兩會說環保 | 全國政協委員高吉喜：今年將拓展全國“五基”生態協同監測布點

生態環境監測是生態環境保護的基礎?！丁笆奈濉鄙鷳B環境監測規劃》提出，建立天地一體的生態質量監測網絡，指標涵蓋生態格局、生態功能、生物多樣性等。

生態環境部衛星環境應用中心設計“五基”協同生態遙感監測體系，集天基衛星、空基遙感、航空無人機、移動巡護監測車和地面觀測設備五種手段為一體，可以實現近實時360°高精度監測。

在全國政協十四屆一次會議期間，全國政協委員、生態環境部衛星環境應用中心主任高吉喜接受新京報記者采訪時表示，今年將圍繞減污降碳和應對氣候變化等重點工作需求，拓展 “五基”協同立體監測在全國的監測范圍。

“五基”配合，形成近實時360°高精度監測

新京報：去年9月，“五基”協同生態遙感監測體系亮相“奮進新時代”主題成就展，受到了廣泛關注。作為提出者和設計者，請談談生態環境部衛星環境應用中心為何要設計這一體系？

高吉喜：衛星遙感監測是一種大范圍、快速響應、客觀準確的技術手段，已經在生態環境監測和監管執法等領域發揮了重要作用。經過近5年的建設，國家生態保護紅線監管平臺于去年通過了專家評審驗收，標志著國家生態保護紅線監管平臺在經歷了從設計、建設兩大階段后，正式進入運行階段，也標志著國家在生態環境監管能力建設方面取得里程碑式成果。

隨著社會經濟快速發展，生態環境保護監管必須要滿足“高精度、全方位、短周期”的需求，天基衛星較好地解決了大面積周期性生態環境監管問題，但其存在空間分辨率與重訪周期相互制約的問題。米級分辨率的衛星，重訪周期至少在1個月，而重訪周期短的衛星，大多空間分辨率在千米級以上。

為滿足對重點區域的實時監測，并突破云霧等限制因素，我們從2019年開始，在實踐中研發了巡護監測車和空基遙感監測平臺，與天基衛星、無人機和地面監測逐步形成了五位一體的“五基”協同生態遙感監測體系?？栈b感可以根據監測目標不同，實時調整監測周期，更加靈活機動。

形成這樣的近實時360°高精度監測后，監測周期可以縮短到半小時，監測精度可達到亞米級。在這一精度下，能看清保護區內的一只野生動物。

新京報：“五基”體系集天基衛星、空基遙感、航空無人機、移動巡護監測車和地面觀測設備五種手段為一體，能否舉個應用場景的例子，介紹它們是如何優勢互補的？

高吉喜：生態保護紅線作為維護國家生態安全的底線和生命線，嚴格禁止開發性、建設性活動。衛星環境應用中心持續開展了自然保護區、生態保護紅線的人為干擾活動和生態破壞問題遙感監測，為中央環保督察、國家級自然保護區綠盾行動提供了數千條典型問題線索。以人為活動監測為例，天基衛星是當前較為成熟的監測手段，具有監測范圍廣、數據空間連續、監測指標多等優勢，是人為活動遙感監測的基礎。我們通過國家生態保護紅線監管平臺建設，建成了疑似人為活動變化圖斑的自動檢測能力，精度可以達到90%，效率比人工作業提高了3-5倍。

我們將這些疑似人為活動變化圖斑推送至移動巡護監測車進行實地核查，一方面檢查遙感監測結果的準確性，另一方面對細小圖斑作進一步核查。對于一些人、車無法到達的區域，可利用移動巡護監測車配備的無人機進行核查。

對于核查結果，我們會反饋到天基衛星，優化人類活動快速變化解譯模型，減少誤判，提升解譯精度。同時，在開發建設活動頻發、重要道路出入口等敏感地區部署空基遙感系統，搭載超遠距離紅外監視系統、高清透霧相機等設備，重點監測工程車輛、人員和牲畜活動等內容。一旦發現區域工程車輛、人員出現頻次增加，表明這個區域可能有新的開發建設活動，同時啟用移動巡護監測車開展實地核查。

攻克技術難題，精細化評估植被生長狀況

新京報：“五基”體系中有哪些黑科技？突破了哪些技術難題？

高吉喜：“五基”體系并不是由多種監測平臺、載荷和技術方法簡單羅列、堆積構建的監測體系，而是從生態遙感監測需求出發，通過裝備、數據和應用等多種協同技術，將監測過程中每個節點相互聯結，構建形成的多維度、多節點、非線性的復雜監測網絡。

以空基遙感中的技術研發為例，我們將衛星上用的載荷“落地”高空平臺，由垂直監測改為360°旋轉傾斜觀測，這個過程中有兩個關鍵技術需要解決。一個是雖然相比垂直觀測，傾斜觀測可以展示更多的信息，譬如樹木高度、胸徑等，但也面臨著角度畸變、幾何偏移等問題，需要通過技術研發解決以上問題。

另一個需攻克的技術問題是如何在復雜背景的情況下，實現工程車輛、放牧、人員等移動目標的精準識別和跟蹤，這些都是需要通過技術攻關來解決。

 “五基”協同監測體系的建立，并不是追求什么黑科技，更重要的是追求實用化，為生態保護紅線等重要生態空間監測監管工程化、業務化運行提供實用性技術手段和所需裝備。

新京報：“五基”體系有利于生物多樣性觀測，是如何實現的？

高吉喜：生態環境部衛星中心很早就利用衛星遙感和地面觀測數據開展了全國生態狀況遙感調查評估，基本掌握了國家重點保護動植物棲息地分布格局。

在此基礎上，我們聯合有關科研院所，進一步開展了生物多樣性遙感監測方面的研究攻關和實踐應用，將生物多樣性觀測從單一的生態系統多樣性發展到物種多樣性和生態系統多樣性并重。

利用“五基”協同監測體系，一是謀求對森林、草地等植被的更精細立體監測，獲取樹高、樹冠、胸徑、生物量等參數，精細化評估植被類型以及生長狀況，特別是探索利用無人機監測草原物種類型。對生態系統來講，短周期的監測可以更好地了解植物的生長變化規律，可以更準確地了解植物的光合作用和二氧化碳吸收變化規律。

另外，基于機器學習研發野生動物智能識別模型，可以實時觀測和識別大型野生動物。目前在四川寶興，我們部署的設備已經發現了2次大熊貓、7次林麝、18次小熊貓以及百余次其他野生動物的活動。

再者，空基遙感和移動巡護監測車中搭載聲紋識別儀器，通過鳥類聲紋技術，可實時識別和辨析鳥類類型，分析鳥類分布熱點地區以及生活習性。

將建立“五基”協同監測技術體系，在全國應用推廣

新京報：目前，“五基”體系已在通遼開展應用，為什么選擇這里？應用取得了哪些成效？

高吉喜：通遼市有一個國家山水林田湖草沙一體化保護和修復工程，進行先期部署示范有重要的意義，可以對項目修復成效實時評估。

我們利用高分辨率衛星遙感數據解譯，獲得通遼市土地利用和生態系統分布數據，在此基礎上部署空基遙感，開展走航監測。

利用空基遙感開展植被指數、植被覆蓋度、葉面積指數、人車移動、鳥類等監測，通過車載激光雷達對保護區開展移動掃描，獲取株高、冠幅、胸徑、郁閉度等精確的植被三維信息，最后通過地面觀測數據對空基遙感、移動巡護產品進行驗證。

目前監測產品具有較好的穩定精度，與天基衛星觀測相比，空基遙感能夠獲得最高達分米級、天/小時級的高光譜觀測信息，移動監測車可以獲得精確的植被三維信息。結合空基、走航監測成果，可以顯著提升對生態系統空間細節變化的監測能力。

在人類活動監測方面，通過移動目標檢測追蹤技術開展多視角、多距離（百米到公里級）、多焦距（短焦、中焦、長焦）人類活動監測，在可視條件優良情況下實現5公里范圍內牲畜、行人及車輛的發現與跟蹤，具備了精準、快速發現人類干擾活動能力。

新京報：未來使用范圍是否會在全國鋪開？

高吉喜：國家生態保護紅線監管辦法已明確利用”五基”體系監測監管人類活動。因此，未來必然會按照深入打好污染防治攻堅戰的總體要求，圍繞減污降碳和應對氣候變化、生態保護紅線監管、生態環境監督執法等重點工作需求，進一步拓展 “五基”協同立體監測在全國的布設。

屆時將結合試點地區的生態環境特征、風險和管理需求，建立“五基”協同生態環境立體遙感監測技術體系，然后在全國進行更大范圍應用推廣。