環境遙感，助推環境監管轉型升級

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星送入預定軌道。

至此，繼“高分一號”、“高分二號”等衛星之后，“高分”家族又添得力干將。這些“高分”衛星，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是我國正在著手研發的新一代高分辨率對地觀測系統。2006年，我國將高分辨率對地觀測系統作為當年部署的16個重大專項之一，列入《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（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。

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。在高分專項系列衛星發射應用之前，我國的遙感衛星數據長期依賴進口，國土、水利、林業、海洋等行業每年都要花大價錢去購買國外遙感衛星數據。

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，環境遙感以探測地球表層環境的現狀及其動態變化為目的，涉及水環境、大氣環境、生態環境、土壤環境等領域，是遙感應用的大戶。

而提到環境遙感應用，環境保護部衛星環境應用中心（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境保護部直屬事業單位，人員編制65人，內設8個二級機構，包括辦公室、綜合業務部、運行管理部、航空遙感部、水環境遙感部、大氣環境遙感部、生態環境遙感部、環評與規劃遙感部，主要承擔衛星遙感技術在環境領域的應用、研究與開發以及衛星環境應用系統的建設、管理等工作。

造“天眼”織“天網”，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（人造衛星、飛船、空間站、火箭）。

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

環保部積極牽頭和參與的“高分五號”衛星工程（預計2017年發射）和2顆16米光學衛星工程（預計2019年發射），以及大氣環境監測衛星、“高分五號”后續星立項工作的積極推進，使我國開展大范圍、快速、動態環境遙感監測成為可能；

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境監測系統，填補了環保系統航空環境遙感的空白，初步形成了突發環境事件、重點區域環境污染等無人機監測能力；

在平臺建設方面，中心構建了環境衛星環境應用系統，使我國首次擁有了集衛星數據獲取、加工處理、信息提取、綜合分析、產品生產、業務化應用于一體的衛星環境應用平臺。

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

馭“天眼”巡九州，污染態勢盡收眼底

環境遙感在數據獲取上具有多層次、多時相、多功能、多專題的特點，在應用方面具有多源數據處理、多學科綜合分析、多維動態監測和多用途的特點。

針對環境遙感在應用領域的這些特點，中心積極開展環境遙感應用，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境遙感監測網將中國大地盡收眼底，服務著國計民生。

在大氣環境遙感應用領域，中心積極行動，支撐服務國家大氣污染防治。

目前，已初步實現全國秸稈焚燒火點、灰霾、沙塵、氣溶膠等大氣環境遙感監測產品的業務化生產，創新開展區域大氣顆粒物、污染氣體、散煤燃燒、夜間秸稈焚燒遙感監測以及空氣質量影響遙感評估等業務，累計上報《全國秸稈焚燒遙感監測日報》、《全國重點城市群灰霾監測周報》等各類報告5200多期。中心充分發揮遙感技術特長，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，編報遙感監測報告200多期；積極服務北京、河北等10多個省市的大氣環境監測與污染防治工作，向地方環保部門提供監測報告600多期，在區域大氣污染防治、大氣環境應急監測等方面發揮了重要作用。

水環境遙感應用領域，中心初步實現“三湖”等大型水體水質、水華、富營養化，核電站溫排水、近海海域水質、赤潮、溢油等水環境遙感監測產品的業務化生產，創新開展30多個重點城市黑臭水體、京津冀地區農村垃圾、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、海岸帶海水養殖等遙感監測與應用，累計上報《水華遙感監測日報》、《水華遙感監測日報年報》、《水體富營養化遙感監測季報》、《核電廠溫排水遙感監測月報》、《全國面源污染遙感監測年報》等水環境遙感監測成果4600多期，針對各類水環境污染事件開展了30多次應急監測，在區域/流域水污染防治、水環境應急監測等工作中發揮了重要作用，支撐服務著國家水污染防治。endprint

在生態環境遙感應用領域，中心完成全國生態環境十年變化遙感調查與評估項目，系統獲取了全國、典型區，及各省（市、區）生態系統格局、質量、功能、脅迫及生態問題等信息，摸清了近十年全國生態環境變化，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；中心持續開展自然保護區、資源開發區、生物多樣性保護優先區、國家重點生態功能區、重大自然災害應急、跨界流域生態等遙感監測、分析與評估，創新開展生態保護紅線監管、重大生態保護與建設工程實施成效評估、生態資產評估、易災地區生態環境、全球變化問題評估等遙感監測與應用，累計上報遙感監測評估報告500多期；中心根據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變化、青海省祁連山區黃河源頭木里礦區資源開采及生態影響遙感監測，針對騰格里沙漠工業排污事件先后編報遙感監測與分析快報7期和圖集1份，有力地支撐了中央領導批示的具體落實；中心還根據部領導要求，實現了每年2次對全國400多個國家級自然保護區人類活動和生態系統變化的動態監測；另外，中心還開展了三江源地區生態變化、洞庭湖周邊生態變化、廣西北海“大米草”生物入侵、中越和中哈邊境地區生態狀況等大量生態遙感監測與應用工作，有力地支撐了國家生態保護管理決策。

除上述外，中心還積極開展環境執法、應急等遙感應用，支撐服務環境監管。對河北、山西、河南等地工業聚集區大氣污染源進行了120多個架次的無人機巡查，發現問題企業460家，有力打擊和震懾了企業偷排行為；開展了國家重點生態功能區556個縣域生態環境質量遙.感核查，遙感監測結果被納入縣域生態環境質量考核評分體系，有力地支撐了縣域生態環境質量監測、考核和評價工作；開展貴州、張家口等典型尾礦庫環境風險遙感監測，為環境監察執法提供有力支撐；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境應急監測和評估，為環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測，大亞灣、田灣核電站溫排水遙感監測，武廣高鐵、小灣電站等重大建設項目環保驗收遙感應用，為環境監察執法、環境應急、核安全監管、環評管理等提供了有力技術支撐；開展了土壤環境遙感監測與應用試點。

深鉆研廣交流，夯實基礎拓寬思路

近年來，環境問題的頻發和人們對于環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展。

作為環境科學和遙感科學的交叉學科，環境遙感已經成為當前的研究熱點之一。環境遙感已經成為全球性、區域（流域）性乃至城市層次的生態環境問題研究的重要手段，為生態環境規劃和環境系統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，在環境遙感科學的應用研究方面頻頻發力，主持高分專項“環境保護遙感動態監測信息服務系統”、水專項“國家水環境遙感技術體系與示范”等課題2項；主持國家發改委環境衛星應用系統工程、國家科技支撐項目“基于環境一號等國產衛星的環境遙感關鍵技術研究”、國家環保公益重大項目“環境污染事故航空遙感應急監測關鍵技術研究與應用”、國家發改委衛星產業化項目“多源衛星遙感生態環境信息專題產品生產與服務”、國家863、973、國際科技合作項目、環境遙感應用標準項目、國家自然科學基金等30多項；在環境專用載荷、圖像處理、大氣環境遙感、水環境遙感、生態環境遙感等方面取得系列創新成果，編制了《自然保護區人類活動遙感監測技術指南（試行）》、《無人機環境遙感監測基本作業規范》等技術規范。特別是“環境一號衛星環境應用系統工程及其關鍵技術研究”、“國家環境質量遙感監測體系研究與業務化應用”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境保護衛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境遙感業務部、中華環保聯合會入會手續辦理；與中國遙感應用協會、中國環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、重慶等多個地方環保廳局簽署了業務合作協議，積極支持江蘇環保部門開展太湖藍藻水華遙感監測，支持河北環保部門開展灰霾遙感監測，支持青海環保部門開展三江源生態遙感監測與應用，正在支持西藏環保部門開展環境遙感監測機構和能力建設；共組織召開8次環境遙感監測技術培訓班，培訓人員近干人，提高了地方環境遙感應用水半。

近些年來，中心在環境遙感應用、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

先后成功發射環境衛星3顆，配備無人機系統5套，實施全國生態遙感調查專項1項，編報各類環境遙感報告上萬期，開展應急監測120多次，組織實施環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，發表學術論文420多篇……

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

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