生態環境立體遙感監測“十四五”發展思路

李真(山東省東營生態環境監測中心，山東 東營 257100)

0 引言

現階段，遙感監測技術具有著快速、客觀以及大范圍等諸多特點，其在天-地-空的立體式監測預警結構構建中具有著極為重要且無法被替代的作用。當前，由于科學技術的進步，立體遙感技術已經開始往高空間、全譜段以及高光譜、立體化的方向所發展，同時也逐漸進入到大數據的綜合分析時期，最終必然將由被動化監測轉變成為主動化預警。對于生態環境立體遙感監測技術而言，“十四五”時期對于其進一步的發展具有著極為重要的戰略意義，對這一時期的立體遙感監測技術進行科學謀劃，可以為其進一步的發展打下良好的基礎。

1 遙感技術的概念以及特點

1.1 概念

所謂遙感技術實際上就是借助遙感器來對地面上物體的性質進行探測，遙感器通過分析每一個物體產生的不同的波譜相應，來對地面上的各種物體進行精確識別，從而實現遙遠感知的效果。通常情況下，大多通過位于地面上方的飛船、飛機以及衛星等高空飛行物中安裝的遙感器來對地面各項數據信息進行收集，同時從收集到的信息中獲取到所需要的數據，在經過相關記錄、分析、研究以及傳送等實現地面物體精準的識別。

現階段，遙感技術已經成為了一個由地面至天空甚至是到達空間的，可以進行數據信息的收集、信息處理、數據分析與應用，實現了全球綜合化、深層次化、多角度化以及全方位探視與檢測的新型觀測體系，在當前地球資源以及環境信息獲取工作中表現出了無可替代的重要作用。

1.2 特點

就目前的實踐情況而言，遙感技術具有著以下幾個特點：

首先，通過遙感技術可以實現數據資料大范圍的獲取。目前，用于遙感監測的飛行器可飛行的高度達到了約10 千米，而陸地衛星衛星的軌道高度則大約在910 千米，因此能夠實時的收集到一個較大范圍內的數據信息。例如，某陸地衛星的圖像，它總的覆蓋面積在某些情況下甚至可以達到近4 萬平方千米，通過這種類型的宏觀景象圖像，技術人員能夠綜合的分析與研究地球資源以及環境狀況，有助于我國生態環境進一步的發展。

其次，借助遙感技術可以快速的獲取到所需要的信息數據。因為衛星在圍繞著地球進行著有規律的運轉，所以相關人員可以及時的觀察與收集到其經過地區出現的各類自然狀況以及相關的數據，從而有助于原有資料實時的更新，同時還能夠推動實現新舊數據信息變化動態化的檢測，相較于人工實地的勘查還有航空拍攝測量，遙感技術具有著無法比擬的優勢。例如，陸地衛星16 天左右便能夠完成一遍地球覆蓋。

再次，遙感技術在信息的獲取中不會受到過多的約束。不同于某個國家，地球整體的面積極為廣闊，有許多的地方處于“荒無人煙”的狀態，自然條件十分惡劣，很少有人可以到達這種地區，例如沼澤、沙漠以及高山峻嶺等，傳統的環境監測手段很難實現全面監測，但是遙感技術不會受到外界條件的約束，能夠深入到更深層的位置進行檢測，尤其是通過航天遙感能夠實時且全面的收集各地生態環境信息。

最后，遙感技術能夠通過多種方式獲取信息，并且信息量較大。按照任務的種類，可以挑選不同的遙感儀器還有波段來進行信息收集。例如通過可見光來對物體進行探測，同時還可以借助紫外線、微波探測以及紅外線等來對物體進行探測。根據不同的波段物體穿透性不同的原理，還能夠收集到物體內部的各種信息，例如說處在冰層、沙漠以及地面下方的水體與地物性質等等，除此之外，微波波段甚至還可以實現全天不間斷的監測。

2 當前立體遙感監測的實際形勢和進展

2.1 立體遙感監測的需求分析

自黨的十八大召開之后，中央部門便指出了在統籌推進“五位一體”化的戰略布局還有“四個全面”整體發展的戰略等一系列工作中生態文明建設是極為關鍵的一個環節，進而形成了習近平式的生態文明的理念，并指引著生態環境的保護進行歷史性的變革。現階段，我國生態文明的建設處于一個壓力疊加且負重前行的重要階段，黨中央為此特地制定出了諸多的相關法案，同時也對當前生態環境立體遙感監測提出了明確的要求。除此之外，我國的生態環境保護部門以及地方的政府等在目前生態環境管理中的生態監督、大氣環境的監測、督查以及應急技術支持還有水環境的監測等諸多方面都對立體遙感監測技術也都有著極為迫切的需求。

2.2 進展與成效

因為在最近幾年，我國的生態環境管理部門針對水、氣以及生態環境等進行了一系列的立體遙感監測和應用，所以為我國生態環境的管理工作有效的開展提供了有力的支撐，同時還在青海、浙江以及河北等諸多地區進行了生態環境立體遙感監測實際的應用，并對所監測地區的生態環境情況進行了科學以及合理的分析，最終所取得的效果也極為顯著。

(1)立體遙感監測體系的建設。現階段，我國一共有4 顆在軌衛星被用來開展生態環境的遙感監測以及與其相關的配套工作，并且我國有關部門還批準制造了7 顆全新的專門進行環境監測工作的后續衛星，而且在未來，相關的衛星監測還將得到不斷的完善。我國相關的生態保護單位設計出了能夠在同一時間接受多個衛星數據傳輸的地面配套設施，并且還設置了配套的圖形工作站、大型服務器還有存儲設備等一系列硬件設備，同時還構建了一個無人機的監測體系，從而形成了一個基礎的監測系統，同時相關部門還準備建設一個相對應的監管平臺，最終使其形成一個相對完善的監測體系。

(2)當前應用的狀況。我國的生態環境保護部門多年以來已經開展了諸多有關立體遙感監測的業務應用，對于生態環境的監測而言，我國已經完成了大部分國家級還有省級的自然保護地帶動態的定時監測目標，實現了2011 到2015 和2015 到2019 年我國生態環境情況變化的遙感評估以及調查，同時還對國家重點的生態地區縣域的生態質量進行了遙感核查。我國在水環境的監測上完成了“三湖”水化遙感的動態化監測，對全國各個飲用水產地和流域面源的污染等進行了遙感監測。而在大氣環境的監測上，則對我國的秸稈焚燒點以及灰霾重點區域進行了遙感動態化監測，并借助無人機來對工業聚集區開展相關的巡查與監督。除此之外，我國在土壤環境的監測中對一些重點的污染單位進行了空間位置的遙感確認，而且還對我國計劃修建以及正在修建的核電廠以及核電站的溫排水等進行了遙感監測，從而實現了對生態環境有效的監測。

3 發展的思路

3.1 指導的思想

我國生態環境的立體遙感監測在現階段以及未來的發展過程中，都會深入的貫徹以及保持習近平主席的生態文明理念以及全國生態保護大會的精神，堅決執行黨中央以及國務院做出的相關決策部署，同時將服務我國生態環境的監管作為原則，把加速建設科學、權威以及高效化的立體遙感監測系統當做主線，時刻以生態文明的建設還有污染防治的攻堅戰為中心，對生態環境的監測進行全面改革與創新，從而增強立體遙感監測的能力，最終更好為我國的生態環境保護工作助力。

3.2 總體的目標

當前生態環境的立體遙感監測發展目標為構建并且完善現有的立體遙感監測系統，搭建一個國家還有地方可以相互聯動的監測網絡，形成一個頂尖的生態環境的立體遙感監測水平，從而達到全國甚至是全球的生態環境動態化的立體遙感監測，并為我國的生態文明等建設打下了良好的基礎。

4 工作的思路

4.1 構建立體遙感的監測業務網絡

在“十四五”時期，立體遙感監測的發展思路里明確的提出了“打造一張網”的理念，而所謂的“一張網”實際上就是要構造出一個立體遙感的監測網絡(其中包括有監測能力以及監測業務兩種網絡)，最終可以實現對大氣環境、污染源還有水環境等進行立體化、實時化的遙感監測。

(1)監測能力網絡的建設。對于衛星的監測網絡而言，按照國家空間的基礎設備規劃，借助“新建與共享”等方式，來形成“4+4+4”的生態環境的監控衛星體系，從而實現一個全國乃至全球覆蓋的生態環境的立體遙感監測。而對于無人機的監測網絡來說，則需要在我國布置一些無人機的監測系統，從而解決衛星遙感監測的能力不足的問題，進而滿足我國生態環境的監督以及執法等諸多工作的需求。除此之外，還需要在地面建立遙感的真實性檢測點，同時把收集到的數據和有關的部門進行共享與協調，從而滿足模型精度的檢驗需求。

(2)監測業務的網絡。我國在大氣環境方面的監測，對重點的城市開展了大氣顆粒物以及溫室氣體等諸多領域的遙感監測；在水環境的監測中，進行了地下水位的水位變化還有跨界河湖實際面積的改變等遙感監測；而在對污染源進行的監測中，則開展了大氣熱點網格以及面源污染等遙感監測。

4.2 實施三大核心工程

想要讓生態環境的立體遙感監測得到進一步發展，就必須要真正的落實相關的監測工作，并開展我國生態環境保護的紅線監管、綜合化立體遙感的監測以及遙感監測能力的建設等三大核心工程。

(1)紅線監管項目。為了滿足國務院及中共中央提出的相關要求，我們一定要對人類的活動、生態系統的功能、我國植被的情況以及海洋的水質情況等紅線監管類業務進行重點監測，堅決落實黨中央及國務院提出的相關要求，確保我國生態環境得到有效的保護。

(2)綜合化立體遙感的監測項目。在業務的體系上，需要開展的遙感監測的業務共有6 大類總計19 項，其類別分別是環境質量、全球化生態環境、生態情況、核安全以及應急、污染源等；而在技術的體系上，則需要對監測的指標技術還有規范進行深入研究和攻關。除此之外，在監測能力這一方面，還需要建設地面的遙感真實性的監測網絡，并培養出一批專業的監測人員，從而確保監測工作高效的開展。

(3)監測能力的建設項目。為了貫徹以及落實黨中央與國務院在生態環境監測規劃相關文件里提出的要求，就必須要確保在遙感監測網絡里的衛星、對應的應用系統以及無人機監測實現高效的建設，同時借助氣象數據，利用GIS 背景資料來為危害地區、受害作物的范圍以及程度做綜合分析，并評估、計算與預測自然災害未來進一步發展的規律，從而及時制定對應的應急處理方案，有效避免造成更大的損失。

5 結語

總而言之，“十四五”時期是我國生態環境立體遙感監測發展的關鍵期，這一時期的發展思路對于立體遙感監測未來的發展具有著極為重要的意義。在未來，隨著科學技術不斷的發展，我國必然會不斷完善立體遙感監測的實際應用，而“十四五”發展的思路也終將實現，并且一定能夠取得一個顯著的監測效果。