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問：高分五號衛(wèi)星有哪些技術特點？在生態(tài)環(huán)境領域中如何應用？
答：高分五號衛(wèi)星又稱高光譜觀測衛(wèi)星，其優(yōu)勢是搭載了系列環(huán)境應用特色高光譜載荷，包括可見短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像探測儀、痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測儀、大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測儀6臺遙感載荷，其中分為兩臺水體陸地探測載荷和4個大氣載荷，這些載荷指標在國際都是非常先進的。比如，可見短波紅外高光譜相機光譜分辨率高達5納米；全譜段光譜成像探測儀的熱紅外波段空間分辨率為40米，這在國際上將是熱紅外波段空間分辨率最高的民用衛(wèi)星。這兩個載荷可以高精度監(jiān)測陸地和水體環(huán)境要素，包括水體污染物濃度、水體熱污染、城市熱島、生物多樣性、地表精細分類等。4個大氣載荷中，痕量氣體差分吸收光譜儀的光譜分辨率高達0.5納米，主要探測二氧化硫、氮氧化物、臭氧等，大氣主要溫室氣體探測儀的光譜分辨率達0.27個波束，主要探測二氧化碳、甲烷等。大氣氣溶膠多角度偏振探測儀有3個偏振通道、9個偏振角度，主要監(jiān)測氣溶膠光學厚度、灰霾污染等。大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測儀光譜分辨率高達0.03個波束，主要用于探測高層大氣中污染氣體、溫室氣體等痕量氣體。
生態(tài)環(huán)境領域中，高分五號衛(wèi)星可有效探測大氣污染氣體、港口/船舶大氣污染、溫室氣體等。可高精度監(jiān)測葉綠素、浮游生物、溶解的有機質，以及各種懸浮物、水生植物等。還可用于水色遙感大氣校正、湖泊藍藻水華監(jiān)測預警、核電廠溫排水、滸苔遙感監(jiān)測等，以及流域非點源污染遙感監(jiān)測、飲用水水源地遙感監(jiān)測等水生態(tài)環(huán)境。可以高精度識別地物類型、植被類型，進行地表溫度、土壤水分、城市熱島效應、生物多樣性、自然保護區(qū)、大型工程生態(tài)環(huán)境破壞等監(jiān)測。
未來主要應用潛力如下：在大氣污染防治工作中，可用于全國灰霾及顆粒物監(jiān)測/分析與預警、揚塵等監(jiān)測與分析、全國揮發(fā)性有機物監(jiān)測與分析等工作。在水污染防治工作中，可用于重點湖庫水質、全國飲用水水源監(jiān)測與分析、近岸海域水環(huán)境監(jiān)測與分析等工作。在土壤污染防治工作中，可用于全國土壤污染場地/污染源動態(tài)監(jiān)測與評估、城市及其周邊區(qū)域土壤環(huán)境監(jiān)測與風險評估等工作。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，可用于全國生態(tài)狀況變化調查與評估、全國生態(tài)保護紅線監(jiān)管、自然保護區(qū)監(jiān)測與評估等工作。另外，還可用于中央環(huán)保督察及環(huán)境專項執(zhí)法檢查技術支持、污染偷排環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法、項目環(huán)評事中事后監(jiān)管/排污許可信息獲取、核電站建設情況動態(tài)監(jiān)控、“一帶一路”沿線國家生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測與調查評估等重要工作。
問：與高分五號衛(wèi)星緊密相關的有國家高分辨率對地觀測專項，衛(wèi)星中心是如何參與的？目前有哪些主要進展？
答：高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（以下簡稱高分專項）是《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006~2020年）》確定的16個重大專項之一，于2010年經(jīng)國務院批準啟動實施。其目標是形成時空協(xié)調、全天候、全天時的對地觀測系統(tǒng)，提高我國空間數(shù)據(jù)自給率，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈，保障環(huán)境保護、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災減災、資源調查、國家安全等重大戰(zhàn)略需求。高分專項包含7顆民用衛(wèi)星，我們環(huán)保作為牽頭用戶和主用戶的有兩顆。其中，高分一號衛(wèi)星為2米/8米分辨率光學衛(wèi)星，主要用戶是自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部；高分五號衛(wèi)星為高光譜觀測光學衛(wèi)星，主要用戶是生態(tài)環(huán)境部、自然資源部、中國氣象局。目前，高分一號、二號、三號、四號、五號衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射。
生態(tài)環(huán)境部在高分專項中占有重要地位，是高分五號衛(wèi)星的牽頭用戶、高分一號衛(wèi)星的主用戶，環(huán)保是高分專項18個行業(yè)應用示范中資金超過1億元的4個重大應用領域之一，體現(xiàn)了國家對高分環(huán)保應用的高度重視。
生態(tài)環(huán)境部高分專項工作主要包括高分五號衛(wèi)星研制、環(huán)境應用示范項目實施、高分衛(wèi)星環(huán)境應用、數(shù)據(jù)分發(fā)與技術培訓等方面。主要進展如下：一是由衛(wèi)星中心承擔的高分環(huán)境應用示范項目取得明顯進展。項目經(jīng)費約1.2億元，分先期攻關、一期工程和二期工程3個階段實施。目前先期攻關項目已完成并于2013年10月順利通過驗收。一期工程項目已完成高分一號、二號衛(wèi)星應用示范和高分三號、四號、五號衛(wèi)星應用關鍵技術攻關，形成19項高分應用技術標準并于2017年4月國家航天日期間公開發(fā)布，環(huán)境應用示范系統(tǒng)已開始運行并在環(huán)境遙感日常監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用，2018年4月完成項目預驗收和審計。衛(wèi)星中心承擔的兩個高分五號衛(wèi)星共性應用技術項目（441萬元）正在積極開展項目成果總結，二期工程項目將按科工局要求積極推進立項。二是高分環(huán)境應用取得顯著成效，衛(wèi)星中心利用高分一號、二號、四號衛(wèi)星等數(shù)據(jù)，在大氣環(huán)境方面對京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)大氣污染源、氣溶膠光學厚度等進行了遙感監(jiān)測，在水環(huán)境方面對太湖流域水華、葉綠素a、懸浮物、透明度等進行了遙感監(jiān)測，在生態(tài)環(huán)境方面對三江源等自然保護區(qū)人類活動干擾、礦產(chǎn)開發(fā)生態(tài)破壞、生境信息等進行了遙感監(jiān)測，在環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法方面對涉及飲用水水源保護區(qū)和自然保護區(qū)的全國28家取締退出的高爾夫球場進行遙感監(jiān)測，為環(huán)境管理提供了重要技術支撐。三是遙感數(shù)據(jù)分發(fā)和技術培訓扎實開展。累計向全國環(huán)保系統(tǒng)40多家單位免費分發(fā)高分一號衛(wèi)星16米遙感數(shù)據(jù)41.6TB，培訓地方環(huán)保部門相關技術人員110人，有力推動了地方高分環(huán)境遙感監(jiān)測與應用。
下一步，將全力做好衛(wèi)星發(fā)射前的各項準備和發(fā)射后的在軌測試、交付使用等工作。積極做好高分專項環(huán)境應用示范一期項目驗收和二期項目立項，扎實開展高分系列衛(wèi)星環(huán)境應用示范，繼續(xù)加強衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)服務和技術培訓，全面支撐服務大氣、水、土壤污染防治及環(huán)境監(jiān)管等環(huán)保重點工作。
問：為什么主要基于“天空地一體化”的技術來實現(xiàn)國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管？
答：生態(tài)保護紅線區(qū)域劃定后，將按照禁止開發(fā)區(qū)域進行管理，實行最為嚴格的生態(tài)環(huán)境保護和用途管制，嚴禁不合理開發(fā)建設活動。然而，生態(tài)保護紅線區(qū)域不僅面積大、分布廣，而且還多分布于偏遠的深山密林和高山峽谷，人跡罕至，全靠人工去嚴防死守是不可行的。
因為衛(wèi)星與航空遙感技術具有大范圍、快速動態(tài)、客觀準確等技術優(yōu)勢，監(jiān)測區(qū)域不受地形地貌和交通條件等限制，時效性強，總成本低。衛(wèi)星、無人機和地面相結合的“空天地一體化”監(jiān)測，衛(wèi)星將“拍片”記錄下生態(tài)保護紅線劃定時刻的生態(tài)環(huán)境狀況，相當于是生態(tài)環(huán)境“底片”，之后發(fā)生的任何生態(tài)環(huán)境變化都可以通過遙感解譯、反演和比對及時發(fā)現(xiàn)；無人機則是通過分辨率超過50厘米的各種相機，對衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的變化進行核實和確認，減少誤判錯判；最后通過地面實地核查和鑒別，完成對違法生態(tài)破壞行為的取證，從而實現(xiàn)及時、快速、準確的生態(tài)保護紅線監(jiān)測監(jiān)管，使各種生態(tài)破壞行為第一時間發(fā)現(xiàn)、第一時間處置、第一時間恢復。
問：國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管平臺項目主要目標和建設任務是什么？
答：項目總體建設目標為：圍繞新時期國家發(fā)展和生態(tài)保護戰(zhàn)略需求，按照劃定并嚴守生態(tài)保護紅線的要求，集成利用衛(wèi)星遙感、云計算、地理信息系統(tǒng)等技術，建成“天—空—地一體化”的國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管平臺，形成監(jiān)管平臺和業(yè)務大樓共同支撐下的生態(tài)保護紅線監(jiān)管能力，服務于生態(tài)保護紅線區(qū)的實時監(jiān)管、預報預警、監(jiān)督執(zhí)法等，及時向社會公眾公開和發(fā)布相關信息。
國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管平臺主要建設任務包括：一是建立全國生態(tài)保護紅線臺賬與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫；二是研發(fā)包括紅線監(jiān)管業(yè)務系統(tǒng)、移動核查與執(zhí)法系統(tǒng)、綜合會商與服務系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與加工系統(tǒng)、星地協(xié)同與調度系統(tǒng)在內(nèi)的五大業(yè)務系統(tǒng)；三是建設包括主機系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、終端設備、系統(tǒng)軟件等計算機軟硬件支撐平臺；四是在中央本級配置5套無人機航空遙感監(jiān)測系統(tǒng)；五是結合既有野外站點在全國六大區(qū)域各建設1個地面定位觀測站和配套定位觀測系統(tǒng)；六是新建業(yè)務用房建筑面積10130平方米，用于業(yè)務科研、系統(tǒng)運營、監(jiān)控會商、無人機庫房、機房及其業(yè)務支撐用房需要。
國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管平臺建成后，將建立中低分辨率衛(wèi)星巡查、高分辨率衛(wèi)星詳查、無人機和地面核查相結合的監(jiān)測監(jiān)管技術體系，形成多尺度、多時相、多類型、多專題生態(tài)紅線監(jiān)管數(shù)據(jù)的快速處理和綜合分析能力，實現(xiàn)對國家生態(tài)保護紅線區(qū)人類干擾活動、生態(tài)系統(tǒng)狀況、生態(tài)環(huán)境風險、生態(tài)系統(tǒng)資產(chǎn)和生態(tài)保護成效等及時監(jiān)測、預警和評估，為國家生態(tài)保護紅線監(jiān)管、評估與考核，保障國家和區(qū)域生態(tài)安全提供全方位技術支撐。
來源：中國環(huán)境報
