基于卫星遥感的生态环境分区管控监测技术研究

目前,生态环境分区管控成果已经划定完成,其成果如何落地应用还处于探索阶段。生态环境准入清单是管理部门落实空间环境管控和准入的直接依据。本研究以生态环境准入清单为抓手,构建了基于卫星遥感的生态环境分区管控监测技术方法,实现新增或规模扩大生产建设活动与准入清单的符合性分析,并在黄河流域某段进行了实证应用。研究成果不仅能够为生态环境分区管控提供数据基础和技术支持,更能为持续提升生态环境质量、优化空间发展布局和促进高质量发展提供有力支撑和保障。

环境减灾卫星在我国生态环境中的应用

环境与灾害监测预报小卫星星座A、B卫星（简称HJ-1A/B）于2008年9月成功发射。卫星在轨运行10年,为我国生态环境遥感监测提供了重要数据支撑,有力支撑了国家生态环境保护重点工作。

新时期生态环境遥感监测发展思路与举措

近年来,遥感技术发展推动了国家生态环境监测能力的显著提升,生态环境遥感监测作为新质生产力,已成为生态环境保护和生态文明建设不可或缺的技术手段和重要支撑。本文系统阐述了我国生态环境遥感监测的发展现状、面临的形势与需求,分析了现有生态环境遥感监测存在的问题,提出了新时期生态环境遥感监测的发展思路,认为今后需进一步完善生态环境立体遥感监测网络,对标美丽中国建设要求构建遥感监测业务体系,创新运用卫星、无人机、塔基、巡航车船和地面监测设备等构成的“天空地海一体化”协同监测手段,推动形成监测精准、支撑全面、央地联动、智慧高效的生态环境遥感监测协同工作机制。

遥感技术助力生态环境监测监管

近年来,遥感技术在传感器、反演算法应用领域实现了迅猛发展,已迈入“多尺度、多频率、全天候、高精度、高效快速”的发展新阶段。在推进生态文明建设的征途上,生态环境遥感监测以其独特的视角和敏锐的感知能力,有效监测国家生态环境现状及其变化趋势,及时发现生态破坏和环境污染问题。这一技术创新性强,技术含量高,成为生态环境领域新质生产力发展的重要方向。

中国城镇生态环境遥感监测现状及发展趋势

城镇生态环境是国家生态文明和美丽中国建设的重要组成部分,而目前中国城镇化快速发展过程中出现了重污染天气、黑臭水体、土壤污染、城市热岛效应等突出生态环境问题。环境监测是掌握城镇生态环境质量状况、环境管理和环境执法的基础,遥感技术在城镇生态环境监测中发挥着重要作用。文章主要从通常关注的空气质量、水体水质、土壤污染和生态资源4个方面,从遥感数据源、遥感监测模型方法、存在问题等方面概述目前中国城镇生态环境遥感监测的总体现状,指出目前存在城镇复杂地表高反射噪声与气溶胶多次散射引起污染气体反演的不确定性、现有算法无法适用于高浑浊的城镇黑臭水体和高清洁的饮用水源地这两类特殊光谱特征水体、城镇土壤污染难监测、城镇地表温度与生态要素高精度反演等技术瓶颈,以及时空分辨率低、监测精度不高、技术体系缺乏、专题产品少、业务应用程度低等问题与不足,提出中国城镇生态环境综合监测亟需攻克的系列监测要素精度提升关键技术、业务应用模式、服务模式等发展趋势,为中国新时期生态环境保护、打好污染防治攻坚战、城镇化建设等重要工作提供支持。

大气环境监测卫星在生态环境行业应用分析

大气环境监测卫星是首颗生态环境领域大气环境监测专用卫星。卫星搭载了5台有效载荷,可实现CO_(2)主动激光探测和大气细颗粒物的主被动结合探测,以及对气态污染物、云和气溶胶、水环境、自然生态等要素大范围、全天时综合监测,为生态环境遥感监管提供重要的数据支撑。本文从卫星载荷特点及数据获取能力出发,分析了其在生态环境行业的应用能力,并从大气环境、水环境和生态环境监测3个方面,结合在轨测试情况对卫星的应用能力进行详细阐述,可为开展大气环境监测卫星遥感应用提供参考。

环境减灾二号A/B卫星在生态保护红线区植被覆盖信息提取中的应用

选择北京百花山国家级自然保护区作为典型试验区,以我国高分一号(GF-1)卫星数据提取结果作为参考,开展环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星数据在生态保护红线区植被覆盖遥感信息提取中的应用分析。试验结果表明:基于HJ-2A/B卫星16 m多光谱遥感数据对地表植被覆盖度进行估算得到的结果精度、分级统计面积与参照数据估算的结果一致性较好,而且空间分布趋势与参照数据结果也大致吻合,能够满足生态保护红线区植被覆盖信息提取业务需求。下一步可深入挖掘环境减灾二号A/B卫星的应用潜力,通过与高分一号、高分六号卫星进行协同观测,提升防灾减灾、环境保护等业务的能力,更好地服务于国土资源、水利、农业、林业、地震等行业。

生态环境多源卫星遥感数据传输系统设计与实现

基于覆盖范围广、信息量大、可连续观测的特点,卫星遥感技术在生态环境保护工作中发挥了不可或缺的作用,有力地支撑了生态环境监测、督察监管等重要工作。根据卫星遥感数据在生态环境监测、监管方面的应用,将多源遥感数据集合,设计并实现了生态环境多源卫星遥感数据的主动快速传输系统。该系统整合不同数据源卫星数据到同一个平台中,根据用户需求,实现对数据的及时、高效、按需推送,为生态环境监测提供基础数据支撑。研究表明,生态环境多源卫星遥感数据传输系统实现了多源卫星遥感数据的主动快速推送,为生态环境监管提供了及时高效的基础数据支撑。目前已完成江苏南京、江苏泰州、陕西西安等节点的部署和上线运行,为秸秆焚烧、黑臭水体、自然保护区、饮用水源地、生态保护红线等重点业务提供了数据保障,在生态环境监测与监管过程中发挥了积极作用。下一步将开发区域定制化数据服务,不断优化系统功能,提供更高时效的生态环境卫星遥感数据,大幅度提高生态环境监测能力,为生态环境质量考核评价、污染解析、预警应急、监督执法、风险管理等重点工作提供数据服务。

高分五号卫星在轨测试生态环境遥感监测应用

高分五号卫星是我国首颗光谱分辨率最高、定量化要求最高、探测手段最多的高光谱综合观测卫星,是我国高光谱卫星遥感发展的里程碑,是实现国家高分辨率对地观测能力的重要标志。高分五号卫星于2018年5月9日成功发射,在国防科工局的指导下和自然资源部、中国气象局等部门的支持下,生态环境部牵头组织开展为期9个月的卫星工程在轨测试,完成了卫星载荷、地面系统和应用系统的测试工作。

“十四五”生态环境保护目标、 任务与实现路径分析

党的十九届五中全会发布《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》(以下简称《建议》),提出了到2035年基本实现社会主义现代化远景目标和“十四五”时期经济社会发展主要目标,为未来一个时期生态文明建设和生态环境保护提供了方向指引和行动指南。本文基于《建议》和《中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议公报》(以下简称《公报》),分析归纳了我国“十四五”生态环境保护的主要目标,从环境保护与改善、生态保护修复、生态环境保护科技创新及国际合作等方面阐述了“十四五”生态环境保护重点任务与实现路径,重点从构建和优化国土空间开发和保护格局、推动绿色低碳发展、推进清洁生产和加强污染治理等4方面介绍环境保护与改善任务与路径,着重分析了划定并严守生态保护红线、构建以国家公园为主体的自然保护地体系、推动山水林田湖草一体化保护修复、科学开展生态系统评估等生态保护修复重点任务与路径,提出了“十四五”生态环境保护保障措施。本文可为“十四五”生态环境保护规划编制和后续行动提供参考。

国内外河湖流域生态环境治理经验及其启示

河湖流域是一个生态环境保护和社会经济发展的重要地理单元,良好生态环境是河湖流域高质量发展的基础。为了更好地服务于国家生态文明建设和河湖流域生态环境治理,该文通过文献资料调研方式,分析和梳理欧洲莱茵河、日本琵琶湖和我国福建木兰溪在流域生态环境治理与保护方面的经验,对如何开展我国流域生态环境治理得到三点启示:各地方因地制宜地将国家政策法规进行细化,才能切实让国家决策部署落地生效;切实遵循人与自然和谐共生的理念,按照系统修复、整体治理、优化调控的思路,实施系统治理,发挥生态修复和经济结构调整的综合作用;加强社会宣传和自然教育,提高社会公众的生态环境保护意识。

生态环境立体遥感监测大数据顶层设计研究

生态环境立体遥感监测是综合利用地基、空基及天基平台等多元感知体系,实现对生态环境的天地立体化、陆海一体化快速和实时探测。本文总结了生态环境立体遥感监测大数据体量大、类型多、时效性高、应用价值高、真实性强的基本特征,梳理了其建设与应用所面临的挑战,在此基础上,运用系统论方法,开展顶层设计,初步构建了一个中心、两大体系、三个平台、四大原则、五个统一、六大应用的大数据发展思路并提出了加快生态环境立体遥感监测大数据产业化和商业化进程,加快生态环境地面遥感真实性检验站网建设等,推进生态环境立体遥感监测大数据应用的思考和建议。

对甘南高原黄河流域生态环境保护与高质量发展的思考

甘南高原是黄河上游重要的水源补给区和国家西部地区重要的生态安全屏障,梳理识别其区位优势及生态保护和发展问题,并提出针对性的保护发展策略,是甘南高原黄河流域生态保护与高质量发展国家重大战略的现实需要。本文对甘南高原黄河流域现存的生态问题及生态保护的现状进行了分析,指出甘南高原生态优势明显,但生态本底脆弱度高,生态保护形势依旧严峻,绿色产业创新发展滞后等问题,提出了筑牢生态安全屏障提升水源涵养能力、创新生态治理模式、优化构建绿色生态产业布局、健全生态补偿机制的对策建议。

长江经济带生态环境形势和问题及建议

长江经济带不仅是全国高密度的经济走廊之一,也是我国重要的生态功能区及生物资源宝库、中华民族的重要水源地,是中华民族永续发展的重要支撑。多年的高强度开发与不合理利用造成长江经济带环境污染问题严峻,局部生态系统功能退化,跨区域多要素生态环境问题交织,已成为制约长江经济带迈向高质量发展和全面建成小康社会的瓶颈。本文系统剖析了长江经济带存在的生态功能退化严重、生物多样性维护功能下降、环境污染问题突出、饮用水安全隐患明显等生态环境问题,提出了流域综合管理、空间开发秩序、产业结构调整、生态补偿制度、环保科技支撑等方面的长江经济带生态环境保护若干建议,以期为长江经济带生态环境保护和绿色发展提供参考。

环境减灾二号A/B卫星16m相机在植被遥感监测中的应用测试

植被遥感监测是我国在生态监测、生物多样性保护等方面的主要研究内容之一。文章选取以北方暖温带落叶林为主的黄龙县和以南方亚热带常绿林为主的开化县为研究区,以归一化植被指数(NDVI)为监测指标,以空间分布、直方图、散点图等统计特征的差异为分析对象,对环境减灾二号A/B卫星CCD影像和高分一号卫星宽视野(WFV)影像的植被遥感监测结果进行对比,以研究环境减灾二号A/B卫星在植被监测方面的应用情况。

遥感技术在水生态环境管理的应用与前景

随着遥感数据源的不断丰富,遥感技术不断提高,可以解决越来越多的水环境问题。指出了当前水生态环境管理方面的主要需求,结合目前遥感技术的发展,对国内外的水环境遥感研究进展进行综述。以湖泊富营养化监测与评估、核电站温排水遥感监测及城市黑臭水体遥感监测为案例,具体阐述遥感在水环境管理中的应用方法及成效。未来水生态环境管理发展趋势将以水污染防治为主向水污染防治和水生态修复与保护并重发展。基于此趋势,提出遥感在水生态修复的应用潜力,利于更多地方部门积极有效应用遥感技术,解决水生态环境问题。

基于生态环境分区管控的生物多样性保护建议

“三线一单”生态环境分区管控制度是我国当前完善生态环境治理体系和提升现代化治理能力的重要举措,其中优先保护单元为保护物种栖息地、维持生物多样性功能提供了全新保护网络与重要监管支撑。本文简要回顾了生态环境分区管控的现状及发展历程,以优先保护单元中生态保护红线为例,分析了生态环境分区管控在保护重要生态空间、保障栖息地完整性和连通性以及管控人为开发活动中发挥的作用,讨论了制度实施中存在的监测评估制度缺失、区域人为干扰活动增多、主动监测能力依旧薄弱等问题,并提出了建立分区管控遥感监测体系、加大生态环境人为活动管控力度、加强新技术方法应用和推动各部门协同监管等对策建议。

生态环境立体遥感监测“十四五”发展思路

结合当前生态环境保护总体形势和生态环境监测管理实际需求,讨论生态环境立体遥感监测“十四五”发展思路,提出构建天-空-地一体的生态环境立体遥感监测网络,建立生态环境立体遥感监测业务体系和指标体系,实施三大生态环境立体遥感监测重大工程,更好地指导当前和今后一个时期的生态环境立体遥感监测工作开展。

生态环境一体化智慧监管系统平台设计

目前,生态环境保护是全球面临的重要挑战之一。为了加强对生态环境的监管,许多国家和地区开始引入智慧监管系统平台。设计一个生态环境一体化智慧监管系统平台,运用遥感监测、大数据与人工智能等技术实现了生态环境监管的智能化和自动化,介绍了平台设计包含的基本概念、关键技术和应用场景。生态环境一体化智慧监管系统平台的设计将为生态环境保护工作提供更高效、精确和可持续的监管手段,推动可持续发展。

中低分辨率卫星蓝藻水华监测面积校正研究:以GOCI-2为例

面对中低分辨率影像因监测尺度较低而导致其估算湖泊蓝藻水华面积精度较差这一问题,文章以GK 2B卫星上搭载的多光谱成像设备GOCI-2为例,选取太湖研究区,分析了GOCI-2与Sentinel-2卫星遥感影像水华面积提取结果的差异,研究了GOCI-2混合像元中NDVI值与水华面积占比的关系,并进行回归分析;以此为基础构建了面向GOCI-2的水华面积校正模型,并对该模型进行精度验证和比对分析。试验结果表明:混合像元中水华面积占比与NDVI值非线性正相关,直接用NDVI阈值法提取的蓝藻水华面积比实际值偏大;经模型校正后GOCI-2水华面积监测平均精度由67.8%提升到90.0%,且校正模型对NDVI阈值设定不敏感;与EVI、AFAI水华提取算法相比,NDVI能更好的反映出水华在混合像元中的占比。文章的研究成果可为GOCI-2影像在水华监测领域的应用提供一定参考。