遙感
——海洋生態(tài)文明建設(shè)的“千里眼”

文｜黃華文 劉黎明

海洋是人類的生命搖籃，一望無際的“藍(lán)色大地”，蘊(yùn)含的生物、礦物、可再生能源及空間資源都是我們無法估量的。我國是海洋大國，海洋是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要資源和戰(zhàn)略空間。然而在海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，船舶排污、陸源污染和海洋資源的開發(fā)活動(dòng)等不斷影響著我國海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，海洋生態(tài)環(huán)境壓力依然較大。黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會(huì)主義事業(yè)“五位一體”總體布局，同時(shí)提出了中國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略。在國家戰(zhàn)略的指引下，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的重要性凸顯，這是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是加快建設(shè)海洋強(qiáng)國、實(shí)現(xiàn)人海和諧共生的根本要求和基礎(chǔ)保障。

面向無垠的大海，要實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)難度非常大——監(jiān)測(cè)范圍廣、監(jiān)測(cè)指標(biāo)多、更新頻次高、常規(guī)技術(shù)手段難以滿足。衛(wèi)星遙感結(jié)合無人機(jī)遙感技術(shù)，作為一種強(qiáng)大的空間信息技術(shù)，從空天角度對(duì)海洋監(jiān)測(cè)，可以形成強(qiáng)大的感知能力，在建設(shè)海洋強(qiáng)國、維護(hù)海洋權(quán)益和加快發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。

千里凝視，衛(wèi)星遙感一覽海洋盡

衛(wèi)星遙感是衛(wèi)星家族中重要的一員，專門負(fù)責(zé)給地球“拍照體檢”。千里之外一張影像可以覽盡很多內(nèi)容，在空間精度上最高可以達(dá)到0.5米，豐富的波段能構(gòu)建對(duì)海洋監(jiān)測(cè)的圖像立方體，可以發(fā)現(xiàn)更多蘊(yùn)含在影像中的信息。這些衛(wèi)星在千里之外的“凝視”，可以采集海洋各種信息，便于掌握海洋生態(tài)環(huán)境狀況，“一圖在手，要素全知”。

■ 多光譜/高光譜遙感海洋監(jiān)測(cè)

衛(wèi)星遙感的強(qiáng)大功能，可以實(shí)現(xiàn)海島海岸帶監(jiān)測(cè)、海洋水體環(huán)境監(jiān)測(cè)和海洋調(diào)查，具體包括監(jiān)測(cè)海島使用情況、入海排口、岸線狀況、海漂垃圾、海洋牧場(chǎng)、海上溢油、赤潮暴發(fā)、海水顏色。此外，還可以通過反演技術(shù)提取海水中的葉綠素、黃色物質(zhì)、懸浮物、無機(jī)氮、總磷、溶解氧等，全息展示海洋環(huán)境在時(shí)間、空間上的“面貌”變化。衛(wèi)星遙感作為海洋生態(tài)環(huán)境重要監(jiān)測(cè)手段之一，已得到廣泛應(yīng)用，新的業(yè)務(wù)場(chǎng)景不斷涌現(xiàn)。衛(wèi)星遙感凝視千里，為守護(hù)“綠水”提供“天空之眼”，一覽海洋生態(tài)環(huán)境全貌。

焦點(diǎn)“訪談”，無人機(jī)遙感詳窺海洋相

衛(wèi)星遙感大范圍快速監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)明顯，而近年快速發(fā)展的無人機(jī)技術(shù)由于具有機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，可為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)執(zhí)法提供及時(shí)準(zhǔn)確遙感數(shù)據(jù)，已成為海洋生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的新秀，是衛(wèi)星遙感的一種重要補(bǔ)充手段。

■ 遙感海洋水質(zhì)監(jiān)測(cè)

■ 海洋養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)（紫菜筏架）

如果說衛(wèi)星遙感的特點(diǎn)是普查，那么無人機(jī)遙感核心特點(diǎn)則是聚焦目標(biāo)開展應(yīng)急詳查，支撐精細(xì)化監(jiān)測(cè)、取證和執(zhí)法。無人機(jī)同樣不受空間與地形條件的制約，通過構(gòu)建基于無人機(jī)遙感的智能監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)管、處置實(shí)施的閉環(huán)全周期管理應(yīng)用體系，在近海可以掌握海島、海岸帶和水域的情況，助力構(gòu)建三維數(shù)字海島、圍填海精確取證測(cè)量、海洋污染事件調(diào)查等。

服務(wù)三大“掌握”，遙感從天而降

“十四五”期間，國家對(duì)海洋生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)提出了明確的目標(biāo)——“對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的分布格局掌握清楚，對(duì)典型生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與演變趨勢(shì)掌握清楚，對(duì)重大生態(tài)問題和風(fēng)險(xiǎn)掌握清楚”三大總體目標(biāo)。海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)要求進(jìn)一步提高，掌握近海生態(tài)趨勢(shì)、近岸海域生態(tài)類型分布和典型生態(tài)系統(tǒng)狀況、典型生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)警指標(biāo)，以及進(jìn)行海洋生態(tài)狀況綜合評(píng)價(jià)和重大生態(tài)問題風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能力提升都需要強(qiáng)有力的監(jiān)測(cè)支撐，遙感技術(shù)在各方面都能發(fā)揮巨大作用，“從天而降”的遙感技術(shù)定將在“十四五”期間的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中大放異彩。

目前，國內(nèi)有不少企業(yè)都在開展這方面的技術(shù)研究和業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用。例如，上海普適導(dǎo)航科技股份有限公司將遙感技術(shù)和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)相融合，不斷探索海洋生態(tài)環(huán)境遙感應(yīng)用模式，構(gòu)建了星地同步的協(xié)同監(jiān)測(cè)體系，突破遙感定量分析等關(guān)鍵技術(shù)，在AI技術(shù)潮流下，“遙感＋AI”使海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)逐步向智能化方向發(fā)展。

■ 無人機(jī)海島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

星辰護(hù)海，成就碧水藍(lán)天

在生態(tài)文明建設(shè)、高質(zhì)量發(fā)展、海洋強(qiáng)國建設(shè)等大背景下，遙感技術(shù)應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。海洋環(huán)境遙感會(huì)實(shí)現(xiàn)多遙感平臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同化，通過和人工智能—大數(shù)據(jù)—知識(shí)圖譜等技術(shù)融合，構(gòu)建一個(gè)綜合的海洋遙感監(jiān)測(cè)大平臺(tái)。遙感，一定能當(dāng)好海洋生態(tài)文明建設(shè)的“千里眼”，眾星辰護(hù)海，終能成就碧水藍(lán)天！