三峽工程綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)芻議

王國(guó)胤，張學(xué)睿，羅小波，吳迪，王鼎益

（1.中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院電子信息技術(shù)研究所，重慶400714；2.重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，重慶400065；3.長(zhǎng)江師范學(xué)院三峽庫(kù)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)害防治工程研究中心，重慶408100）

?

三峽工程綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)芻議

王國(guó)胤1，2，張學(xué)睿1，羅小波2，吳迪1，王鼎益3

（1.中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院電子信息技術(shù)研究所，重慶400714；2.重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，重慶400065；3.長(zhǎng)江師范學(xué)院三峽庫(kù)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)害防治工程研究中心，重慶408100）

現(xiàn)有野長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)冶經(jīng)過(guò)十幾年的建設(shè)和運(yùn)行，初步形成了適應(yīng)建設(shè)期需求的復(fù)合監(jiān)測(cè)體系，對(duì)三峽工程可能引起的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，集成存儲(chǔ)了三峽工程蓄水前不可重現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境本底數(shù)據(jù)及蓄水后動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遙隨著三峽工程由試驗(yàn)性蓄水逐步進(jìn)入運(yùn)行管理期，為提高三峽工程綜合管理能力、確保三峽工程長(zhǎng)期安全運(yùn)行、充分發(fā)揮工程綜合效益、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、防治地質(zhì)災(zāi)害、促進(jìn)移民安穩(wěn)致富、實(shí)現(xiàn)水庫(kù)可持續(xù)綜合利用，需要建設(shè)綜合監(jiān)測(cè)體系遙文章分析了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀況和三峽工程運(yùn)行管理的需求，提出綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的初步建議遙在原有監(jiān)測(cè)體系的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、完善監(jiān)測(cè)內(nèi)容、提升監(jiān)測(cè)能力，特別是實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力遙從建設(shè)期野跟蹤觀察，保存歷史冶的記錄型監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行期野重在應(yīng)用，兼顧記錄冶的管理型監(jiān)測(cè)，應(yīng)從根本上提高庫(kù)區(qū)綜合監(jiān)測(cè)的野五化冶水平，即監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系和監(jiān)測(cè)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)測(cè)體系組織與管理制度化、監(jiān)測(cè)體系運(yùn)行長(zhǎng)期化、監(jiān)測(cè)體系社會(huì)服務(wù)規(guī)范化以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息化，以滿(mǎn)足綜合管理、實(shí)時(shí)管理和應(yīng)急管理的需求；提高監(jiān)測(cè)信息的全面性、及時(shí)性、可靠性、完整性、序列性，為科學(xué)認(rèn)知、風(fēng)險(xiǎn)防范、管理決策提供基礎(chǔ)信息支撐；有效掌握三峽工程運(yùn)行和庫(kù)區(qū)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化以及人類(lèi)活動(dòng)的相互影響，客觀反映國(guó)家相關(guān)規(guī)劃實(shí)施效果，為三峽工程綜合管理與決策提供科學(xué)依據(jù)遙

三峽工程；生態(tài)環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)；綜合監(jiān)測(cè)

隨著三峽工程由試驗(yàn)性蓄水期逐步進(jìn)入運(yùn)行管理期，三峽工程管理工作的重點(diǎn)將由工程建設(shè)和移民安置管理為主，轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣呔C合管理能力、確保三峽工程長(zhǎng)期安全運(yùn)行、充分發(fā)揮工程綜合效益、建設(shè)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境、防治地質(zhì)災(zāi)害、促進(jìn)移民安穩(wěn)致富、實(shí)現(xiàn)水庫(kù)可持續(xù)綜合利用?；貞?yīng)三峽工程管理工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移以及當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)對(duì)三峽工程提出的新要求，三峽工程綜合管理能力建設(shè)被列入國(guó)務(wù)院在2011年批準(zhǔn)的《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》［1］。三峽工程綜合管理能力建設(shè)主要由綜合監(jiān)測(cè)體系、信息共享與綜合服務(wù)平臺(tái)、綜合應(yīng)用會(huì)商決策支持系統(tǒng)、應(yīng)急能力建設(shè)和檔案建設(shè)組成。綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)主要是在原有監(jiān)測(cè)體系的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、完善監(jiān)測(cè)內(nèi)容、提升監(jiān)測(cè)能力，從建設(shè)期“跟蹤觀察，保存歷史”的記錄型監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行期“重在應(yīng)用，兼顧記錄”的管理型監(jiān)測(cè)，應(yīng)對(duì)大尺度、敏感性問(wèn)題和突發(fā)性問(wèn)題，滿(mǎn)足綜合管理和實(shí)時(shí)管理更高的要求。綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)主要依托原有的“長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，進(jìn)一步突出專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、優(yōu)化監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局，擴(kuò)大覆蓋范圍、充實(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，完善和提升專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)能力，特別是實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力，應(yīng)從樞紐運(yùn)行安全、水庫(kù)庫(kù)容及岸線(xiàn)、地質(zhì)災(zāi)害與地震、移民安穩(wěn)致富、水環(huán)境、生態(tài)與生物多樣性、局地氣候、生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)等9個(gè)方面加強(qiáng)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，其中生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)為重點(diǎn)建設(shè)對(duì)象。應(yīng)從根本上提高庫(kù)區(qū)綜合監(jiān)測(cè)的“五化”水平，即監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系和監(jiān)測(cè)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)測(cè)體系組織與管理制度化、監(jiān)測(cè)體系運(yùn)行長(zhǎng)期化、監(jiān)測(cè)體系社會(huì)服務(wù)規(guī)范化以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息化，以滿(mǎn)足綜合管理、實(shí)時(shí)管理和應(yīng)急管理的需求；應(yīng)提高監(jiān)測(cè)信息的全面性、及時(shí)性、可靠性、完整性、序列性，為科學(xué)認(rèn)知、風(fēng)險(xiǎn)防范、管理決策提供基礎(chǔ)信息支撐；有效掌握三峽工程運(yùn)行和庫(kù)區(qū)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化以及人類(lèi)活動(dòng)的相互影響，客觀反映國(guó)家相關(guān)規(guī)劃實(shí)施效果，為三峽工程綜合管理與決策提供科學(xué)依據(jù)。

1　歷史和現(xiàn)狀

為了對(duì)三峽水庫(kù)建庫(kù)前后的庫(kù)區(qū)、長(zhǎng)江中下游及河口地區(qū)的生態(tài)與環(huán)境實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)，國(guó)務(wù)院三峽辦在1996年組織環(huán)保、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、衛(wèi)生、地質(zhì)、地震、交通、中科院、三峽總公司、原三峽建委移民開(kāi)發(fā)局及湖北、重慶兩省（市）人民政府等有關(guān)部門(mén)和單位共同建設(shè)跨地區(qū)、跨部門(mén)、跨學(xué)科的“長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”［2、3］，其組織體系結(jié)構(gòu)可參看三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息管理中心的網(wǎng)頁(yè)“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”（http://www.tgenviron.org/sysintro/sysintro_content2.html）。

經(jīng)過(guò)后期的建設(shè)和長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效能評(píng)估，現(xiàn)有生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)十幾年的建設(shè)和運(yùn)行，初步形成了適應(yīng)建設(shè)期需求的復(fù)合監(jiān)測(cè)體系?！伴L(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”至今有10個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，含23個(gè)監(jiān)測(cè)類(lèi)別、46項(xiàng)監(jiān)測(cè)科目、28個(gè)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)站及其下屬約150個(gè)監(jiān)測(cè)基層站點(diǎn)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容涵蓋水文水質(zhì)、污染源、魚(yú)類(lèi)及水生生物、陸生動(dòng)植物、局地氣候、人群健康、水庫(kù)誘發(fā)地震、地質(zhì)滑坡、泥沙淤積與沖刷、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、河口生態(tài)環(huán)境等諸多領(lǐng)域，積累了大量的重要數(shù)據(jù)［4］。

國(guó)家環(huán)境保護(hù)、水利、國(guó)土、交通、農(nóng)業(yè)等有關(guān)政府部門(mén)和單位在三峽庫(kù)區(qū)建立了水環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［5］。為加強(qiáng)重點(diǎn)流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局建立了水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括國(guó)家地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)和國(guó)家地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。地方環(huán)保部門(mén)面向水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的需求，在庫(kù)區(qū)亦設(shè)置了地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)初步形成了以水質(zhì)監(jiān)測(cè)為主、實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)（應(yīng)急）監(jiān)測(cè)為輔的監(jiān)測(cè)模式，監(jiān)控長(zhǎng)江干支流23條河流和8個(gè)重點(diǎn)湖（庫(kù)）。國(guó)土部水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是國(guó)家、省、地市3級(jí)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，擁有各類(lèi)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)23 800多個(gè)，地下水監(jiān)測(cè)控制面積110萬(wàn)km2，向全社會(huì)發(fā)布地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息和全國(guó)地下水水位、水質(zhì)狀況、主要城市淺層地下水位變化情況。船舶移動(dòng)源污染監(jiān)測(cè)的工作由交通運(yùn)輸部環(huán)境保護(hù)中心牽頭，落實(shí)到長(zhǎng)江海事局下屬的重慶、萬(wàn)州、三峽等3個(gè)海事局。農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站負(fù)責(zé)牽頭組織全國(guó)性農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，三峽庫(kù)區(qū)重慶和湖北段都開(kāi)展有農(nóng)藥、化肥面源污染的調(diào)查和監(jiān)測(cè)工作。部分學(xué)者也對(duì)三峽庫(kù)區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及水環(huán)境監(jiān)測(cè)信息融合等方面進(jìn)行了研究［6-8］。

生態(tài)與生物多樣性主要通過(guò)常規(guī)方法監(jiān)測(cè)。重點(diǎn)站及各基層站對(duì)庫(kù)區(qū)的生態(tài)及生物多樣性監(jiān)測(cè)主要以人工調(diào)查和監(jiān)測(cè)為主，缺乏對(duì)生態(tài)環(huán)境變動(dòng)的連續(xù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。目前開(kāi)展的一些生態(tài)與生物多樣性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)尚顯單一，信息共享和分析應(yīng)用水平亟待提高；魚(yú)類(lèi)與珍稀水生動(dòng)物監(jiān)測(cè)重點(diǎn)站尚未開(kāi)展在線(xiàn)監(jiān)測(cè)相關(guān)工作；水利部長(zhǎng)江委水保局擁有移動(dòng)監(jiān)測(cè)船“長(zhǎng)江水環(huán)監(jiān)2000”，裝有目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的數(shù)控采樣設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)、水量的同步觀測(cè)。還配備有相應(yīng)的快速檢測(cè)設(shè)備，可完成現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)和待測(cè)樣品的制備，使大多數(shù)項(xiàng)目在半小時(shí)內(nèi)就能得到檢測(cè)結(jié)果。

現(xiàn)有“長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”依托中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，使用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)作為輔助手段，重點(diǎn)開(kāi)展土地利用/土地覆被、岸線(xiàn)變遷等遙感監(jiān)測(cè)。但遙感技術(shù)的應(yīng)用并未形成一套完整的業(yè)務(wù)體系，遙感資料需要全面更新。許多學(xué)者利用遙感數(shù)據(jù)對(duì)三峽生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行了深入的研究，包括以長(zhǎng)江師范學(xué)院為基地使用無(wú)人遙控飛艇搭載航拍器進(jìn)行生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)；董立新等利用面向?qū)ο蠓椒ǚ治隽斯こ糖捌冢?992年）與中期（2002年）農(nóng)林用地的變化特征和城市化對(duì)該地區(qū)農(nóng)林用地的影響［9］；史志華等利用多時(shí)相LANDSAT TM/ETM影像、文獻(xiàn)和野外調(diào)查資料，從土地利用類(lèi)型與結(jié)構(gòu)、植被覆蓋度、土壤侵蝕等方面對(duì)三峽庫(kù)區(qū)樂(lè)天溪流域生態(tài)修復(fù)效果進(jìn)行了定量研究［10］；王天巍等應(yīng)用多時(shí)相、多來(lái)源遙感數(shù)據(jù)，采用圖像融合和圖像標(biāo)準(zhǔn)化等綜合手段，分析了三峽庫(kù)區(qū)樂(lè)天溪流域1978-2005年林地植被覆蓋度的變化趨勢(shì)［11］；吳昌廣等基于MODIS-NDVI遙感數(shù)據(jù)，采用像元二分模型估算三峽庫(kù)區(qū)2000-2009年的年最大植被覆蓋度，并在像元尺度上分析了庫(kù)區(qū)年最大植被覆蓋度的時(shí)空變化規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)力［12］；楊武年等采用3S和多時(shí)相TM、SPOT、ERS-SAR和RADARSAT等圖像集成新技術(shù)快速有效地監(jiān)測(cè)、研究和評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害對(duì)三峽工程以及周邊環(huán)境的影響［13］等。

2　現(xiàn)有監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的需求分析

現(xiàn)有監(jiān)測(cè)體系對(duì)三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行了長(zhǎng)期的跟蹤監(jiān)測(cè)，積累了三峽工程蓄水前及試運(yùn)行期間的大量歷史數(shù)據(jù)，不僅為三峽工程的建設(shè)與運(yùn)行、庫(kù)區(qū)與流域環(huán)境的保護(hù)和資源的可持續(xù)利用提供了保障，也為今后保障工程安全、研究三峽工程對(duì)生態(tài)與環(huán)境的影響奠定了基礎(chǔ)。但隨著三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用和生態(tài)文明時(shí)代的到來(lái)，環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域日益擴(kuò)大，環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)快速增加，環(huán)境管理要求不斷提高，一些新問(wèn)題亟待解決。在三峽后續(xù)工作階段和長(zhǎng)期運(yùn)行期間，為了應(yīng)對(duì)大尺度、敏感性問(wèn)題和突發(fā)性問(wèn)題，滿(mǎn)足綜合動(dòng)態(tài)管理的要求，需要在原監(jiān)測(cè)工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，同時(shí)也需推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)的社會(huì)化［14］。

樞紐運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。樞紐運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原有監(jiān)測(cè)方法是10多年前確定的。為滿(mǎn)足三峽工程安全監(jiān)測(cè)工作的需要，適應(yīng)現(xiàn)代化管理的要求，需要在具備條件和技術(shù)可靠的基礎(chǔ)上，提高監(jiān)測(cè)自動(dòng)化水平，以進(jìn)一步提高觀測(cè)效率和觀測(cè)精度，減少人工觀測(cè)工作量。

三峽水庫(kù)庫(kù)容及岸線(xiàn)監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。目前，水庫(kù)庫(kù)容及大壩下游河道岸線(xiàn)監(jiān)測(cè)亟待解決的問(wèn)題主要是：第一，三峽工程水文泥沙監(jiān)測(cè)工作有待繼續(xù)；第二，目前的監(jiān)測(cè)范圍偏小，三峽大壩下游河道監(jiān)測(cè)范圍為宜昌至湖口，湖口至長(zhǎng)江河口段尚未納入監(jiān)測(cè)體系；第三，尚未開(kāi)展涉河（庫(kù)）岸線(xiàn)工程動(dòng)態(tài)監(jiān)控，尤其是信息技術(shù)手段較落后，無(wú)法及時(shí)、有效性地對(duì)庫(kù)區(qū)侵占和擠占庫(kù)容行為、庫(kù)區(qū)及長(zhǎng)江中下游地區(qū)違規(guī)涉河（庫(kù)）工程建設(shè)事件進(jìn)行識(shí)別。

地質(zhì)災(zāi)害與地震監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。隨著三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)行，水位抬升達(dá)幾十米至百余米，水位漲落頻度加大，改變了岸坡水文地質(zhì)條件，加劇了對(duì)水庫(kù)邊坡穩(wěn)定的不利影響。根據(jù)上述情況，應(yīng)對(duì)群測(cè)群防和專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行調(diào)整，主要是：第一，把監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大到移民安置區(qū)和生態(tài)屏障區(qū)；第二，加大三峽庫(kù)區(qū)重慶段地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的密度；第三，整合三峽庫(kù)區(qū)重慶段和庫(kù)首（湖北段）的庫(kù)區(qū)監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，以形成完整的三峽水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)；第四，提升地震應(yīng)急服務(wù)功能。

庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)及移民安穩(wěn)監(jiān)測(cè)建設(shè)需求?，F(xiàn)有庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)及移民安穩(wěn)致富監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要存在以下3個(gè)問(wèn)題和建設(shè)需求：第一，監(jiān)測(cè)內(nèi)容分散，監(jiān)測(cè)指標(biāo)少，難以反映移民安穩(wěn)致富項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程和效果；第二，信息化程度低，難以提升移民安穩(wěn)致富管理效率和效能；第三，監(jiān)測(cè)工作缺乏連續(xù)性，難以反映移民安穩(wěn)致富過(guò)程中存在的問(wèn)題。

水環(huán)境監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。三峽后續(xù)工作要求水環(huán)境監(jiān)測(cè)將從現(xiàn)有跟蹤監(jiān)測(cè)向預(yù)警應(yīng)急轉(zhuǎn)變，由粗放型向精確型轉(zhuǎn)變，由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集上傳向注重?cái)?shù)據(jù)上報(bào)時(shí)效性、準(zhǔn)確性轉(zhuǎn)變，不斷適應(yīng)三峽工程運(yùn)行的新形勢(shì)、新任務(wù)。需要加強(qiáng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：干流水文水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)、支流富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)、污染源監(jiān)測(cè)、水土保持及面源污染監(jiān)測(cè)、三峽水庫(kù)分行政區(qū)入庫(kù)污染物總量監(jiān)測(cè)等。

生物與生態(tài)多樣性監(jiān)測(cè)建設(shè)需求?，F(xiàn)有生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)，包括農(nóng)業(yè)、陸生、濕地、水生等4個(gè)生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)，共同存在的問(wèn)題和差距主要是：監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局亟待優(yōu)化，監(jiān)測(cè)內(nèi)容和指標(biāo)亟待完善統(tǒng)一，監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)亟待更新，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集傳輸和分析處理亟待自動(dòng)化、信息化，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理和人才隊(duì)伍培養(yǎng)亟待加強(qiáng)。需要加強(qiáng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：農(nóng)業(yè)生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)、陸生生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)、濕地生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)、水生生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)等。

局地氣候監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。庫(kù)區(qū)地形復(fù)雜，面積大，地表生態(tài)形式多樣，從客觀上要求建立數(shù)量眾多、地域覆蓋廣的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全庫(kù)區(qū)長(zhǎng)期有效的監(jiān)測(cè)。由于經(jīng)費(fèi)及人員等因素限制，監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為遲緩，尤其是監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備不完善，致使監(jiān)測(cè)內(nèi)容范圍較窄、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏。

生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。在三峽后續(xù)工作階段和長(zhǎng)期運(yùn)行期間，雖然已有監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋了三峽庫(kù)區(qū)的主要干支流區(qū)域，但是目前其監(jiān)測(cè)手段難以滿(mǎn)足三峽工程管理和監(jiān)督監(jiān)測(cè)的需要。為了應(yīng)對(duì)大尺度、敏感性問(wèn)題和突發(fā)性問(wèn)題，從宏觀上滿(mǎn)足綜合管理和實(shí)時(shí)管理的要求，需在原監(jiān)測(cè)工作基礎(chǔ)上，增加在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)有著重復(fù)觀測(cè)周期短、記錄信息豐富等優(yōu)勢(shì)，可以快速、高效地獲取生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)和地質(zhì)災(zāi)害等監(jiān)測(cè)指標(biāo)，它與已有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相互補(bǔ)充，可增強(qiáng)信息集成和綜合分析能力，提升監(jiān)測(cè)能力，滿(mǎn)足綜合管理、實(shí)時(shí)管理和應(yīng)急管理的需求。相比較而言，目前三峽庫(kù)區(qū)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與國(guó)內(nèi)其他地區(qū)（如太湖流域）的差距較大。水文水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)斷面、飲用水水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面、分區(qū)入庫(kù)污染物排污口、污染源、富營(yíng)養(yǎng)化、地下水等設(shè)置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)站較少。

遙感監(jiān)測(cè)建設(shè)需求。已建立的“長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”使用了部分遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為輔助資料，未形成業(yè)務(wù)化的常態(tài)監(jiān)測(cè)及分析。三峽庫(kù)區(qū)尚沒(méi)有建立系統(tǒng)、完整的遙感監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)手段未得到充分應(yīng)用。目前基于遙感技術(shù)的三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急服務(wù)仍?xún)H在個(gè)別區(qū)縣進(jìn)行應(yīng)用，尚缺乏在全三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用的軟硬件環(huán)境與政策支持。遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，具有覆蓋面廣、重復(fù)觀測(cè)周期短、記錄信息豐富等優(yōu)勢(shì)，可以快速、高效地獲取生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)和地質(zhì)災(zāi)害等監(jiān)測(cè)指標(biāo)，它與已有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相互補(bǔ)充，可為三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水環(huán)境保護(hù)、岸線(xiàn)管理、地質(zhì)災(zāi)害防治等決策提供高效、科學(xué)、客觀的數(shù)據(jù)支撐。

3　綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)構(gòu)想

根據(jù)《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》實(shí)施的實(shí)際情況，迫切需要建設(shè)綜合監(jiān)測(cè)體系，包含樞紐運(yùn)行安全、水庫(kù)庫(kù)容及岸線(xiàn)、地質(zhì)災(zāi)害與地震、移民安穩(wěn)致富、水環(huán)境、生態(tài)與生物多樣性、局地氣候、生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)等9個(gè)方面。建設(shè)目標(biāo)是在現(xiàn)有各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上補(bǔ)充監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、完善監(jiān)測(cè)內(nèi)容、提高監(jiān)測(cè)能力，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航（優(yōu)先使用北斗衛(wèi)星）等先進(jìn)技術(shù)手段，加強(qiáng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，構(gòu)造感知時(shí)空網(wǎng)絡(luò)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集傳輸、處理存儲(chǔ)、查詢(xún)分析、數(shù)據(jù)共享等能力，初步建成布局合理、層級(jí)清晰、結(jié)構(gòu)完整、內(nèi)容豐富、持續(xù)可用、覆蓋庫(kù)區(qū)和流域主要影響區(qū)的三峽工程綜合監(jiān)測(cè)體系，及時(shí)、準(zhǔn)確地跟蹤監(jiān)測(cè)三峽后續(xù)工作規(guī)劃實(shí)施、樞紐運(yùn)行安全、庫(kù)容岸線(xiàn)保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治、移民安穩(wěn)致富、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等信息，提高監(jiān)測(cè)信息的全面性、及時(shí)性、可靠性、完整性、序列性，為評(píng)價(jià)三峽后續(xù)工作規(guī)劃實(shí)施效果及科學(xué)認(rèn)知、管理決策、風(fēng)險(xiǎn)防范等提供基礎(chǔ)信息支撐。

綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的主要內(nèi)容按9個(gè)監(jiān)測(cè)方面概述，其中重點(diǎn)闡述生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和空天地一體化遙感監(jiān)測(cè)兩方面。

3.1樞紐運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為三峽大壩、船閘，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括變形監(jiān)測(cè)、滲流監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)、建筑物地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)、水力學(xué)監(jiān)測(cè)等。能力建設(shè)內(nèi)容包括大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、大壩真空激光準(zhǔn)直變形監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)全網(wǎng)、船閘高邊坡變形超站儀觀測(cè)、對(duì)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合分析能力建設(shè)、共享管理系統(tǒng)建設(shè)。

3.2三峽水庫(kù)庫(kù)容及岸線(xiàn)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)和長(zhǎng)江中下游河道，包括三峽庫(kù)區(qū)朱沱至大壩河段干流及支流、大壩下游河道宜昌至徐六涇段；庫(kù)區(qū)重點(diǎn)河段河道覆蓋石家沱至剪刀峽河段、洛磧至長(zhǎng)壽淺灘河段；洞庭湖及鄱陽(yáng)湖河道地形監(jiān)測(cè)；荊江三口洪道水道地形監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括庫(kù)容監(jiān)測(cè)（水文泥沙數(shù)據(jù)、庫(kù)區(qū)河道地形數(shù)據(jù)）和岸線(xiàn)監(jiān)測(cè)（水道地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)）。能力建設(shè)內(nèi)容包括：監(jiān)測(cè)站建設(shè)，購(gòu)置微機(jī)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、多波束測(cè)深儀等，新增設(shè)備及軟件；其中應(yīng)新增監(jiān)測(cè)指標(biāo)和能力提升監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

3.3地質(zhì)災(zāi)害與地震監(jiān)測(cè)

地質(zhì)災(zāi)害與地震監(jiān)測(cè)包括地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、高切坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等3個(gè)系統(tǒng)。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)。高切坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍覆蓋三峽庫(kù)區(qū)各縣（區(qū)）。地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)重慶段（進(jìn)一步優(yōu)化地震觀測(cè)臺(tái)站布局）。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)和群測(cè)群防監(jiān)測(cè)。能力建設(shè)內(nèi)容包括監(jiān)測(cè)站點(diǎn)能力建設(shè)，監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)，為區(qū)縣級(jí)基層監(jiān)測(cè)站、湖北省和重慶市監(jiān)測(cè)總站、三峽監(jiān)測(cè)中心補(bǔ)充和更新監(jiān)測(cè)儀器儀表、預(yù)警通訊設(shè)備、應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備、預(yù)警專(zhuān)用交通設(shè)備、野外工作設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，購(gòu)置系統(tǒng)軟硬件，加強(qiáng)信息化能力建設(shè)，提高信息反饋速度，建立信息共享機(jī)制，提升實(shí)時(shí)管理、應(yīng)急管理能力。

3.4庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)及移民安穩(wěn)致富監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為三峽水庫(kù)淹沒(méi)涉及湖北省、重慶市庫(kù)區(qū)19個(gè)區(qū)縣及重慶主城區(qū)移民安置區(qū)和生態(tài)屏障區(qū)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括基礎(chǔ)設(shè)施和庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、教育培訓(xùn)與就業(yè)創(chuàng)業(yè)、城鎮(zhèn)移民小區(qū)綜合幫扶、生態(tài)屏障區(qū)農(nóng)村人口流動(dòng)及土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整、自然與歷史文化遺產(chǎn)與旅游扶持和年度項(xiàng)目跟蹤評(píng)估等方面的監(jiān)測(cè)指標(biāo)和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。能力建設(shè)內(nèi)容包括新增設(shè)備及軟件，提升監(jiān)測(cè)站點(diǎn)能力；建設(shè)覆蓋不同區(qū)域監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VPN）和移民安穩(wěn)致富中心站局域網(wǎng)；開(kāi)發(fā)移民安穩(wěn)致富監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，用戶(hù)覆蓋到所有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和中心站，系統(tǒng)功能包括采集傳輸、處理存儲(chǔ)、查詢(xún)分析、數(shù)據(jù)共享等。

3.5水環(huán)境監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)、庫(kù)區(qū)下游、庫(kù)區(qū)上游（入口）。監(jiān)測(cè)內(nèi)容分為水文水質(zhì)、支流富營(yíng)養(yǎng)化、污染源監(jiān)測(cè)。能力建設(shè)內(nèi)容包括通過(guò)補(bǔ)充新形勢(shì)下欠缺的指標(biāo)、取消不必要指標(biāo)的方式完善監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系；通過(guò)補(bǔ)充新監(jiān)測(cè)斷面、調(diào)整監(jiān)測(cè)范圍的方式優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布局；按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更新監(jiān)測(cè)方法，建立分行政區(qū)入庫(kù)污染物總量監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；更新老化采樣、監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，購(gòu)置相應(yīng)監(jiān)測(cè)軟硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)分析軟件和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。

3.6生態(tài)與生物多樣性監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍以三峽庫(kù)區(qū)及生態(tài)屏障區(qū)為重點(diǎn)，延及水庫(kù)上游、長(zhǎng)江中下游及河口地區(qū)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括農(nóng)業(yè)生態(tài)與生物多樣性、陸生生態(tài)與生物多樣性、濕地生態(tài)與生物多樣性、水生生態(tài)與生物多樣性。能力建設(shè)內(nèi)容包括增設(shè)中心監(jiān)測(cè)站、基層監(jiān)測(cè)站和監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；增加監(jiān)測(cè)斷面；新增監(jiān)測(cè)指標(biāo)和提升能力監(jiān)測(cè)指標(biāo)；對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新和新增；對(duì)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?、擴(kuò)建或新建，從而提高監(jiān)測(cè)能力。

3.7局地氣候監(jiān)測(cè)與分析

監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)的干流及萬(wàn)州、涪陵和宜昌附近地區(qū)，延及庫(kù)區(qū)周邊及上游區(qū)域。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括地面氣象要素、立體剖面自動(dòng)觀測(cè)、大氣環(huán)境質(zhì)量、鐵塔梯度觀測(cè)要素、水體溫度、太陽(yáng)輻射、土壤水分、風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)、負(fù)氧離子、應(yīng)急移動(dòng)氣象、日值氣候和極端氣候等監(jiān)測(cè)指標(biāo)。能力建設(shè)內(nèi)容包括對(duì)監(jiān)測(cè)工作所需設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新和新增。新增國(guó)家氣象觀測(cè)站、自動(dòng)氣象觀測(cè)站、百米鐵塔梯度觀測(cè)站、能見(jiàn)度觀測(cè)站、自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)站、水溫觀測(cè)站、太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)站、大氣環(huán)境（空氣質(zhì)量）監(jiān)測(cè)站和建立氣象應(yīng)急移動(dòng)系統(tǒng)，新增數(shù)據(jù)傳輸與共享管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，新建局地氣候監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)。利用原有網(wǎng)絡(luò)，包括有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，新增在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

3.8生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為三峽庫(kù)區(qū)、庫(kù)區(qū)下游、庫(kù)區(qū)上游（入口）。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水文水質(zhì)、支流富營(yíng)養(yǎng)化、污染源、分區(qū)入庫(kù)污染物總量、陸生生態(tài)、濕地生態(tài)、水生生態(tài)、庫(kù)區(qū)干支流大氣環(huán)境。能力建設(shè)內(nèi)容包括建設(shè)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)、生態(tài)與生物多樣性自動(dòng)監(jiān)測(cè)、水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)4方面。建設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、實(shí)時(shí)、高效的信息采集、匯集、處理、共享、分析的數(shù)據(jù)服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享，支撐三峽工程管理決策；新建或提升監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力；購(gòu)買(mǎi)硬軟件設(shè)備，建設(shè)增強(qiáng)和升級(jí)重點(diǎn)站、基層監(jiān)測(cè)站，新增在線(xiàn)監(jiān)測(cè)斷面，布設(shè)視頻監(jiān)控點(diǎn)；升級(jí)一艘移動(dòng)監(jiān)測(cè)船和改造一艘船為水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)；建設(shè)生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)收集與共享子系統(tǒng)和跨領(lǐng)域綜合分析子系統(tǒng)，基礎(chǔ)能力建設(shè)將包含網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力建設(shè)、數(shù)據(jù)處理能力建設(shè)和基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境建設(shè)。

圖1　水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖Fig.1The logical structure of the automatic water environment monitoring system

3.8.1水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)

水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由飲用水水源地水質(zhì)安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、水文水質(zhì)同步自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、庫(kù)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化自動(dòng)監(jiān)測(cè)、污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分區(qū)入庫(kù)污染物總量自動(dòng)監(jiān)測(cè)5個(gè)子系統(tǒng)組成，按實(shí)際情況可考慮分為優(yōu)先建設(shè)和后期建設(shè)，分步實(shí)施。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1所示。優(yōu)先建設(shè)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)結(jié)構(gòu)分布如圖2所示。

圖2　水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)站點(diǎn)結(jié)構(gòu)分布圖Fig.2The site map of the automatic water environment monitoring system

3.8.2生態(tài)與生物多樣性自動(dòng)監(jiān)測(cè)

生態(tài)與生物多樣性自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按生態(tài)系統(tǒng)劃分為農(nóng)業(yè)生態(tài)、陸生生態(tài)、濕地生態(tài)和水生生態(tài)4個(gè)子系統(tǒng)，按實(shí)際情況可考慮分為優(yōu)先建設(shè)和后期建設(shè)，分步實(shí)施。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)及站點(diǎn)分布如圖3所示。

圖3　生態(tài)與生物多樣性自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)及站點(diǎn)分布Fig.3The logical structure and site distribution of the automatic eco-environment and biodiversity monitoring system

3.8.3水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)

水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上補(bǔ)充完善水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)能力，包括升級(jí)現(xiàn)有移動(dòng)監(jiān)測(cè)船并改造一艘船為水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，按實(shí)際情況可考慮分為優(yōu)先建設(shè)和后期建設(shè)，分步實(shí)施。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖4所示。

圖4　水上移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖Fig.4The logical structure of the maritime marine monitoring system

3.8.4生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)

生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集與共享子系統(tǒng)和跨領(lǐng)域綜合分析子系統(tǒng)。系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖5所示，平臺(tái)架構(gòu)如圖6所示。

圖5　生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖Fig.5The logical structure of the online eco-environmental monitoring information management system

圖6　生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)Fig.6The platform architecture of the online eco-environmental monitoring information management system

3.9空天地一體化遙感監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍覆蓋三峽庫(kù)區(qū)與長(zhǎng)江中下游影響區(qū)。采集高空間分辨率多光譜衛(wèi)星和小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)影像，提供空天地遙感采集數(shù)據(jù)、遙感影像幾何校正數(shù)據(jù)、遙感影像融合數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型和遙感分幅及鑲嵌數(shù)據(jù)等5大類(lèi)遙感監(jiān)測(cè)框架數(shù)據(jù)。新增生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水體遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、消落區(qū)及城鎮(zhèn)重點(diǎn)區(qū)遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水庫(kù)岸線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人類(lèi)工程遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等專(zhuān)題通用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生土地利用等遙感監(jiān)測(cè)成果。利用無(wú)人機(jī)等低空浮空器與地面數(shù)據(jù)采集終端動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)重要生態(tài)屏障區(qū)、消落帶等的土地資源和植被覆蓋情況，基本農(nóng)田和建設(shè)用地情況，滑坡、崩塌和泥石流、水庫(kù)岸線(xiàn)的現(xiàn)狀及變化情況，水華、富營(yíng)養(yǎng)化的位置與范圍面積，工程建設(shè)動(dòng)態(tài)情況等。能力建設(shè)內(nèi)容包括遙感數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)建設(shè)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和建設(shè)遙感監(jiān)測(cè)及專(zhuān)業(yè)分析子系統(tǒng)。補(bǔ)充必要的計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備，解譯處理水庫(kù)岸線(xiàn)、生態(tài)環(huán)境、高切坡等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)，提供面向各專(zhuān)業(yè)使用的通用遙感監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)，并反演水庫(kù)岸線(xiàn)、生態(tài)環(huán)境、高切坡專(zhuān)業(yè)遙感參數(shù)。

空天地一體化遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括遙感數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)、遙感監(jiān)測(cè)及專(zhuān)業(yè)分析子系統(tǒng)、各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖7所示。遙感監(jiān)測(cè)及專(zhuān)業(yè)分析子系統(tǒng)總體框架如圖8所示。

圖7　空天地一體化遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)Fig.7The integrated design of the space-air-earth based remote sensing monitoring system

圖8　遙感監(jiān)測(cè)及專(zhuān)業(yè)分析子系統(tǒng)總體框架Fig.8The overall framework of the remote sensing monitoring system and its thematic analysis subsystems

4　結(jié)論

三峽工程綜合監(jiān)測(cè)體系的建設(shè)符合《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》總體要求，是三峽工程綜合管理能力建設(shè)的重要組成部分，是強(qiáng)化國(guó)務(wù)院三峽辦對(duì)三峽工程的管理效能、促進(jìn)中央和地方需求有機(jī)結(jié)合的必要；是及時(shí)掌握《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》各項(xiàng)規(guī)劃措施落實(shí)情況、及時(shí)反饋規(guī)劃措施執(zhí)行信息、提高各項(xiàng)措施實(shí)施的力度和效率、促進(jìn)規(guī)劃全面落實(shí)的必要；是評(píng)價(jià)各項(xiàng)規(guī)劃措施的實(shí)際效果、為優(yōu)化項(xiàng)目和年度方案安排提供基礎(chǔ)依據(jù)、促進(jìn)提高資金使用效益的必要；是積累實(shí)施過(guò)程大量基礎(chǔ)信息，為評(píng)價(jià)規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度、規(guī)劃項(xiàng)目驗(yàn)收、績(jī)效評(píng)價(jià)等提供基本資料和信息支持的必要；是應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)、滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)成果時(shí)效性和準(zhǔn)確性、提高綜合分析能力和信息化水平的必要。

通過(guò)建設(shè)，綜合監(jiān)測(cè)體系應(yīng)進(jìn)一步突出專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、優(yōu)化監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局，擴(kuò)大覆蓋范圍、充實(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，完善和提升監(jiān)測(cè)能力。特別是在實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力方面，利用先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)信息采集、傳輸、分析、集成與共享能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化管理、實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)和信息快速傳遞。建成布局合理、站點(diǎn)結(jié)合、覆蓋三峽工程影響區(qū)域的三峽工程綜合監(jiān)測(cè)體系，極大地提高監(jiān)測(cè)信息的全面性、及時(shí)性、可靠性、完整性、序列性，提升三峽工程綜合管理能力和水平，滿(mǎn)足三峽工程綜合管理、實(shí)時(shí)管理和應(yīng)急管理的需求。從根本上提高庫(kù)區(qū)綜合監(jiān)測(cè)的“五化”水平，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系和監(jiān)測(cè)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)測(cè)體系組織與管理制度化、監(jiān)測(cè)體系運(yùn)行長(zhǎng)期化、監(jiān)測(cè)體系社會(huì)服務(wù)規(guī)范化以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息化。

［1］三峽辦規(guī)劃司負(fù)責(zé)人解讀《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》［EB/OL］（2011-05-30）［2016-03-5］.http://www.china.com.cn/policy/txt/2011-05/30/content_22667220.htm.

［2］黃真理，吳炳方，敖良桂.三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究［M］.北京：科學(xué)出版社，2006.

［3］張強(qiáng)，陳鮮艷，廖要明.長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［M］.北京：氣象出版社，2011.

［4］吳炳方，，超，朱亮.三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2011，20（3）：339-346.

［5］中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.國(guó)家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹［EB/OL］.（2009-06-30）［2016-03-15］.http://www.cnemc.cn/publish/total WebSite/news/news_5027.html.

［6］劉昊靈，仲元昌，楊柳.基于三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的WSN信息融合算法［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，25（12）：1761-1764.

［7］仲元昌，徐保桂，郭開(kāi)林，等.面向三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的分區(qū)多跳LEACH算法［J］.世界科技研究與發(fā)展，2011，33（1）：89-92.

［8］王靜，趙鵬舉，胡云冰，等.基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的三峽流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，37（7）：75-79.

［9］董立新，吳炳方，郭振華，等.三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)林用地變化遙感監(jiān)測(cè)及模擬預(yù)測(cè)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，25（2）：290-296.

［10］史志華，王天巍，蔡崇法，等.三峽庫(kù)區(qū)樂(lè)天溪流域生態(tài)修復(fù)效果的遙感監(jiān)測(cè)研究［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2006，21（3）：473-478.

［11］王天巍，史志華，李朝霞，等.基于多源數(shù)據(jù)的三峽庫(kù)區(qū)樂(lè)天溪流域林地植被覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，18（11）：2533-2539.

［12］吳昌廣，周志翔，肖文發(fā)，等.基于MODIS NDVI的三峽庫(kù)區(qū)植被覆蓋度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)［J］.林業(yè)科學(xué)，2012，48（1）：22-28.

［13］楊武年，濮國(guó)梁，CAUNEAU F，等.長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感圖像信息處理及其監(jiān)測(cè)和評(píng)估［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，79（3）：423-430.

［14］中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.關(guān)于推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)社會(huì)化的指導(dǎo)意見(jiàn)［EB/OL］.（2015-02-05）［2016-03-5］.http://www.zhb. gov.cn/gkml/hbb/bwj/201502/t20150210_295694.htm.

［責(zé)任編輯：丹興］

Discussion on Construction of Integrated Monitoring System of the Three Gorges Project

WANG Guo-yin1，2，ZHANG Xue-rui1，LUO Xiao-bo2，WU Di1，WANG Ding-yi3

（1.Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology，Chinese Academy of Sciences Chongqing 400714，China；2.College of Computer Science and Technology，ChongqingUniversity of Posts and Telecommunications，Chongqing400065，China；3.Research Center for Environmental Monitoringand Hazard Prevention of Three Gorges Reservoir，Yangtze Normal University，Chongqing 408100，China）

In ten more years of construction and operation，the“Ecological and Environmental Monitoring System for Three Gorges Project”has been tracking the status and evolution of the eco-environment in the Three Gorges region，and collecting a large amount of background and dynamic observational data before and after the impoundment of the reservoir.With the Project developing gradually from the test-run period to the one of operation and management，it is badly needed to build an integrated monitoring system for the Project，in order to improve the capability of its comprehensive management，ensure its long-term safe operation，and give full play to its potentials，as well as protect the eco-environment，control geological disasters，promote richness and stability of the migrants，and achieve sustainable utilization of the reservoir.This paper analyzes the current status of the existing monitoring system and the needs for an integrated one in the operation and management phase of the Project，andputs forward some suggestions on the construction of such a system.Based on the existing system，it is proposed to increase monitoring sites and indices，enhance monitoring ability，especially the ability of real-time and on-line observations.The purpose of the monitoring will be changed from“follow-up observation and preservation of historical record”during the construction period to the ones“focusing on the application for management while recording the data”in the operation period.This will improve comprehensive monitoring capability of the Project in five aspects，i.e.standardization of the monitoring indices and methods，systematization of the monitoring organization and management，sustainization of the system operation，normalization of the system's social services，and informatization of the system.All these efforts will meet the needs of real-time and emergency management of the Project for comprehensiveness，timeliness，reliability，integrity，and sequence，and provide fundamental information and scientific basis to support scientific cognizance，risk management，and decision-making；to correctly understand the interactions between the project operation，the environmental changes，and human activities；and to objectively reflect the effects and consequences of national planning implementation.

Three Gorges Project；ecological environment；ecosystem；integrated monitoring

X821

A

2096-2347（2016）01-0009-10

2016-03-21

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2014ZX07104-006）。

王國(guó)胤（1970—），男，重慶人，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)江學(xué)者，主要從事生態(tài)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)研究。E-mail：wanggy@ieee.org