污染難逃「法眼」，科技讓環保更精準

原標題：衛星遙感監測、無人機環保執法、水文監測站自動化遠程控制……

科技，讓環保更精準（美麗中國·科技的力量（下））

5月17日，浙江省杭州市臨安區天目山鎮，河道管護隊員在操作無人機巡河。胡劍歡攝（人民視覺）

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在生態環境保護領域，有一些技術成為人類的「千里眼」「順風耳」，大大增強了我們的環保執法、災害監測等能力。地震災區的恢復重建情況、違法企業的偷排行為、高寒缺氧地區的水文資料……有了科技的幫助，獲取這些以往看來難以掌握的數據成為可能。

汶川地震已經過去十年了，那片曾經飽受創傷的土地現在怎麼樣了？那裡的山川植被，如今恢復得如何？當年那些讓人為之揪心的堰塞湖，風險消除了嗎？

科學家用技術給出了答案：日前，中國科學院發布的汶川地震10年遙感動態監測報告顯示，到今年，汶川震區生態恢復、災區城鎮重建成就顯著；監測與評估表明，震區堰塞湖風險已基本消除。

近年來，在生態環境領域，遙感、自動化遠程控制水文遙測等科技手段，都發揮了不小的作用。針對汶川震區的結論，便是科研人員基於十年間的海量衛星數據以及高空遙感飛機、無人機等獲取的航空觀測數據分析得出的。

衛星遙感監測，讓小堆垃圾、小水溝的污染都難逃「法眼」

以前，利用遙感技術可以看到大面積的垃圾堆放、大江大湖的水體污染等，現在連小堆垃圾、城市溝渠的水體污染，也難逃「法眼」，這得益於高空間解析度遙感技術的發展——空間解析度越高，能識別的目標就越小。

遙感，是在航天或航空平台上對地球系統或其他天體進行特定電磁波譜段的成像觀測，進而獲取被觀測對象多方面特徵信息的技術。在土地資源調查、生態環境監測、海洋環境調查、天氣預報、空氣質量監測等方面，遙感都發揮了重大作用。

中國科學院遙感與數字地球所副所長張兵介紹，現在，遙感科技已顯現出高空間解析度、高時間解析度、高光譜解析度「三高」新特徵，並開拓了更多的應用領域。高時間解析度遙感能精確監測作物種植、退耕還林、退牧還草、圍湖造田、植樹造林、森林砍伐等植被生長狀況或工程進展情況，實時監測和預報颱風、寒潮等，還可以準確量測洪澇災害水淹區域、草原或森林火災過火區域等，以及大區域實時監測農業旱災、近海與湖泊水華暴發、草原或森林蟲害等。高光譜解析度遙感技術則可以實現對水中污染物成分、植被物理化學參數的分辨。

「應用需求是遙感技術不斷發展的驅動力」，張兵說，「未來遙感衛星系統將圍繞精準化、便捷化、大眾化的要求，向智能化方向轉變；在傳統航空航天遙感技術持續進步的同時，無人機遙感以其靈活機動的數據獲取方式，將呈現井噴式的發展；隨著大數據技術的興起，遙感大數據分析已進入蓄勢待發的節奏。」

無人機執法，讓違法企業的偷排行為無處遁形

在環保執法領域，無人機已經成為監管人員必不可少的「辦公用品」。

河北唐山市某鋼鐵廠屬於國家明令淘汰的小鋼鐵企業，但由於靠近山區、位置偏遠，一直沒有被監管部門發現。環保部門在一次執法行動中，通過無人機航拍，發現了這家企業違規生產、污染環境的事實。如今，該企業已被取締。

據生態環境部相關工作人員介紹，以前，常規的環境監察手段主要有明查、暗查兩種方式，「但是這兩種方式都有明顯的短板，明查的話，企業一般會提前有所準備；暗查，則只能看企業廠區外的排污情況。而大氣污染問題中，證據很難固定，這給環境監察帶來了不小的困難」。

與傳統方式相比，無人機執法獨立性更強，可以隨時隨地起飛，隨時掌握企業排污情況。據介紹，無人機可以搭載高解析度攝像機、專業光學相機、熱紅外相機等，在100公里以外獲取的地面高解析度視頻數據實時傳回指揮車。無人機航拍獲取的影像資料解析度最高能達到0.04米，相當於在1000米的高空清晰地分辨出地面上火柴盒大小的物體。對鋼鐵、焦化、電力等企業實施監控時，執法人員可以從無人機傳回的影像直接觀察到企業排污、脫硫設施運行等情況。

由於作業高度一般在700至1000米，無人機一般很難被地面企業發現。

無人機搭載熱紅外相機對企業進行高空監測時，可將物體發出的不可見電磁波轉變為可見的熱圖像，上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度，可以清楚地反映夜晚環保設施的開啟情況及排放情況。據介紹，如果無人機搭載高光譜感測器，還可以直接分析出污染物種類以及濃度。針對違法企業在節假日或夜間的偷排行為，監管部門利用無人機可以實現全天候執法。

當然，無人機執法也會受到一些因素制約，比如氣象條件，大風、降雨等會影響飛行安全，空氣質量則會影響拍攝效果。

自動化遠程控制水文遙測站，幫人琢磨河流「脾氣」

懸掛於纜道上的機器人沿纜道行走並停留在設定位置，測量水面流速。測量完，機器人自動返回停泊點，太陽能板可以為其充電。所獲數據通過衛星通信，發送到省局中心站伺服器，技術人員經過分析處理後生成水文報表。如果計算衛星網路中斷，在線測流系統也可自成體系，作為一套獨立設備完成流量測驗任務並存儲數據。

在青海首座自動化遠程控制水文遙測站——曲麻河水文站，這套自動監測系統取代了傳統的流速儀法和浮標法，實現在線監測。海拔4200多米的曲麻河監測站，距西寧1000餘公里，已經實現無人值守、自動測報。

曲麻河水文站主要的任務，是監測水量的變化。「通過監測數據，計算枯水徑流佔全年徑流的比例，比例的變化一定程度上反映著生態的變化。」青海省水文水資源勘測局副局長、總工程師李其江解釋，每年夏天，降雨增多，一部分滲入土壤，一部分形成地表徑流。而青海降水多是冰雪，源頭區一般到來年3月才會融化。所以，每年11月到次年3月，青海進入枯水期，「各流域的土壤蓄水開始補給河水，枯水徑流所佔比例，實際上反映了水源的涵養能力。比例越高，說明當地的草地、森林、灌木等水源涵養能力越高，植被越好。」

「通過分析監測獲取的水位、流量、流速、水質等水文數據，既可以琢磨監測河段的『脾氣』，更能為三江源國家公園建設、三江源生態保護與建設等項目工程提供水文服務，成為生態保護成效評估的一個重要依據。」李其江說。

流量監測用纜道雷達波在線測流系統。「無線遙控、配套定位，實現了遠程操作。」李其江說，這套系統由纜道、雷達感測機器人、太陽能供電系統等組成。

如果光看顏值，曲麻河水文站這套聽著高大上的高科技監測設備實在其貌不揚。就拿雷達感測機器人來說，它給人的第一感覺，不就是掛了倆滑輪的灰白色鐵盒上加裝了攝像頭嗎？其實不然，灰白色鐵盒，學名叫自動行車，暗藏「黑科技」。它通過單電機鏈條驅動滑輪，行走於河面之上的纜道。「它可以自動停泊和充電，可爬大於30度的坡，最高速率可達每分鐘60米。」李其江介紹，技術人員能遠程控制，對監測站各種參數，如水位採集間隔時間、定時測流間隔時間等進行實時設置與修改，做到「私人訂製」。

而看起來像攝像頭的裝置，實際上是雷達波測流感測器。它位於自動行車正下方，能在零下30攝氏度和零上80攝氏度正常工作。

「三江源地區氣候惡劣、自然條件嚴酷，大規模設立常規水文站獲取水文數據，需要派駐工作人員，不僅耗費巨大的人力、財力、物力，而且在高寒缺氧地區難以實現水文駐測和巡測。」李其江說， 「曲麻河水文站的設立，徹底改變了青海水文傳統測驗方式，實現了水文信息採集從單一駐測向駐測、巡測和遙測相結合的監測方式轉變。」《 人民日報 》（ 2018年05月23日 14 版）

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