衛(wèi)星應(yīng)用呵護(hù)人間最美凈土

文|宋佳 王芳 盧昕平 航天恒星科技有限公司

三江源地區(qū)地處青藏高原腹地，平均海拔4200m，是長江、黃河、瀾滄江的發(fā)源地，被譽(yù)為“中華水塔”。這里是中國面積最大、海拔最高的天然濕地和生物多樣性分布區(qū)之一，是我國最主要的水源地和全國生態(tài)安全的重要屏障。

自2016年以來，航天恒星科技有限公司（以下簡稱航天恒星）的技術(shù)團(tuán)隊(duì)一直致力于用衛(wèi)星應(yīng)用助力青海省生態(tài)文明建設(shè)工作，讓航天科技和衛(wèi)星應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)惠及當(dāng)?shù)亍：教旌阈桥c三江源國家公園管理局聯(lián)合成立了天地一體化信息國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室三江源國家公園分室，積極投入衛(wèi)星應(yīng)用人才進(jìn)入國家公園，與國家公園開展通導(dǎo)遙全面技術(shù)與項(xiàng)目合作（見圖1）。

圖1 航天恒星技術(shù)團(tuán)隊(duì)在三江源采集數(shù)據(jù)

在三江源廣袤的12萬平方千米管轄區(qū)內(nèi)，因地域廣闊、人口稀少，通信網(wǎng)絡(luò)成為在當(dāng)?shù)貙?shí)施生態(tài)保護(hù)的短板。為了解決通信保障問題，航天恒星的技術(shù)團(tuán)隊(duì)為三江源國家公園管理局7個保護(hù)站各配備了一套衛(wèi)星通信固定站，向執(zhí)法監(jiān)督處、部分森林公安派出所、園區(qū)管委會、管理處等配備了衛(wèi)星通信便攜站及衛(wèi)星通信背負(fù)站，并配備了動中通及靜中通衛(wèi)星通信車載站及北斗手持終端。通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)各監(jiān)測站點(diǎn)監(jiān)控錄像的傳送、監(jiān)控路線的傳送以及遠(yuǎn)程語音通信，滿足了三江源國家公園廣域范圍的數(shù)據(jù)傳輸和通信保障的迫切需要（見圖2）。讓這里一個個孤立的站點(diǎn)彼此聯(lián)通，讓生態(tài)保護(hù)工作又向前邁進(jìn)了一步。

圖2 無人區(qū)執(zhí)法監(jiān)察在使用航天恒星的衛(wèi)星通信系統(tǒng)

為了更好地進(jìn)行生態(tài)環(huán)境和野生動物的監(jiān)測，航天恒星技術(shù)團(tuán)隊(duì)開展了三江源國家公園大數(shù)據(jù)二期建設(shè)工作，在我國首次利用國產(chǎn)遙感衛(wèi)星建立了大范圍的生態(tài)系統(tǒng)與人類活動基準(zhǔn)體系，覆蓋范圍達(dá)到了39.5萬平方千米，為三江源國家公園的監(jiān)測、管理提供了精準(zhǔn)的時空基準(zhǔn)，并在基準(zhǔn)上套合了野生動物、生態(tài)修復(fù)工程、自然資源、執(zhí)法檢查等十余種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，及時掌握生態(tài)環(huán)境狀況和變化趨勢。

在全球氣候變化大環(huán)境下，對青藏高原的生態(tài)效應(yīng)也產(chǎn)生了一系列的影響。為了緊密監(jiān)測青藏高原生態(tài)變化，對自然環(huán)境影響的客觀規(guī)律進(jìn)行把握、對環(huán)境突發(fā)事件能夠快速響應(yīng)，航天恒星技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用衛(wèi)星為三江源區(qū)域提供常態(tài)和應(yīng)急監(jiān)測能力（見圖3）。他們利用國產(chǎn)衛(wèi)星遙感獲取宏觀層面的生態(tài)環(huán)境變化信息，無人機(jī)遙感提供精細(xì)化的影像，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控站點(diǎn)提供實(shí)時的監(jiān)控視頻，建設(shè)以衛(wèi)星遙感為核心的數(shù)據(jù)獲取與處理方式，形成鹽湖地區(qū)天空地一體化的立體監(jiān)測能力，為應(yīng)急監(jiān)測和常態(tài)化監(jiān)測提供有效支撐。一方面實(shí)現(xiàn)了以天基大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的高原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析挖掘能力，另一方面實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急情況時能夠第一時間監(jiān)測險情、打通鏈路并啟動應(yīng)急預(yù)案。在這套天地一體化體系的保障下，航天恒星技術(shù)團(tuán)隊(duì)多次保障了青海省乃至國家的重大監(jiān)測任務(wù)，得到了相關(guān)管理部門的認(rèn)可與表揚(yáng)。

圖3 航天恒星技術(shù)團(tuán)隊(duì)開展環(huán)保應(yīng)急保障

圖4 三江源國家公園生態(tài)大數(shù)據(jù)平臺

2017年至今，三江源國家公園生態(tài)大數(shù)據(jù)中心（一、二期）初步建立了國家公園云管理系統(tǒng)和為管理、科研服務(wù)的具備云計算能力的大數(shù)據(jù)平臺（見圖4），完成了數(shù)據(jù)管理、傳輸管理和信息安全的基本軟硬件建設(shè)；在平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了統(tǒng)一、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的三江源國家公園人類活動與生態(tài)系統(tǒng)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)體系，基本完成了15m分辨率（用于生態(tài)系統(tǒng)管理，向社會公開服務(wù)）和亞米級分辨率（用于人類活動管理）基礎(chǔ)地理信息基準(zhǔn)建設(shè)及重點(diǎn)區(qū)域三維展示模塊的建設(shè)；初步實(shí)現(xiàn)園區(qū)各類多源異構(gòu)時空數(shù)據(jù)在統(tǒng)一時空框架下的標(biāo)準(zhǔn)處理、整合統(tǒng)籌、動態(tài)接入、直觀展示與可信決策，為園區(qū)生態(tài)保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)察執(zhí)法、高效管理、科研宣教、社區(qū)發(fā)展等人類活動與生態(tài)系統(tǒng)提供空間信息基準(zhǔn)支撐。

經(jīng)過多年努力，三江源區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)得到大幅改善，林草植被覆蓋度快速增加，湖泊水域和濕地面積明顯擴(kuò)大，水源涵養(yǎng)和水土保持功能不斷提升，三江源源頭重現(xiàn)水草豐美、物種繁茂的和諧景象。