衛星中心負責人就衛星遙感環保領域應用和高五發射有關問題答記者問
2018年5月9日凌晨，高分五號衛星發射。衛星中心負責人就高分五號衛星的技術特點和國家高解析度對地觀測專項等相關問題回答了記者的提問。
問：衛星遙感技術近幾年在環保領域發揮了哪些重要作用？
答：近幾年，在我部的大力指導下，衛星中心利用環境一號、高分一號、高分二號、TERRA/AQUA-MODIS等國內外多源衛星遙感數據，基於研發的環境衛星應用系統、高分環境應用示範系統等平台，實現了每日對全國秸稈焚燒火點、每月對重點區域灰霾進行遙感動態監測，有力支撐了杭州G20峰會、北京APEC會議、北京奧運會、上海世博會等重大活動空氣質量保障以及全國重污染天氣應對；
實現了每周對太湖、巢湖、滇池藍藻水華和富營養化的遙感動態監測，開展了全國300多個飲用水源地、80多個良好湖庫、30多個重點城市黑臭水體、近岸海域赤潮和溢油等遙感監測，有力支撐了我國水污染防治；
完成了2000-2010年全國生態環境變化遙感調查與評估項目，摸清了近十年全國生態環境變化，調查報告得到了李克強總理重要批示；
正在實施2010-2015年全國生態狀況調查評估，初步完成調查評估總報告編製；國家生態保護紅線監管平台項目獲批立項並啟動實施；
研究編製《生態保護紅線監管技術指南》，完成國家生態保護紅線監管平台試運行任務；
實現了每年2次對全國400多個國家級自然保護區、每年1次對全國600多個省級自然保護區人類活動變化的遙感動態監測，特別是根據中央領導批示開展了祁連山生態破壞、騰格里沙漠工業排污、青海木里礦區資源開採及生態影響等遙感監測與評估，有力支撐了國家生態保護管理；
根據我部土壤污染詳查工作需要開展了土壤污染重點行業企業篩選、重點行業企業空間位置遙感核實等工作；
對河北、山西等地工業聚集區大氣污染源進行了數百個架次的無人機巡查，對天津港特大火災爆炸、大連溢油、松花江化學品桶、汶川地震、舟曲泥石流等突發事件進行了遙感應急監測和評估，對全國在建和擬建核電廠址進行了遙感監測，開展了武廣高鐵等重大建設項目環保驗收遙感應用，有力支撐了國家環境執法、環境應急、核安全監管及環評管理。
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、大氣環境紅外甚高解析度探測儀6台遙感載荷，其中分為2台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解析度高達5納米，譜段數量約320個，空間解析度30米，幅寬60公里；
全譜段光譜成像探測儀12個譜段，幅寬60公里，空間解析度為20米和40米，其中，熱紅外波段空間解析度為40米，這在國際上將是熱紅外波段空間解析度最高的民用衛星；
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。
四個大氣載荷中，痕量氣體差分吸收光譜儀的光譜解析度高達0.3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解析度達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。大氣環境紅外甚高解析度探測儀光譜解析度高達0.03個波束，主要用於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、氣溶膠光學厚度等。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。還可用於水色遙感大氣校正、水體熱污染監測、湖泊藍藻水華監測預警、核電廠溫排水、湖泊富營養化評估、近海赤潮、滸苔遙感監測等，以及流域非點源污染遙感監測、飲用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、蒸散、城市熱島效應、生物多樣性、自然保護區、土地利用類型、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於全國灰霾及顆粒物監測/分析與預警、全國污染氣體監測/分析與預警、城鄉散煤燃燒、揚塵等監測與分析、全國揮發性有機物VOCs監測與分析、重點區域溫室氣體監測與分析。
水污染防治工作中可用於重點湖庫水質、水華監測預警、城市水環境監測/分析與評估、全國飲用水水源監測與分析、全國面源污染監測與估算、重點流域水環境監測與分析、近岸海域水環境監測與分析。
土壤污染防治工作中，可用於全國土壤污染場地/污染源動態監測與評估、設施農業土壤污染監測與評估、礦產資源集中開採區土壤污染監測與分析、城市及其周邊區域土壤環境監測與風險評估等。
在生態環境監測中，可用於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、生物多樣性保護優先區域監測與評估、國家重點生態功能區監測與評價、區域生態系統監測及生態資產評估、城市生態環境監測與評估、農村垃圾監測與分析、國家重大生態保護治理工程建設效果評估等工作。
另外，還用於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、資源開發生態破壞及恢復情況監測、固體廢棄物堆放環境監管、重點環境風險源調查與評估、項目環評所需環境要素和違法信息獲取、項目環評事中事後監管/排污許可信息獲取、規劃環評與戰略環評技術支持、核電站建設情況動態監控、核與輻射應急監測、突發環境事件應急監測、突發環境事件恢復情況監測與評估、「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：聽說與高分五號衛星緊密相關的有國家高解析度對地觀測專項，你們環保處於什麼位置？衛星中心是如何參與的？目前有哪些主要進展？
答：高解析度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，於2010年經國務院批准啟動實施，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2顆。其中，高分一號衛星為2米/8米解析度光學衛星，主要用戶是自然資源部、生態環境部、農業部；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、四號衛星已經發射，高分五號衛星2018年5月發射。
生態環境部在高分專項中佔有重要地位，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個行業應用示範中資金超過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。生態環境部一貫重視高分專項工作，翟青副部長為高分專項領導小組成員，劉志全司長為高分專項工程副總指揮，我是高分專項應用系統副總設計師。監測司、科技司和衛星中心非常重視專項工作，專門成立工作組，安排專人進行項目管理。
生態環境部高分專項工作主要包括高分五號衛星研製、環境應用示範項目實施、高分衛星環境應用、數據分發與技術培訓四個方面。主要進展如下：
一是生態環境部牽頭的高分五號衛星研製順利。該衛星已於2016年6月轉入正樣研製階段，預計2018年上半年發射，現已組織完成衛星在軌測試方案、大綱和細則編報，衛星的發射將填補國產衛星監測污染氣體、溫室氣體等空白，大幅提升我國大氣環境監測能力；2018年2月底，科工局組織召開高分五號衛星星箭出廠審定會，目前星箭已運往發射基地，發射前準備工作應該基本就緒。
二是由衛星中心承擔的高分環境應用示範項目取得明顯進展。該項目經費約1.2億元，分先期攻關、一期工程和二期工程三個階段實施。目前先期攻關項目已完成並於2013年10月順利通過驗收。一期工程項目已完成高分一號、二號衛星應用示範和高分三號、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並於2017年4月國家航天日期間公開發布，環境應用示範系統已開始運行並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。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；
三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。
例如，2016年杭州G20峰會空氣質量保障期間，利用高分二號等衛星資料，對杭州市及其周邊省市重點工業企業停產及限產情況開展遙感監測，共獲取衛星數據65景，數據量達111G，製作專題圖18幅，向生態環境部相關司局上報環境遙感應急監測快報5期，為會議期間空氣質量保障提供了重要技術支撐。
2014年11月APEC會議期間，對京津冀地區大氣污染源進行動態遙感監測與排查，編報監測專報13期，為保障區域空氣質量提供了有力支撐。2015年2-4月，貫徹落實中央領導和部領導批示，對騰格里沙漠企業排污情況進行了遙感動態監測，編報監測快報7期、圖集1份，得到部領導充分肯定；
四是遙感數據分發和技術培訓紮實開展。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後的在軌測試、交付使用等工作。積極做好高分專項環境應用示範一期項目驗收和二期項目立項，紮實開展高分系列衛星環境應用示範，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：以2017年為例，請您歸納概括下咱們衛星中心為你們部里的環境管理工作提供了哪些重要支撐？
答：2017年，中心緊扣我們部里的重點工作，共編報各類環境遙感監測報告1173期, 獲部領導批示21次，其中綜合性分析報告數量明顯增加，有力支撐了大氣污染防治、水污染防治、土壤污染防治、生態文明建設、中央環保督察等重大環保戰略的實施，並在「一帶一路」高峰論壇空氣質量保障、京津冀地區納污坑塘監測、自然保護區監管、環境監察執法、土壤污染詳查等重點工作中發揮了關鍵技術支持。具體來說，我分別從以下大氣環境、水環境、生態遙感和環境監管執法遙感應用幾個方面介紹。
（1）大氣環境遙感應用成效明顯
持續鞏固和優化全國秸稈焚燒及其空氣質量影響、三大城市群灰霾、北方地區沙塵、京津冀地區顆粒物等遙感監測與應用，並將顆粒物監測範圍由京津冀地區拓展到京津冀及周邊六省區，新增污染氣體濃度及排放監測用於環境形勢分析業務，在「一帶一路」國際合作高峰論壇、春節和國慶等重要節日空氣質量保障、空氣質量專項督查等重大活動中發揮了重要作用。全年共編製大氣環境遙感監測報告266份，獲「一帶一路」國際合作高峰論壇北京市服務保障工作領導小組感謝信1封。
（2）水環境遙感應用亮點突出
持續加強重點湖庫藍藻水華、城市黒臭水體、飲用水風險源等水環境遙感監測，鞏固湖泊富營養化、面源污染、良好湖庫生態考核、河流岸邊帶、近海海岸線及滸苔、核電站溫排水、河流斷流及農村非正規垃圾場等遙感監測，創新開展了納污坑塘、人工凈化濕地工程等監測業務，第一時間發現了5月和11月太湖兩次大面積水華暴發。全年共編報水環境遙感監測報告739份，其中1份上報國辦，8份獲得部領導批示。
（3）生態遙感應用取得重大進展
貫徹落實中辦國辦下達的生態保護紅線監管平台試運行、國家公園生態環境和自然資源監測指標體系和技術體系、祁連山紅線劃定和監測評估等重大任務，以及部黨組下達的自然保護區定期監測、2010-2015年全國生態狀況調查評估、綠盾2017國家級自然保護區專項行動等重點任務，全面加強生態保護綜合監管技術支持，全年共編製82份生態遙感監測報告，有力支撐了祁連山專項環保督查等生態保護綜合管理工作。
（4）環境監管執法遙感應用不斷深入
加強工業集聚區大氣污染源排查、國家重點生態功能區縣域生態環境質量考核、飲用水源地執法檢查等環境監管遙感應用，深化環境監察、環保督察遙感信息服務，有力支撐中央環保督察工作開展，全年共編報環境遙感監管報告52份，均被環監局、監測司等部門採納。
問：為什麼主要基於「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後，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，而且還多分布於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不及時也是不可行的。
因為衛星與航空遙感技術具有大範圍、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，相當於是生態環境「底片」，之後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；無人機則是通過解析度超過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；最後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台項目主要目標和建設任務是什麼？
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，按照劃定並嚴守生態保護紅線的要求，集成利用衛星遙感、雲計算、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台，形成監管平台和業務大樓共同支撐下的生態保護紅線監管能力，服務於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台主要建設任務包括：（1）建立全國生態保護紅線台賬與監管資料庫；（2）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；（3）建設包括主機系統、存儲系統、網路系統、安全系統、終端設備、系統軟體等計算機軟硬體支撐平台；（4）在中央本級配置5套無人機航空遙感監測系統；（5）結合既有野外站點在全國6大區域各建設1個地面定位觀測站和配套定位觀測系統；（6）新建業務用房建築面積10130平方米，用於業務科研、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台建成後，將建立中低解析度衛星巡查、高解析度衛星詳查、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。
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