太空中有一雙明亮的眼睛
自環境衛星成功發射以來，已經形成了同一地區兩天覆蓋一次的數據獲取能力。通過不斷開拓創新應用領域，在環境監測、環境執法、環境應急、生態保護、核安全等方面初步發揮出了環境遙感的技術支持和信息服務作用。
太湖一到夏季藍藻就極易暴發，過去為了監測水華，一艘價值上千萬的水環境應急監測船每天從上午8時出發，下午3時返航，巡查的水域僅僅為太湖總面積的1/6。現在通過環境遙感衛星對太湖水體水華進行動態監測預警，不但省時、省力，還實現了實時、全方位、大尺度的立體監測。
針對大型水體水華進行遙感監測僅是環境遙感應用于環境日常管理一個方面。自2008年9月環境一號A、B衛星在太原衛星發射中心成功發射并正常運行以來，環境一號A、B衛星已經形成了同一地區兩天覆蓋一次的數據獲取能力。
“十一五”以來，環境保護部衛星環境應用中心和有關單位開展了大量的衛星應用關鍵技術研究，初步提出了一套環境遙感應用技術標準、規范和流程，初步攻克了水、氣、生態環境遙感應用領域的一些關鍵技術，在環境遙感監測指標體系構建，地表水、環境空氣、生態環境參數定量遙感反演方法和模型研究等方面取得了一定創新。目前，環境遙感已經在環境監測、環境執法、環境應急、生態保護、核安全等方面初步發揮出了技術支持和信息服務作用。
環境遙感支撐環境管理取得了哪些成效？
在環境一號衛星發射以來，衛星環境應用中心不斷開拓創新應用領域，在環境監測、環境執法、環境應急、生態保護、核安全等方面初步發揮出了環境遙感的技術支持和信息服務作用
在環境一號衛星發射以來，衛星環境應用中心不斷開拓創新應用領域，環境遙感支撐環境管理成效顯著。
案例一：太湖藍藻水華遙感動態監測
北京，上午11點，環境保護部衛星環境應用中心水環境遙感部吳傳慶博士正在處理剛剛接收到的環境衛星遙感數據，提取出太湖水華分布面積和分布位置并進行制圖，然后依據標準，做出水體是否暴發藍藻的結論。
從2009年4月開始，環境保護部環境衛星環境應用中心利用環境一號A、B衛星數據及其它衛星數據，對太湖、巢湖、滇池及三峽庫區的藍藻水華進行動態監測，每日向環境監測管理部門報送太湖藍藻水華監測日報。
水華是水體富營養化的常見現象，在一定的溫度、光照、風速條件下，水體中的藻類暴發性生長，聚集在水體表面，形成水華。人們常用“神出鬼沒”來形容水華暴發的諸多不確定性。
據吳傳慶介紹說，在太湖流域，地面巡查船從上午8點出發至下午3點返航，巡查的水域僅為太湖的1/6。通過衛星遙感技術，可以對太湖、巢湖、滇池等大型水體水華進行大范圍、快速、動態監測，能夠及時反映水體藍藻水華發生和變化的情況。
近幾年來，具有大范圍、快速、動態、客觀等特點的環境遙感技術已成為我國環境監測的一種重要技術手段。目前，環境一號A、B衛星獲取的大量遙感數據已經廣泛應用于環境保護日常監管之中。
為了擴大環境一號衛星遙感數據應用范圍，環境保護部于2009年5月發布了環境衛星數據產品分發管理辦法和數據產品分發說明，及時向全國環保系統及有關單位免費提供環境衛星數據產品。
衛星發射以來，衛星環境應用中心共向中國環境科學研究院、中國環境監測總站、南京環境科學研究所、江蘇省環境監測站等50多家單位共提供衛星數據產品1.8萬多景，數據量約6.5T。通過向社會免費提供大量穩定可靠的環境衛星數據和應用產品，有力地推進了地方環境遙感應用，提高了相關單位開展環境遙感監測應用的積極性和水平。
另外，在水環境遙感方面，環境保護部衛星環境應用中心還積極嘗試開展了飲用水源地、流域面源污染、核電站溫排水、近岸海域赤潮和溢油等遙感監測。
案例二：全國秸稈焚燒衛星遙感動態監測
在每天的環境保護部網站上，基于衛星過境時間和區域，環境執法部門可以及時查詢到全國每個地區秸稈焚燒衛星遙感監測的結果。
作為農業生產副產物的秸稈，其利用率一直不高，農戶往往一燒了之，產生大量顆粒物、黑炭、二氧化碳、氮氧化物等污染物，從而影響空氣質量。
針對秸稈焚燒現象，環保部門綜合利用衛星遙感手段和地理信息系統，疊加行政邊界矢量圖層，將秸稈焚燒火點精確定位。這一技術可以迅速、準確、有效地獲得發生在廣大地區的秸稈焚燒火點信息。當衛星監測發現火點時，環境執法部門可以將火點信息及時通知基層相關責任單位，進行確認并盡快處置。
據環境保護部衛星環境應用中心大氣遙感部厲青博士介紹，自2009年起，每年夏秋兩季，他們每天都會對全國秸稈焚燒情況進行每日遙感監測，并及時通過環境保護部網站向全社會公布監測結果。
在去年的上海世博會和廣州亞運會期間，為做好環境空氣質量保障，衛星環境應用中心每日對長三角地區和珠三角地區秸稈焚燒情況進行動態監測，并及時制成秸稈焚燒遙感信息日報上報。
此外，在大氣環境遙感方面，環境保護部衛星環境應用中心還積極嘗試開展了沙塵、灰霾、顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等遙感監測工作。
案例三：大連溢油環境遙感應急監測
2010年7月16日18時50分，大連新港一艘30萬噸級油輪在大連新港卸油，因違規操作引起輸油管線爆炸，引發大火和原油入海，約50平方公里海面受到污染。環境保護部衛星環境應用中心王橋總工帶領圖像處理部申文明博士和有關人員，第一時間調配無人機趕赴現場，開展了“天—空—地”同步監測。這是環境保護部首次利用無人機開展重大環境事故的應急監測。
事故發生的第二天，天空間陰云密布，在海上氣候條件相當惡劣的條件下，無人機兩次成功完成低空飛行作業，提供了海面油污監測數據，動態反映溢油發生發展情況。
在溢油監測作業中，無人機有效彌補了衛星遙感分辨率較低、易受天氣影響等不足。除了安排正常氣象條件下的實時監測保障任務，還可以在夜間小雨以及能見度小于兩米的大霧天氣進行飛行航拍，并通過紅外及其它光譜信息嘗試對溢油進行全天候監測。
近年來，重大環境污染和生態破壞事故不斷發生，如油船嚴重泄漏、化學品爆炸、特大沙塵暴、大量有毒氣體泄漏、重大水污染等等。在這些事故突然發生時，現有常規手段根本無法實現迅速、準確、動態的監測，以致環保和有關部門難于快速、恰當地做出決策。而利用遙感技術能夠及時發現環境事故，并對事故的發生和發展進行動態監測與評估，非常有利于制定緊急對策和措施。
針對大連溢油、化學品原料桶沖入松花江、玉樹地震、舟曲泥石流、北方沙塵暴、烏梁素海黃藻、黃海海域滸苔等突發事件，環境保護部衛星環境應用中心緊急調配環境衛星、無人機等多源遙感數據，組織開展遙感應急監測和評估工作，及時將監測評估結果上報環境應急部門，為環境應急管理提供了重要技術支持。
2010年4月14日，玉樹地震發生后，環境保護部衛星環境應用中心緊急搜集玉樹災區相關信息，僅用一天時間便制作相關遙感專題圖并及時上報環境管理部門，為玉樹地震生態影響評估奠定了良好的基礎。
案例四：三江源生態建設工程成效遙感監測
有“江河源”、“亞洲水塔”之稱的三江源區位于青藏高原腹地，是長江、黃河和瀾滄江的源頭匯水區。歷史上，三江源被稱為生態和生命的凈土。但近幾十年來，由于自然和人為的因素，生態環境明顯惡化，形勢日益嚴重。
總投資75億元的青海三江源自然保護區生態保護和建設工程是國務院2005年批準實施的重點項目，是國家西部大開發的骨干生態工程，也是一項惠及三江流域乃至全國人民的宏大工程。
為評價三江源生態建設工程對于區域生態系統服務功能的保護和恢復狀況，環境保護部衛星環境應用中心利用環境衛星等多源數據，以生態系統凈初級生產力為主要評價指標，通過對生態建設工程前后保護區內部和外部生態系統凈初級生產力均值的比較，對三江源地區生態建設工程區域生態系統服務功能的恢復效果進行了評價。同時，通過對工程建設區內多年凈初級生產力的變化速率分析，評價生態建設工程對于區域生態系統服務功能保護和恢復的實際成效。
三江源生態工程建設成效遙感監測評估報告顯示，通過對三江源地區1988年~2009年生態系統凈初級生產力的遙感監測，并以三江源18個工程建設區為統計單元，以2004年生態建設工程啟動前后兩個時段作對比分析，分別計算了三江源地區工程前后18個工程建設區凈初級生產力的均值、變化幅度、變化速率和變化趨勢等指標。結果顯示，整個三江源地區在工程實施后生態系統的服務功能得到了明顯提升。
首先，區域平均凈初級生產力表現出工程后高于工程前的現象，說明生態建設工程實施之后，三江源地區的生態系統服務功能總體呈向好的趨勢發展；其次，三江源18個工程建設區中，在工程實施前后，有11個工程建設區內部的凈初級生產力恢復速度高于建設區外，說明即使在氣候變化對凈初級生產力恢復的影響作用下，生態建設工程對大多數保護區生態系統服務功能的恢復還是起到了積極的促進作用。
許多重大開發項目、重大工程不僅工程時間長，而且波及面廣，工程建設的后續影響難以預料，所以需要對工程效果進行長期跟蹤監測，如三峽工程、南水北調工程等引起的環境問題及工程建成后的環境狀況令世人注目。因此，利用遙感技術對其進行動態、連續、準確的監視與評價十分必要，而且實施效果好。
此外，自2010年以來，環境保護部衛星環境應用中心利用環境衛星等多源遙感數據，先后對100多個國家級自然保護區內人類活動狀況進行了遙感核查，對青海木里、陜甘寧蒙能源金三角等礦產資源開發地區生態狀況進行了遙感監測，對北京市城市熱島效應、黑龍江五常市生態市評選指標(植被覆蓋率)等進行了遙感監測評估，還開展了典型流域生態健康評價、碳源匯遙感監測、青藏高原雪線監測、生物多樣性監測等遙感應用示范工作。
推進環境遙感業務化應用尚存哪些制約因素？
現有環境遙感監測應用技術研究多表現為經驗性和局部性，系統性和實用性較差，與國際先進的環境遙感應用研究水平和環境遙感監測實際需要存在較大差距，難以滿足環境遙感監測業務化運行大范圍、多目標、多專題、定量化的需要
據環境保護部衛星環境應用中心副主任兼總工程師王橋介紹，目前我國沒有專門用于環境保護的衛星有效載荷，風云氣象衛星、海洋衛星、資源衛星等雖然部分可用于環境監測，但是功能非常有限。環境一號A、B衛星雖然擁有CCD相機、紅外相機、超光譜成像儀等多種有效載荷，但是其空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率還不夠高，光譜段設置還不夠合理，沒有攜帶專門針對環境監測的衛星有效載荷，許多國家環境管理迫切需要的環境監測指標目前無法探測，也不能做到全天候、全天時的環境監測。環境遙感監測專用衛星載荷的缺乏已經對環境管理的效能造成了嚴重制約。
王橋說，我國環境遙感應用技術目前雖然得到了快速發展，但與環境遙感監測的業務化要求仍有很大差距，環境遙感監測關鍵技術研究仍然薄弱。現有環境遙感監測應用技術研究多表現為經驗性和局部性，系統性和實用性較差，與國際先進的環境遙感應用研究水平和環境遙感監測實際需要存在較大差距，難以滿足環境遙感監測業務化運行大范圍、多目標、多專題、定量化的需要。
經過多年的環境遙感應用基礎研究和應用示范，環保部門初步形成了一套環境遙感監測與評估的業務流程，但業務化程度不高，距離環境遙感監測業務化運行尚有較大差距。
環境遙感業務未來如何發展？
未來將圍繞環保重點工作和熱點環境問題，努力發展有鮮明環保特色的環境一號衛星后續星，研發多種環境遙感專用載荷，形成環境衛星系列，實現“天—空—地一體化”的全天時、全天候立體監測能力
“十二五”期間乃至今后較長一個時期，我國生態環境監測任務十分繁重，對環境遙感技術有著大量迫切需求，尤其是在水環境遙感監測、環境空氣質量遙感監測、生態環境遙感監測、突發環境事件應急、大型工程建設環境影響評價、全球環境變化等方面都有巨大的需求空間。
環境保護部衛星環境應用中心主任吳國增表示，下一步，衛星環境應用中心將不斷擴大環境衛星數據分發范圍，完善環境應用系統建設，形成環境遙感應用技術標準規范；緊密圍繞環保重點工作和熱點問題，繼續做好水體藻類水華、秸稈焚燒、自然保護區、核電站等遙感監測，做好各種環境應急遙感監測評估工作，在事前風險防范、事中應急處置、事后影響評估等不同階段發揮遙感的作用。
此外，還將不斷開拓創新環境遙感應用新領域，在飲用水水源地、二氧化硫和氮氧化物等污染氣體、溫室氣體、生物多樣性、核電溫排水、環評驗收、尾礦庫等方面開展業務應用，推進衛星環境應用向業務服務型轉變。
目前，環境一號衛星A、B星在軌運行將近3年，已接近設計壽命時間。為保障環境遙感業務應用的可持續發展，吳國增表示，應當盡快發展環境一號衛星后續星系統，并在衛星載荷設計和研發時充分體現環保特色。
記者了解到，衛星環境應用中心將以國家環境保護規劃和衛星遙感規劃為導向，以支撐服務環境管理需求為目標，緊密圍繞我國環保重點工作和熱點環境問題，努力發展有鮮明環保特色的環境一號衛星后續星，研發多種環境遙感專用載荷，形成環境衛星系列。同時大力發展航空無人機遙感，實現“天—空—地一體化”的全天時、全天候立體監測，提升環境快速監測響應能力。
另據了解，下一步，環境保護部衛星環境應用中心還將緊密圍繞國家環境管理需求，針對水、氣、生態、核安全、固廢等環境遙感業務化應用，開展相應技術攻關，形成環境遙感應用技術規范和標準體系。同時，將積極實施“全國生態環境十年變化遙感調查與評估”專項，全面掌握2000年~2010年之間全國生態環境動態變化情況，為國家生態環境監管以及重大開發戰略的實施提供科學依據。
馬上就評
推進環境遙感業務化任重道遠
劉曉星
遙感技術是獲取環境信息的強有力手段，利用遙感技術監測大范圍的環境變化省時、省力，可以從宏觀上快速跟蹤和監測突發污染事件的發生、發展，及時制訂處理措施，突破了以往僅依靠現有的監測臺站和傳統監測技術方法進行環境管理的局限性。
繼環境一號衛星成功發射以來，近幾年來，我國在環境保護衛星遙感領域取得了突破性的成果:通過向社會免費提供大量穩定可靠的環境衛星數據和應用產品，有力地推進了地方環境遙感應用；衛星環境應用系統建設穩步推進，實現了環境一號衛星等多源遙感數據的接收、處理、存儲、應用、對外分發服務等功能；開展了大量的衛星應用關鍵技術研究，為環境保護部有關業務管理部門提供了高效的信息支持，提高了環境監測、污染防控、生態保護等環境管理水平。
盡管取得了不少成就，但目前我國環境遙感技術水平與國外先進國家相比仍存在“代差”，無論從衛星系統的整體性還是業務化應用的關鍵技術方面，目前都存在著諸多瓶頸問題，距離環境遙感監測業務化運行尚有較大差距。
“十二五”期間乃至今后較長一段時期，我國生態環境監測任務十分繁重，對環境保護衛星遙感有著大量需求。因此需要做好以下幾項工作：
首先，我國應該著力構建衛星遙感監測和地面環境監測相結合的先進環境監測預警體系，推進環境監測從“平面”向“立體”發展，促進環境質量改善、維護人民群眾健康、保障生態系統安全，實現人與自然的和諧發展。
其次，要把滿足環境管理需求作為環境遙感應用的主攻方向，圍繞國家環境保護工作重點，優先開展重點流域水污染防治、重點城市和城市群地區的大氣污染防治、區域生態保護等遙感監測；不斷完善衛星環境應用系統，緊緊圍繞國家環境管理需求開展衛星業務化應用工作，堅持開展環境遙感應用技術研究，不斷提升環境遙感基礎能力；大力加強組織機構、人才隊伍和資金籌措機制建設，實現環境保護衛星遙感事業的持續、穩定、健康發展。
第三，重視突發環境事件、大型工程環境影響、全球環境變化等遙感監測；重視環境遙感應用技術的研發，支持技術綜合、技術集成和成果轉化，真正發揮環境遙感在提升環境監測能力、強化環境監管手段、改善生態環境質量等方面的技術支撐作用。
第四，廣泛動員全社會環境遙感領域的力量參與環境遙感科學研究和技術開發，有效集成行業部門、地方和企業的環境遙感資源，促進資源的優化配置和科學利用，加強對地方環境遙感工作的指導和培訓，為實現國家“十二五”環境目標提供科學依據和技術支撐。
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