生态环境自动遥感监测系统应用

冯林子

摘要：“星图智慧不仅加快推动青岛市崂山区卫星应用和空天信息产业的发展，同时也对教育工作和科研事业起着重要的支撑作用。”近日，在空天信息与数字经济创新发展论坛上，山东科技大学测绘与空间信息学院教授孙林表示。卫星测绘是基于各类测绘卫星获取地理信息和提供地理信息服务的重要手段，卫星测绘能力和应用水平是国家对地观测能力的直接反映。加强卫星测绘能力建设，提升卫星测绘应用水平，对于抢占对地观测制高点、满足经济社会发展对地理信息技术和应用的迫切需求、推进测绘地理信息事业改革创新发展具有重要意义。

关键词：生态环境；自动遥感监测系统；应用

1生态环境监测能力建设发展现状

1.1生态环境监测网络建设日趋完善

地方各级人民政府和生态环境主管部门积极落实《生态环境监测网络建设方案》要求，推动科学全面设点，生态环境监测网络覆盖范围和布局不断优化完善，目前基本建成了涵盖环境质量、重点污染源、生态状况等的国家、省、市、县四级监测网络。其中，国家建成了由1436个城市环境空气质量自动监测站、2767个地表水环境监测断面和1946个地表水水质自动监测站、1500余个海洋环境监测点位、近8万个土壤环境监测点位构成的生态环境监测网络，为各要素环境质量评价与考核排名提供了全面支撑。各类监测站点的功能和指标进一步拓展，部分水质自动监测站增加了重金属、生物毒性(鱼)、粪大肠菌群等监测指标；在京津冀及周边地区、汾渭平原及周边地区、长三角地区等重点区域90个重点城市积极推进颗粒物组分自动及手工监测网络建设，共布设102个颗粒物组分自动监测站、99个手工采样点、38个激光雷达观测站等，在78个城市开展118项挥发性有机物监测，在7个城市开展光化学监测，实现了我国环境空气监测从单纯的质量浓度监测向化学成分监测的重大推进，为准确研判污染来源和成因分析、做出有效应对措施提供了有力支撑。

1.2环境预报预警和应急监测能力大幅提升

在环境预报预警方面，“十二五”期间，以臭氧、细颗粒物和酸雨为特征的区域性复合型大气污染问题日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多。2013年，中央财政支持率先建设京津冀区域环境空气质量监测预报预警中心，到2014年年底，长三角和珠三角等重点区域已具备环境空气质量预报预警能力。到“十三五”末期，31个省(区、市)已全部建立空气质量监测预报预警体系，构建完成“国家—区域—省级—城市”四级重污染天气预报网络，区域和省级基本具备7～10天空气质量预报能力，区域重污染过程预报准确率接近100%，重点城市污染跨级别预报准确率接近80%，国家空气质量预报技术达到世界先进水平。

2生态环境监测能力建设发展对策建议

2.1多项高科学技术共同发力

遥感技术作为生态环境监测中一个非常重要的手段，有着常规技术战略监测所没有的优势。国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确指出，要做大做强卫星及应用产业，进一步促进高端装备与新材料产业突破发展，引领中国制造新跨越。建立天地一体化的生态遥感监测系统，可以充分利用大数据卫星遥感技术，对生态环境进行全面客观科学及时的评价。遥感的覆盖范围广、成本低、速度快，而且能够动态监测，结果比较客观。航天遥感是世界各国竞相发展的战略性新兴产业，根据美国UCS发布数据，截至2021年1月1日，全球在轨遥感卫星有909颗。我国共有在轨活跃遥感卫星181颗，在轨卫星数量世界第二。从分辨率、光谱上看，都有了很大提高。同时，空间遥感平台和遥感器日益丰富，观测方式及数据类型也更加多样化。光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式。地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。如果说肉眼光学成像能看到物质的形状、尺寸等信息，光谱分析则能获取物质的成分信息。高光谱遥感的特点是能在可见光到短波红外的光谱区间连续成像，传统的彩色相机只能记录红绿蓝三个通道的影像，且每个通道的带宽很宽，而高光谱成像所记录的通道数量可以达到数百个，且光谱通道很窄，分辨率很高，其光谱探测范围远远超过了人类肉眼的感知范围，能够探测人眼无法看到的大量信息，提高人们对自然和物质的认识。

2.2优化站点布局，建立全面覆盖、均衡布设、类型多样的生态环境监测网络

优化调整国家和地方大气、地表水、地下水、土壤、海洋、声、生态、农村等环境质量监测站点布局和指标项目，推进央地一体化监测网络布局。结合实际需要，建设综合标准站、微型站、单指标站、移动站等多种类型的站点，在保障常规监测站点的基础上，建议地方加强特色站、功能站建设，推进监测指标项目多样化，国家监测网和地方监测网实现站点互补、功能互补、各有侧重、数据共享，更加科学、全面地反映生态环境状况和变化趋势。在大气方面，建设完善以自动监测为主、覆盖城乡的大气环境立体综合监测网络，监测站点向污染严重的乡镇(街道)和工业园区延伸。在地表水方面，构建以水质监测为主、向水生态监测拓展的地表水监测网络，进一步提高重点流域、重要饮用水水源地水质自动监测预警能力以及重点流域水生态调查监测能力。在土壤和地下水方面，建设以保障安全、支撑风险管控为目的的土壤和地下水监测网络，布局水土风险协同监测点位，重点覆盖地下水型集中式饮用水水源地、矿山地质影响区、重点工业园区、固废危废集中处理处置场、规模化畜禽养殖场等污染风险区域和农产品种植地等重点地块。在海洋方面，建设完善以近岸海域为重点，逐步覆盖远海海域的海洋生态环境监测网络。在声环境方面，优化完善城市区域、道路交通及功能区声环境监测站点布局，建立以自动监测为主、手工监测为辅的声环境监测网络。在生态方面，建设基本覆盖全国典型生态系统、自然保护地、重点生态功能区和生态保护红线区的生态质量综合监测站和监测样地。在农村方面，选取一批特色村庄统一布设空气、地表水和土壤环境质量监测点位，重点加强农村集中式饮用水水源地水质自动监测能力。

2.3服务“双碳”目标，全方位、多层次加强温室气体监测技术支撑能力

加快构建完善国家、区域、城市、行业四个层面的温室气体监测技术方法体系，建设业务化运行的温室气体地面监测网络，提高温室气体卫星遥感监测能力，逐步建立全国、重点区域、城市、行业温室气体监测大数据分析应用平台，全面提升温室气体立体化监测水平。在国家和区域层面，重点加强全国二氧化碳浓度空间分布研究，提升重大战略区域大气温室气体浓度监测、典型区域土地利用与植被覆盖年度变化监测等技术支撑能力。在城市层面，有序推进直辖市、省会城市、计划单列市以及其他工业经济发展较好的地级市开展温室气体监测能力建设，研究制定有针对性的城市温室气体监测方案，提高城市温室气体源汇特征、排放规律、变化趋势预测及减排潜力分析能力。在行业层面，逐步建立完善火电、钢铁、建材、有色、石化、化工、石油天然气开采、煤炭开采、污水处理等重点行业温室气体排放监测技术体系，明确监测点位、监测方法、质控要求等，提高重点行业温室气体排放监测技术水平，支撑校核重点行业企业温室气体排放量核算工作，为重点行业碳达峰行动和碳交易市场建设提供数据支持。另外，还需加强海洋、森林、土壤等生态系统碳汇监测能力，试点建立蓝碳生态系统碳储量调查和监测评估体系，探索构建森林碳汇计量监测体系，研究建立农业、草地、沼泽、湿地等不同类型的土壤碳通量监测评估体系，支撑生态系统碳汇研究工作。

3结论

加强地方财政支持生态环境监测能力建设。垂直管理改革落地后，结合各级财政事权和支出责任划分，各级生态环境部门应积极争取地方财政资金支持，保障省站、区域站、驻市站、区县站基础能力建设资金，构建权责清晰、分级保障、长效稳定的生态环境监测机构基础能力建设财政资金投入机制。

参考文献：

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