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王桥主任解读国务院办公厅《生态环境监测网络建设方案》文章在中国环境报刊发

发布时间:2015年08月25日

2015817日,中国环境报刊发了环境保护部卫星环境应用中心王桥主任针对国务院办公厅近日印发《生态环境监测网络建设方案》中环境遥感监测相关内容的解读文章。全文如下:

 

加强环境遥感监测 提升环境管理水平

(发表时间:2015-08-17 来源:中国环境报 作者:王桥)

 

国务院办公厅近日印发《生态环境监测网络建设方案》(以下简称《方案》)。《方案》在第二条“基本原则”、第六条“加强生态监测系统建设”、第十二条“提升生态环境风险监测评估与预警能力”、第二十条“提升生态环境监测综合能力”中都涉及环境遥感监测的内容。

  环境遥感监测的意义

  环境遥感监测是天地一体化环境监测预警体系建设必不可少的重要环节。具有大范围、快速、动态、客观等技术特长,是地面环境监测的有效补充。可推动我国环境监测由点上向面上发展、由静态向动态发展、由平面向立体发展。

  《方案》在“基本原则”中提出要依靠科技创新与技术进步,强化卫星遥感等高新技术应用,这说明党中央、国务院已经充分认识到了环境遥感监测的重要性。

  环境保护部部长陈吉宁在76日到环境保护部卫星环境应用中心(以下简称“卫星中心”)调研时,高度肯定了环境遥感监测发挥的重要作用。并指出今后环境遥感监测与应用不仅要成为环境管理的“眼睛”,而且要成为环境决策的“大脑”。

  “十二五”期间国务院发布的《关于加强环境保护重点工作的意见》(国发〔201135号)、《国家环境保护“十二五”规划》(国发〔201142号)、《大气污染防治行动计划》(国发〔201337号)、《国务院办公厅关于加强环境监管执法的通知》(国办发〔201456号)等文件中,均不同程度要求推进环境专用卫星建设及其应用,提高环境遥感监测能力,强化卫星遥感、无人机等技术监控手段运用。20154月,中共中央、国务院出台《关于加快推进生态文明建设的意见》,明确提出要“利用卫星遥感等技术手段,对自然资源和生态环境保护状况开展全天候监测,健全覆盖所有资源环境要素的监测网络体系”。

  上述文件精神,是国家层面对环境遥感监测与应用不断强化的体现,而《方案》对环境遥感监测期望更高,内容也更加具体,是落实中共中央、国务院《关于加快推进生态文明建设的意见》的细化措施。这些国家环保大政方针,为环境遥感监测工作持续快速发展提供了新的契机。

  环境遥感监测工作成效

  《方案》之所以高度重视环境遥感监测,是因为近些年来,环境遥感监测与应用已经取得了突出成效。

  2003年,环境保护部成立环境卫星筹备办公室,主要负责开展环境卫星立项论证、卫星应用系统建设、卫星应用科研、环境遥感应用示范等工作,为环境一号卫星的立项、研制、发射、业务化应用等奠定了坚实基础。2009年中央编办批准设立环境保护部卫星环境应用中心之后,在有关部门共同努力下,环境遥感监测和应用能力显著提升。建成了环境遥感业务大楼,形成了环境遥感业务化应用技术体系和运行能力,拥有了一支60多人的专业技术队伍,遥感应用支撑环境管理成效明显。

  从地方来看,青海省成立了专门的生态环境遥感监测中心,在地方环境遥感应用方面做出了表率。江苏、河北等环保部门也开展了各具特色的环境遥感应用,并取得了良好成效。环境遥感监测成效主要表现在以下几个方面:

  一是环境专用卫星和无人机遥感不断发展,监测能力稳步增强。

  2008年,国家发射了环境一号A/B星,2012年发射了环境一号C星,三星组网,形成了环境卫星“2+1”星座,实现了2~3天对全国覆盖一次的遥感监测能力。环境一号卫星是国家为加强生态环境监测管理和抗灾减灾能力设立的专门的小卫星星座,拥有光学、热红外、超光谱、雷达等多种探测手段,有利于环保部门大范围、快速、动态的开展生态环境监测及评价,并跟踪部分类型突发环境污染事件的发生和发展,为环境管理提供重要技术支持。

  2013~2014年,国家陆续发射了高分辨率对地观测系统重大专项中的高分一号、高分二号卫星。环境保护部作为主用户部门之一,积极开展高分一号、高分二号卫星在轨测试与环境应用示范,及时高效向全国环保系统推送高分数据。

  另外,环境保护部作为牵头用户的高分五号卫星成功立项(主要用于大气污染探测,目前卫星正在研制中,预计2016年发射)。高分五号卫星后续星、大气环境及污染物监测卫星相关工作取得明显进展。

  针对我国无人机遥感技术的快速发展,卫星中心设立了专门的航空环境遥感应用机构,完成4架无人机配备与系统集成,形成了突发环境事件、重点区域环境污染源无人机遥感监测能力,填补了环保系统航空环境遥感的空白。

  二是环境遥感应用不断拓宽深化,支撑环境管理成效明显。

  从国家层面来看,大力开拓环境遥感技术在污染防治、生态保护、环境执法、环境应急、核安全监管等领域的应用。近5年来,仅卫星中心就编制各类遥感监测报告3500多期,开展应急监测50多次,在支撑环境管理决策方面发挥了重要作用。

  在水环境方面,实现了每日对太湖、巢湖、滇池蓝藻水华进行遥感监测,为防范水体蓝藻水华暴发提供了宏观动态的监测手段。先后完成了307个饮用水水源地风险源、64个重点湖库、重点流域面源、南水北调工程沿线污染源等遥感监测。

  在大气环境方面,每日对全国各地秸秆焚烧火点进行监测,为保障上海世博会、广州亚运会、西安世园会期间区域环境空气质量提供了快捷高效的技术支持,尤其是北京APEC会议期间,调集10多颗军、民卫星,对环境空气质量保障区进行全程监控。

  在生态环境方面,持续开展330多个国家级自然保护区、生物多样性保护优先区、资源矿产开发区等人类活动遥感监测;完成全国违规高尔夫球场建设、陕西秦岭北麓自然保护区生态破坏、青海木里矿区资源开采、云南鲁甸地震生态影响等专项监测;对512个国家重点生态功能区考核县域生态变化情况进行卫星遥感普查,并筛选典型县进行无人机抽查,为生态监管提供了客观可靠的信息支撑。

  在环境应急方面,为应对环境突发事件,开展了大连溢油、松花江化学品桶打捞、日本地震核事故、舟曲泥石流、北方沙尘暴、黄海海域浒苔、广西北海海岸带大米草生物入侵等30余次遥感应急监测和评估,充分显示出卫星遥感手段的显著优势。

  在核安全监管方面,对多个拟建核电项目厂址以及大亚湾、田湾等核电站温排水情况进行了遥感监测。

  在环评方面,为加强大型建设项目施工环境监理和环保验收管理,对武广铁路、中石油广西石化公司炼油工程、河北曹妃甸首钢京唐钢铁公司工程、江苏连云港输变电线路工程、神华集团包头煤制气工程进行了遥感监测和评估。

  全国生态调查专项方面,为摸清2000~2010年全国生态环境现状及变化情况,环境保护部联合中国科学院实施了全国10年生态变化遥感调查专项,由卫星中心和中国科学院生态中心牵头组织实施,吸纳中国环境科学研究院等多家环境保护部直属单位、全国各省级监测站或环科院以及中科院系统有关科研院所参与遥感调查,带动了全国环保系统环境遥感应用及水平提升。

  技术规范方面,为规范环境遥感监测与应用,环境保护部出台了《自然保护区人类活动遥感监测技术指南(试行)》、《无人机环境遥感监测基本作业规范》等技术规范。

  从地方层面来看,青海、河北、江苏等地方环保部门也开展了一系列各具特色、富有成效的遥感应用。

  三是应用基础能力建设不断加强,业务支撑能力逐步提高。

  从国家层面来看,卫星中心建成了环境卫星环境应用系统、全国10年生态变化遥感调查评估系统平台,正在建设高分辨率对地观测系统重大专项环境应用示范系统平台、全国生态保护红线遥感监管平台,向全国200多家相关单位分发了5万多景遥感数据产品,环境遥感业务运行支撑和服务能力逐步提高。

  从地方层面来看,青海、江苏等地方环保部门建立了专业队伍,配备了专业软硬件设施,开发了专用数据服务系统,形成了基本的环境遥感应用能力。

  四是环境遥感科研工作扎实开展,科研创新成果丰富。

  环境保护部组织建成了国家环境保护卫星遥感重点实验室,组织实施高分辨率对地观测系统重大专项、水体污染控制与治理重大专项有关课题,以及环境遥感相关国家科技支撑项目、环保公益项目等10多项,在环境专用载荷、图像处理、环境监测与评估指标、参数反演等方面取得若干创新成果,获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖项3项、登记软件著作权14项、获批专利7项、出版专著20多部。

  五是技术培训与交流广泛开展,地方遥感应用积极推进。

  环境保护部先后组织开展了8期全国环境遥感应用技术培训,培训人员近千人,地方环境遥感应用的积极性和主动性明显增强。与科技部国家遥感中心、中国遥感应用协会、有关高校和科研院所等建立了合作交流机制,与美国、加拿大、澳大利亚、荷兰等国外相关研究机构建立了交流互访机制,与10多家地方环保部门签署了业务合作协议,依托青海、江苏、云南、河北环保部门建成4个环境遥感应用基地,有力地推进了地方环境遥感监测与应用。

  环境遥感监测面临的主要问题

  《方案》之所以提出要加强卫星和无人机遥感监测能力建设,建立天地一体化的生态遥感监测系统,研制、发射系列化的大气环境监测卫星和环境卫星后续星并组网运行,加强无人机遥感监测和地面生态监测,实现对重要生态功能区、自然保护区等大范围、全天候监测,主要是因为目前环境遥感监测发展面临着诸多问题和制约,主要表现在以下几个方面:

  一是环境一号卫星超期服役,环境遥感专用载荷严重缺乏。

  环境遥感监测要素多、手段多样,且精度定量化要求高,需要专用卫星和载荷持续获取数据。一方面,环境一号AB卫星已经严重超期服役,高分辨率对地观测系统重大专项系列卫星尚不能完全满足环境应用需求,支撑目前业务运行的数据源面临断档危险;另一方面,由于国外数据源获取受限,而国内长期缺乏紫外、红外、高光谱、雷达等载荷,无法实现大气污染、水污染及温室气体等监测。

  二是环境遥感业务潜力未充分发挥,地方遥感应用总体薄弱。

  遥感技术已经真正深入气象、国土、测绘等部门主体业务,而现有环境遥感监测业务多以现状监测和数据支撑为主,深入分析评估较少,业务化应用程度还有待提高。另外,除青海、江苏、河北等省区之外,其他省区只开展了零星的环境遥感监测与应用,且环境遥感应用水平普遍不高。

  三是卫星环境应用系统设施老化,地方遥感应用支撑能力差。

  环保部门所建环境应用系统由于立项晚、投资力度不够,数据存储、处理及计算能力不足,大批软硬件设备迫切需要升级换代,现有运行条件客观上制约了环境遥感业务化进程。另外,地方环境遥感能力建设严重滞后,大多数省级环保部门未配备相应的软硬件设施。

  四是环境遥感科研依然比较薄弱,环境遥感标准规范少。

  环境遥感应用技术难度大,目前仍有许多关键技术尚未解决,研究多为经验性和局部性,远未达到定量化水平,未形成独具特色的优势科研领域。另外,环境遥感行业标准体系建设严重滞后于其它行业,难以从技术规范层面引领全国环保系统开展遥感应用。

  五是环境遥感监测网络与机构不健全,专业技术人才缺乏。

  我国专门的环境遥感应用机构在国家层面只有卫星中心,地方层面只有青海省生态环境遥感监测中心。随着环境遥感业务拓展以及能力建设任务不断增加,国家层面环境遥感应用机构急需增加人员编制,补充专业技术人员,培养技术领军人才,地方层面迫切需要增加环境遥感应用机构和从业人员。

  下一步重点工作

  《方案》之所以强调要加强卫星和无人机遥感监测能力建设,研制、发射系列化的大气环境监测卫星和环境卫星后续星并组网运行,定期开展全国生态状况调查与评估,建立生态保护红线监管平台,对重要生态功能区人类干扰、生态破坏等活动进行监测、评估和预警,是因为这正是近期乃至“十三五”期间我国环境遥感监测的重点工作任务。下一步重点工作任务具体如下:

  一是增强环境遥感监测能力。

  推进环境专用卫星建设与发展。研发一批新型环境监测专用卫星有效载荷,新增发射3颗大气环境监测卫星(即高分五号卫星、高分五号后续星、大气环境和污染物监测卫星),三星组网,形成基本的大气污染遥感监测能力;推进4颗纳入《国家民用空间基础设施中长期发展规划》的16米分辨率宽幅光学卫星和5米分辨率雷达卫星立项、研制与发射,夯实环境一号卫星的后续发展基础。

  加大无人机环境遥感监测能力建设力度。加强国家层面无人机能力建设,建立机型齐全、载荷完备、具有全天候作业能力的环保无人机系统,组建稳定的、具备独立作业能力的环境专用无人机飞行队;健全无人机遥感业务技术体系,研究制定无人机环境遥感监测、应用等技术标准规范体系,做好无人机空域协调保障。加强无人机遥感监测应用推广和技术培训,积极推进地方无人机监测能力建设。

  打造天空地协同的环境监测预警体系。加强天地之间“互补、会商、联动”,建立天空地协同的环境监测预警会商、数据共享和成果报送机制;建立全国中低分辨率卫星遥感普查、高分辨率卫星/无人机遥感详查、地面核查相协同的“三查”环境遥感监测业务模式;加强地基遥感监测能力建设,构建与天基、空基相配套的地基遥感监测网络;研发和构建天空地协同环境监测云信息服务平台,实现全国环境遥感与地面环境监测信息的协同挖掘、分析、模拟、评估和预警。

  二是深化环境遥感监测业务。

  大力支撑《水污染防治行动计划》实施。持续深入开展重点湖库蓝藻水华、富营养化、水色异常、核电站温排水等遥感监测与应用;创新开展城市黑臭水体遥感监测分析与评估;加强全国重点饮用水水源保护区风险源及水环境安全遥感监测分析与评估;深化湖库、河流岸边带风险源及流域水生态变化遥感监测分析与评估;强化水环境控制单元风险源、海岸带生态系统、环境风险源等遥感监测分析与评估;推进水环境“三查”能力建设。

  大力支撑《大气污染防治行动计划》实施。持续深入开展全国灰霾、秸秆焚烧、区域沙尘、颗粒物等遥感监测与应用,强化灰霾、秸秆焚烧空气质量影响评估及预报预警业务;创新开展“京津冀风通道”建设遥感相关技术支持研究;做好京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物遥感监测研究分析与评估;创新重点区域氮氧化物、硫氧化物等污染气体遥感监测分析与评估。

  大力支撑《关于加快推进生态文明建设的意见》实施。推进2011~2015年全国生态状况遥感调查和评估项目启动实施;持续深入开展自然保护区、资源开发区、生物多样性优先保护区等遥感监测与应用;加强国家级自然保护区、重点生态功能保护区、生物多样性保护优先区、跨界生态、自然灾害生态影响、生态资产核算、重大生态保护工程成效等遥感监测分析与评估;开展生态保护红线监管地方试点,编制和完善有关技术规范;探索性开展生态系统状况遥感监测与评价指标研究。

  强化环境执法、应急、环评、核安全等遥感应用。根据财政部和环境保护部要求开展县域生态考核工作,做好考核县生态环境明显变化区域筛查和无人机飞行;继续做好京津冀等重点区域大气污染源无人机遥感监察;做好自然保护区、饮用水水源保护区等专项执法遥感应用;做好自然灾害以及溢油、赤潮等突发环境事件遥感监测与环境影响评估;开展黄河中上游化工区、成兰铁路建设环境监理等遥感应用,做好生态文明示范区建设遥感技术支持;开展全国核电站遥感监控与评估,开展核电站限制规划区监测、评估技术研究与示范应用。

  三是加快推进生态保护红线监管平台项目立项实施。

  加快推动全国生态保护红线监管平台项目立项实施,全面实现国家生态保护红线区人类干扰活动、生态系统状况、生态环境承载力、生态资产及保护成效的动态监控与综合评估。建立具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率特征的生态保护红线监管数据库,为生态保护红线划定、监管、执法和评估提供全方位信息服务。研制生态保护红线监测与管理系统、核查与执法系统、数据处理与加工系统、星—地协同与调度系统、会商与服务系统等系统,形成生态保护红线遥感监管业务能力。开展生态保护红线遥感监管业务大楼建设,为生态保护红线监管平台运行与监管工作实施提供基本保障。

  四是加强环境遥感技术研究和基础能力建设。

  环境遥感技术研究方面。加强PM2.5、灰霾、饮用水水源地风险源、面源污染、生态保护红线、矿产开发区等环境遥感应用标准规范研究;加强卫星有效载荷设计与研制关键技术、遥感与地面监测数据同化等应用共性关键技术研究;强化“京津冀风通道”建设遥感相关技术支持、城市区域高分辨率痕量污染气体遥感反演等大气环境遥感应用关键技术研究;开展城市黑臭遥感识别、水生态异常、风险源识别等水环境遥感业务化应用关键技术研究;开展面向业务化运行的生态参数遥感反演、生态系统分类、人类活动信息提取技术与产品工程化生产等研究;开展多源多尺度环评遥感指标体系、技术流程、评估技术研究;研发新型无人机平台和无人机环境专用载荷,开展环境专用无人机系统集成、污染物无人机遥感定量提取研究等。

环境遥感基础能力建设方面。结合大气环境监测卫星等建设,新增相应配套工程建设,扩建和完善卫星环境应用系统,建成具有强大云计算、云服务能力的计算机支撑平台以及开放式终端,形成全国环境遥感业务应用支撑能力。加强卫星环境应用系统区域化改造、数据产品深加工和数据推送系统推广。加强对地方环境遥感应用的业务技术指导,积极推进省级环境遥感能力建设和业务应用。在已有工作基础上,新建一批环境遥感应用基地,新建一批大气环境、水环境、生态环境等遥感综合实验场。

(供稿:综合部)

 

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