環(huán)境遙感，助推環(huán)境監(jiān)管轉型升級

龐貝　楊進平

2016年8月10日，長征四號運載火箭成功將高分三號衛(wèi)星送入預定軌道。

至此，繼“高分一號”、“高分二號”等衛(wèi)星之后，“高分”家族又添得力干將。這些“高分”衛(wèi)星，就像一雙雙“天眼”，它們在看什么，又怎樣看？

這還要從十年前說起。

高分辨率對地觀測系統(tǒng)是我國正在著手研發(fā)的新一代高分辨率對地觀測系統(tǒng)。2006年，我國將高分辨率對地觀測系統(tǒng)作為當年部署的16個重大專項之一，列入《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》。

實際上，“高分”專項是一個非常龐大的遙感技術項目，包含至少7顆衛(wèi)星和其他觀測平臺，2010年5月全面啟動，計劃到2020年建成我國自主的陸地、大氣和海洋觀測系統(tǒng)。

遙感是什么，有那么重要嗎，需要國家花這么大力氣部署？

遙感，顧名思義，遙遠的感知，它是指非接觸的，遠距離的探測技術。在高分專項系列衛(wèi)星發(fā)射應用之前，我國的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)長期依賴進口，國土、水利、林業(yè)、海洋等行業(yè)每年都要花大價錢去購買國外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

國土信息資源如果仰賴他人，國家安全如何保障？

在遙感技術的應用上，環(huán)境遙感以探測地球表層環(huán)境的現(xiàn)狀及其動態(tài)變化為目的，涉及水環(huán)境、大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、土壤環(huán)境等領域，是遙感應用的大戶。

而提到環(huán)境遙感應用，環(huán)境保護部衛(wèi)星環(huán)境應用中心（以下簡稱“中心”）是首屈一指的存在。中心是2009年由中央機構編制委員會批準設立的環(huán)境保護部直屬事業(yè)單位，人員編制65人，內設8個二級機構，包括辦公室、綜合業(yè)務部、運行管理部、航空遙感部、水環(huán)境遙感部、大氣環(huán)境遙感部、生態(tài)環(huán)境遙感部、環(huán)評與規(guī)劃遙感部，主要承擔衛(wèi)星遙感技術在環(huán)境領域的應用、研究與開發(fā)以及衛(wèi)星環(huán)境應用系統(tǒng)的建設、管理等工作。

造“天眼”織“天網(wǎng)”，建設平臺提升能力

其實，上文提到的“高分”家族，只是遙感應用中非常典型的一種，并不能涵蓋遙感的全部。遙感還包括地面遙感、航空遙感（氣球、飛機）、航天遙感（人造衛(wèi)星、飛船、空間站、火箭）。

為了更好地織起環(huán)境遙感監(jiān)測這張“天網(wǎng)”，中心積極配合有關部門，先后成功發(fā)射環(huán)境一號A、B、C星，并積極參與“高分一號”等高分辨率衛(wèi)星立項、研制及發(fā)射，完成衛(wèi)星在軌測試并開展了一系列環(huán)境保護應用示范；

環(huán)保部積極牽頭和參與的“高分五號”衛(wèi)星工程（預計2017年發(fā)射）和2顆16米光學衛(wèi)星工程（預計2019年發(fā)射），以及大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星、“高分五號”后續(xù)星立項工作的積極推進，使我國開展大范圍、快速、動態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測成為可能；

在航空遙感方面，中心完成了5架無人機購置與系統(tǒng)集成，配備了高分辨率光學相機、紅外相機、視頻攝像機等無人機載荷，形成了集成一體化的無人機環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，填補了環(huán)保系統(tǒng)航空環(huán)境遙感的空白，初步形成了突發(fā)環(huán)境事件、重點區(qū)域環(huán)境污染等無人機監(jiān)測能力；

在平臺建設方面，中心構建了環(huán)境衛(wèi)星環(huán)境應用系統(tǒng)，使我國首次擁有了集衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取、加工處理、信息提取、綜合分析、產品生產、業(yè)務化應用于一體的衛(wèi)星環(huán)境應用平臺。

除此之外，中心還建成全國十年生態(tài)變化遙感調查評估系統(tǒng)平臺，使環(huán)境遙感業(yè)務運行保障能力明顯提高；建成了高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項環(huán)境應用示范系統(tǒng)平臺，大幅提升環(huán)境遙感的定量化和精細化水平；新建了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收站，具備了同時接收9顆國內外衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源的能力，為環(huán)境遙感監(jiān)測的業(yè)務化運行提供了基本的數(shù)據(jù)保障；向全國200多家相關單位分發(fā)了5.7萬多景遙感數(shù)據(jù)產品，數(shù)據(jù)覆蓋我國大部分地區(qū)，使環(huán)境遙感業(yè)務運行支撐和服務能力逐步提高。

馭“天眼”巡九州，污染態(tài)勢盡收眼底

環(huán)境遙感在數(shù)據(jù)獲取上具有多層次、多時相、多功能、多專題的特點，在應用方面具有多源數(shù)據(jù)處理、多學科綜合分析、多維動態(tài)監(jiān)測和多用途的特點。

針對環(huán)境遙感在應用領域的這些特點，中心積極開展環(huán)境遙感應用，支撐服務國家污染防治。

“APEC藍”、“閱兵藍”……這些曾經刷爆朋友圈的熱詞與中心的工作密不可分。當然，這只是中心工作的一個維度。在更廣闊的層面上，中心正在以它組建的環(huán)境遙感監(jiān)測網(wǎng)將中國大地盡收眼底，服務著國計民生。

在大氣環(huán)境遙感應用領域，中心積極行動，支撐服務國家大氣污染防治。

目前，已初步實現(xiàn)全國秸稈焚燒火點、灰霾、沙塵、氣溶膠等大氣環(huán)境遙感監(jiān)測產品的業(yè)務化生產，創(chuàng)新開展區(qū)域大氣顆粒物、污染氣體、散煤燃燒、夜間秸稈焚燒遙感監(jiān)測以及空氣質量影響遙感評估等業(yè)務，累計上報《全國秸稈焚燒遙感監(jiān)測日報》、《全國重點城市群灰霾監(jiān)測周報》等各類報告5200多期。中心充分發(fā)揮遙感技術特長，積極應對2013年、2015年全國大范圍重污染天氣過程，及時編報信息，得到了部領導充分肯定；中心有力支撐了杭州G20峰會、抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵活動、北京APEC會議、北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、西安世園會等重大活動空氣質量保障工作，編報遙感監(jiān)測報告200多期；積極服務北京、河北等10多個省市的大氣環(huán)境監(jiān)測與污染防治工作，向地方環(huán)保部門提供監(jiān)測報告600多期，在區(qū)域大氣污染防治、大氣環(huán)境應急監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用。

水環(huán)境遙感應用領域，中心初步實現(xiàn)“三湖”等大型水體水質、水華、富營養(yǎng)化，核電站溫排水、近海海域水質、赤潮、溢油等水環(huán)境遙感監(jiān)測產品的業(yè)務化生產，創(chuàng)新開展30多個重點城市黑臭水體、京津冀地區(qū)農村垃圾、300多個飲用水源地、全國面源污染、80多個良好湖庫、淮河等流域岸邊帶、北京市河流干涸斷流、我國大陸岸線變化、海岸帶海水養(yǎng)殖等遙感監(jiān)測與應用，累計上報《水華遙感監(jiān)測日報》、《水華遙感監(jiān)測日報年報》、《水體富營養(yǎng)化遙感監(jiān)測季報》、《核電廠溫排水遙感監(jiān)測月報》、《全國面源污染遙感監(jiān)測年報》等水環(huán)境遙感監(jiān)測成果4600多期，針對各類水環(huán)境污染事件開展了30多次應急監(jiān)測，在區(qū)域/流域水污染防治、水環(huán)境應急監(jiān)測等工作中發(fā)揮了重要作用，支撐服務著國家水污染防治。endprint

在生態(tài)環(huán)境遙感應用領域，中心完成全國生態(tài)環(huán)境十年變化遙感調查與評估項目，系統(tǒng)獲取了全國、典型區(qū)，及各省（市、區(qū)）生態(tài)系統(tǒng)格局、質量、功能、脅迫及生態(tài)問題等信息，摸清了近十年全國生態(tài)環(huán)境變化，向國務院上報了調查評估報告并得到李克強總理重要批示；中心持續(xù)開展自然保護區(qū)、資源開發(fā)區(qū)、生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)、國家重點生態(tài)功能區(qū)、重大自然災害應急、跨界流域生態(tài)等遙感監(jiān)測、分析與評估，創(chuàng)新開展生態(tài)保護紅線監(jiān)管、重大生態(tài)保護與建設工程實施成效評估、生態(tài)資產評估、易災地區(qū)生態(tài)環(huán)境、全球變化問題評估等遙感監(jiān)測與應用，累計上報遙感監(jiān)測評估報告500多期；中心根據(jù)中央領導和部領導批示，組織開展了秦嶺北麓采石及其動態(tài)變化、青海省祁連山區(qū)黃河源頭木里礦區(qū)資源開采及生態(tài)影響遙感監(jiān)測，針對騰格里沙漠工業(yè)排污事件先后編報遙感監(jiān)測與分析快報7期和圖集1份，有力地支撐了中央領導批示的具體落實；中心還根據(jù)部領導要求，實現(xiàn)了每年2次對全國400多個國家級自然保護區(qū)人類活動和生態(tài)系統(tǒng)變化的動態(tài)監(jiān)測；另外，中心還開展了三江源地區(qū)生態(tài)變化、洞庭湖周邊生態(tài)變化、廣西北?！按竺撞荨鄙锶肭?、中越和中哈邊境地區(qū)生態(tài)狀況等大量生態(tài)遙感監(jiān)測與應用工作，有力地支撐了國家生態(tài)保護管理決策。

除上述外，中心還積極開展環(huán)境執(zhí)法、應急等遙感應用，支撐服務環(huán)境監(jiān)管。對河北、山西、河南等地工業(yè)聚集區(qū)大氣污染源進行了120多個架次的無人機巡查，發(fā)現(xiàn)問題企業(yè)460家，有力打擊和震懾了企業(yè)偷排行為；開展了國家重點生態(tài)功能區(qū)556個縣域生態(tài)環(huán)境質量遙.感核查，遙感監(jiān)測結果被納入縣域生態(tài)環(huán)境質量考核評分體系，有力地支撐了縣域生態(tài)環(huán)境質量監(jiān)測、考核和評價工作；開展貴州、張家口等典型尾礦庫環(huán)境風險遙感監(jiān)測，為環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法提供有力支撐；積極開展天津港“8.12”特別重大火災爆炸、大連溢油、松花江化學品桶、汶川地震、玉樹地震、尼泊爾地震、舟曲泥石流、官廳水庫水色異常、黃海滸苔、渤海溢油、日本地震核事故等環(huán)境應急監(jiān)測和評估，為環(huán)境應急管理提供了高效決策支持；開展全國在建和擬建核電項目廠址遙感監(jiān)測，大亞灣、田灣核電站溫排水遙感監(jiān)測，武廣高鐵、小灣電站等重大建設項目環(huán)保驗收遙感應用，為環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法、環(huán)境應急、核安全監(jiān)管、環(huán)評管理等提供了有力技術支撐；開展了土壤環(huán)境遙感監(jiān)測與應用試點。

深鉆研廣交流，夯實基礎拓寬思路

近年來，環(huán)境問題的頻發(fā)和人們對于環(huán)境問題的重視為遙感技術的應用提供了舞臺，同時也促進了遙感技術的進一步發(fā)展。

作為環(huán)境科學和遙感科學的交叉學科，環(huán)境遙感已經成為當前的研究熱點之一。環(huán)境遙感已經成為全球性、區(qū)域（流域）性乃至城市層次的生態(tài)環(huán)境問題研究的重要手段，為生態(tài)環(huán)境規(guī)劃和環(huán)境系統(tǒng)研究提供了強有力的工具。

如何將這一手段推向更為深廣的層次，并在這一領域爭取自己的話語權，中心一直在積極行動著。

中心自成立至今，在環(huán)境遙感科學的應用研究方面頻頻發(fā)力，主持高分專項“環(huán)境保護遙感動態(tài)監(jiān)測信息服務系統(tǒng)”、水專項“國家水環(huán)境遙感技術體系與示范”等課題2項；主持國家發(fā)改委環(huán)境衛(wèi)星應用系統(tǒng)工程、國家科技支撐項目“基于環(huán)境一號等國產衛(wèi)星的環(huán)境遙感關鍵技術研究”、國家環(huán)保公益重大項目“環(huán)境污染事故航空遙感應急監(jiān)測關鍵技術研究與應用”、國家發(fā)改委衛(wèi)星產業(yè)化項目“多源衛(wèi)星遙感生態(tài)環(huán)境信息專題產品生產與服務”、國家863、973、國際科技合作項目、環(huán)境遙感應用標準項目、國家自然科學基金等30多項；在環(huán)境專用載荷、圖像處理、大氣環(huán)境遙感、水環(huán)境遙感、生態(tài)環(huán)境遙感等方面取得系列創(chuàng)新成果，編制了《自然保護區(qū)人類活動遙感監(jiān)測技術指南（試行）》、《無人機環(huán)境遙感監(jiān)測基本作業(yè)規(guī)范》等技術規(guī)范。特別是“環(huán)境一號衛(wèi)星環(huán)境應用系統(tǒng)工程及其關鍵技術研究”、“國家環(huán)境質量遙感監(jiān)測體系研究與業(yè)務化應用”等2個項目均榮獲國家科技進步二等獎。此外還完成了國家環(huán)境保護衛(wèi)星遙感重點實驗室建設并通過驗收。

除上述工作外，中心積極開展國內外學術交流與科技合作，與美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭、德國等相關研究機構建立了技術交流機制；完成國家遙感中心環(huán)境遙感業(yè)務部、中華環(huán)保聯(lián)合會入會手續(xù)辦理；與中國遙感應用協(xié)會、中國環(huán)境科學學會等機構進行了積極溝通與交流；與青海、河北、云南、吉林、山東、山西、廣東、重慶等多個地方環(huán)保廳局簽署了業(yè)務合作協(xié)議，積極支持江蘇環(huán)保部門開展太湖藍藻水華遙感監(jiān)測，支持河北環(huán)保部門開展灰霾遙感監(jiān)測，支持青海環(huán)保部門開展三江源生態(tài)遙感監(jiān)測與應用，正在支持西藏環(huán)保部門開展環(huán)境遙感監(jiān)測機構和能力建設；共組織召開8次環(huán)境遙感監(jiān)測技術培訓班，培訓人員近干人，提高了地方環(huán)境遙感應用水半。

近些年來，中心在環(huán)境遙感應用、科研、能力建設等方面開展了大量工作并取得了明顯成效一一

先后成功發(fā)射環(huán)境衛(wèi)星3顆，配備無人機系統(tǒng)5套，實施全國生態(tài)遙感調查專項1項，編報各類環(huán)境遙感報告上萬期，開展應急監(jiān)測120多次，組織實施環(huán)境遙感相關重大科研項目30多項，獲國家科技進步二等獎3項、省部級科技獎項15項（其中一等獎4項），登記軟件著作權18項，獲批專利16項，出版專著40多部，發(fā)表學術論文420多篇……

上述工作，促使我國環(huán)境監(jiān)測進入衛(wèi)星應用時代，成果被國務院、環(huán)保部及各級政府部門大量采用，有力地支撐了國家環(huán)境管理決策和生態(tài)文明建設。

“致廣大而盡精微”，環(huán)境遙感憑借以衛(wèi)星應用為主的“天眼網(wǎng)”，將中國大地盡收眼底，正在越來越多的領域大顯身手。endprint