

(1)监测能力网络的建设。对于卫星的监测网络而言，按照国家空间的基础设备规划，借助“新建与共享”等方式，来形成“4+4+4”的生态环境的监控卫星体系，从而实现一个全国乃至全球覆盖的生态环境的立体遥感监测。而对于无人机的监测网络来说，则需要在我国布置一些无人机的监测系统，从而解决卫星遥感监测的能力不足的问题，进而满足我国生态环境的监督以及执法等诸多工作的需求。除此之外，还需要在地面建立遥感的真实性检测点，同时把收集到的数据和有关的部门进行共享与协调，从而满足模型精度的检验需求。

(2)监测业务的网络。我国在大气环境方面的监测，对重点的城市开展了大气颗粒物以及温室气体等诸多领域的遥感监测；在水环境的监测中，进行了地下水位的水位变化还有跨界河湖实际面积的改变等遥感监测；而在对污染源进行的监测中，则开展了大气热点网格以及面源污染等遥感监测。

4.2 实施三大核心工程

想要让生态环境的立体遥感监测得到进一步发展，就必须要真正的落实相关的监测工作，并开展我国生态环境保护的红线监管、综合化立体遥感的监测以及遥感监测能力的建设等三大核心工程。

(1)红线监管项目。为了满足国务院及中共中央提出的相关要求，我们一定要对人类的活动、生态系统的功能、我国植被的情况以及海洋的水质情况等红线监管类业务进行重点监测，坚决落实党中央及国务院提出的相关要求，确保我国生态环境得到有效的保护。

(2)综合化立体遥感的监测项目。在业务的体系上，需要开展的遥感监测的业务共有6 大类总计19 项，其类别分别是环境质量、全球化生态环境、生态情况、核安全以及应急、污染源等；而在技术的体系上，则需要对监测的指标技术还有规范进行深入研究和攻关。除此之外，在监测能力这一方面，还需要建设地面的遥感真实性的监测网络，并培养出一批专业的监测人员，从而确保监测工作高效的开展。

(3)监测能力的建设项目。为了贯彻以及落实党中央与国务院在生态环境监测规划相关文件里提出的要求，就必须要确保在遥感监测网络里的卫星、对应的应用系统以及无人机监测实现高效的建设，同时借助气象数据，利用GIS 背景资料来为危害地区、受害作物的范围以及程度做综合分析，并评估、计算与预测自然灾害未来进一步发展的规律，从而及时制定对应的应急处理方案，有效避免造成更大的损失。