問：高分五號衛星有哪些技術特點？在生態環境領域中如何應用？
答：高分五號衛星又稱高光譜觀測衛星，其優勢是搭載了系列環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星。這兩個載荷可以高精度監測陸地和水體環境要素，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，主要監測氣溶膠光學厚度、灰霾污染等。大氣環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。
生態環境領域中，高分五號衛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、湖泊藍藻水華監測預警、核電廠溫排水、滸苔遙感監測等，以及流域非點源污染遙感監測、飲用水水源地遙感監測等水生態環境。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、大型工程生態環境破壞等監測。
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測/分析與預警、揚塵等監測與分析、全國揮發性有機物監測與分析等工作。在水污染防治工作中，可用于重點湖庫水質、全國飲用水水源監測與分析、近岸海域水環境監測與分析等工作。在土壤污染防治工作中，可用于全國土壤污染場地/污染源動態監測與評估、城市及其周邊區域土壤環境監測與風險評估等工作。在生態環境監測中，可用于全國生態狀況變化調查與評估、全國生態保護紅線監管、自然保護區監測與評估等工作。另外，還可用于中央環保督察及環境專項執法檢查技術支持、污染偷排環境監管執法、項目環評事中事后監管/排污許可信息獲取、核電站建設情況動態監控、“一帶一路”沿線國家生態環境遙感監測與調查評估等重要工作。
問：與高分五號衛星緊密相關的有國家高分辨率對地觀測專項，衛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重大專項（以下簡稱高分專項）是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006~2020年）》確定的16個重大專項之一，于2010年經國務院批準啟動實施。其目標是形成時空協調、全天候、全天時的對地觀測系統，提高我國空間數據自給率，形成空間信息產業鏈，保障環境保護、現代農業、防災減災、資源調查、國家安全等重大戰略需求。高分專項包含7顆民用衛星，我們環保作為牽頭用戶和主用戶的有兩顆。其中，高分一號衛星為2米/8米分辨率光學衛星，主要用戶是自然資源部、生態環境部、農業農村部；高分五號衛星為高光譜觀測光學衛星，主要用戶是生態環境部、自然資源部、中國氣象局。目前，高分一號、二號、三號、四號、五號衛星已經發射。
生態環境部在高分專項中占有重要地位，是高分五號衛星的牽頭用戶、高分一號衛星的主用戶，環保是高分專項18個行業應用示范中資金超過1億元的4個重大應用領域之一，體現了國家對高分環保應用的高度重視。
生態環境部高分專項工作主要包括高分五號衛星研制、環境應用示范項目實施、高分衛星環境應用、數據分發與技術培訓等方面。主要進展如下：一是由衛星中心承擔的高分環境應用示范項目取得明顯進展。項目經費約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、二號衛星應用示范和高分三號、四號、五號衛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布，環境應用示范系統已開始運行并在環境遙感日常監測中發揮了重要作用，2018年4月完成項目預驗收和審計。衛星中心承擔的兩個高分五號衛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。二是高分環境應用取得顯著成效，衛星中心利用高分一號、二號、四號衛星等數據，在大氣環境方面對京津冀、長三角、珠三角等地區大氣污染源、氣溶膠光學厚度等進行了遙感監測，在水環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測，在生態環境方面對三江源等自然保護區人類活動干擾、礦產開發生態破壞、生境信息等進行了遙感監測，在環境監察執法方面對涉及飲用水水源保護區和自然保護區的全國28家取締退出的高爾夫球場進行遙感監測，為環境管理提供了重要技術支撐。三是遙感數據分發和技術培訓扎實開展。累計向全國環保系統40多家單位免費分發高分一號衛星16米遙感數據41.6TB，培訓地方環保部門相關技術人員110人，有力推動了地方高分環境遙感監測與應用。
下一步，將全力做好衛星發射前的各項準備和發射后的在軌測試、交付使用等工作。積極做好高分專項環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星環境應用示范，繼續加強衛星數據分發服務和技術培訓，全面支撐服務大氣、水、土壤污染防治及環境監管等環保重點工作。
問：為什么主要基于“天空地一體化”的技術來實現國家生態保護紅線監管？
答：生態保護紅線區域劃定后，將按照禁止開發區域進行管理，實行最為嚴格的生態環境保護和用途管制，嚴禁不合理開發建設活動。然而，生態保護紅線區域不僅面積大、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。
因為衛星與航空遙感技術具有大范圍、快速動態、客觀準確等技術優勢，監測區域不受地形地貌和交通條件等限制，時效性強，總成本低。衛星、無人機和地面相結合的“空天地一體化”監測，衛星將“拍片”記錄下生態保護紅線劃定時刻的生態環境狀況，相當于是生態環境“底片”，之后發生的任何生態環境變化都可以通過遙感解譯、反演和比對及時發現；無人機則是通過分辨率超過50厘米的各種相機，對衛星發現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，完成對違法生態破壞行為的取證，從而實現及時、快速、準確的生態保護紅線監測監管，使各種生態破壞行為第一時間發現、第一時間處置、第一時間恢復。
問：國家生態保護紅線監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：圍繞新時期國家發展和生態保護戰略需求，按照劃定并嚴守生態保護紅線的要求，集成利用衛星遙感、云計算、地理信息系統等技術，建成“天—空—地一體化”的國家生態保護紅線監管平臺，形成監管平臺和業務大樓共同支撐下的生態保護紅線監管能力，服務于生態保護紅線區的實時監管、預報預警、監督執法等，及時向社會公眾公開和發布相關信息。
國家生態保護紅線監管平臺主要建設任務包括：一是建立全國生態保護紅線臺賬與監管數據庫；二是研發包括紅線監管業務系統、移動核查與執法系統、綜合會商與服務系統、數據處理與加工系統、星地協同與調度系統在內的五大業務系統；三是建設包括主機系統、存儲系統、網絡系統、安全系統、終端設備、系統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測系統；五是結合既有野外站點在全國六大區域各建設1個地面定位觀測站和配套定位觀測系統；六是新建業務用房建筑面積10130平方米，用于業務科研、系統運營、監控會商、無人機庫房、機房及其業務支撐用房需要。
國家生態保護紅線監管平臺建成后，將建立中低分辨率衛星巡查、高分辨率衛星詳查、無人機和地面核查相結合的監測監管技術體系，形成多尺度、多時相、多類型、多專題生態紅線監管數據的快速處理和綜合分析能力，實現對國家生態保護紅線區人類干擾活動、生態系統狀況、生態環境風險、生態系統資產和生態保護成效等及時監測、預警和評估，為國家生態保護紅線監管、評估與考核，保障國家和區域生態安全提供全方位技術支撐。
來源：中國環境報
