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問(wèn)：高分五號(hào)衛(wèi)星有哪些技術(shù)特點(diǎn)？在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中如何應(yīng)用？
答：高分五號(hào)衛(wèi)星又稱高光譜觀測(cè)衛(wèi)星，其優(yōu)勢(shì)是搭載了系列環(huán)境應(yīng)用特色高光譜載荷，包括可見短波紅外高光譜相機(jī)、全譜段光譜成像探測(cè)儀、痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀、大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測(cè)儀6臺(tái)遙感載荷，其中分為兩臺(tái)水體陸地探測(cè)載荷和4個(gè)大氣載荷，這些載荷指標(biāo)在國(guó)際都是非常先進(jìn)的。比如，可見短波紅外高光譜相機(jī)光譜分辨率高達(dá)5納米；全譜段光譜成像探測(cè)儀的熱紅外波段空間分辨率為40米，這在國(guó)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(gè)載荷可以高精度監(jiān)測(cè)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(xì)分類等。4個(gè)大氣載荷中，痕量氣體差分吸收光譜儀的光譜分辨率高達(dá)0.5納米，主要探測(cè)二氧化硫、氮氧化物、臭氧等，大氣主要溫室氣體探測(cè)儀的光譜分辨率達(dá)0.27個(gè)波束，主要探測(cè)二氧化碳、甲烷等。大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀有3個(gè)偏振通道、9個(gè)偏振角度，主要監(jiān)測(cè)氣溶膠光學(xué)厚度、灰霾污染等。大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測(cè)儀光譜分辨率高達(dá)0.03個(gè)波束，主要用于探測(cè)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(lǐng)域中，高分五號(hào)衛(wèi)星可有效探測(cè)大氣污染氣體、港口/船舶大氣污染、溫室氣體等?？筛呔缺O(jiān)測(cè)葉綠素、浮游生物、溶解的有機(jī)質(zhì)，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(lán)藻水華監(jiān)測(cè)預(yù)警、核電廠溫排水、滸苔遙感監(jiān)測(cè)等，以及流域非點(diǎn)源污染遙感監(jiān)測(cè)、飲用水水源地遙感監(jiān)測(cè)等水生態(tài)環(huán)境?？梢愿呔茸R(shí)別地物類型、植被類型，進(jìn)行地表溫度、土壤水分、城市熱島效應(yīng)、生物多樣性、自然保護(hù)區(qū)、大型工程生態(tài)環(huán)境破壞等監(jiān)測(cè)。
未來(lái)主要應(yīng)用潛力如下：在大氣污染防治工作中，可用于全國(guó)灰霾及顆粒物監(jiān)測(cè)/分析與預(yù)警、揚(yáng)塵等監(jiān)測(cè)與分析、全國(guó)揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)與分析等工作。在水污染防治工作中，可用于重點(diǎn)湖庫(kù)水質(zhì)、全國(guó)飲用水水源監(jiān)測(cè)與分析、近岸海域水環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析等工作。在土壤污染防治工作中，可用于全國(guó)土壤污染場(chǎng)地/污染源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估、城市及其周邊區(qū)域土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等工作。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，可用于全國(guó)生態(tài)狀況變化調(diào)查與評(píng)估、全國(guó)生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管、自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)與評(píng)估等工作。另外，還可用于中央環(huán)保督察及環(huán)境專項(xiàng)執(zhí)法檢查技術(shù)支持、污染偷排環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法、項(xiàng)目環(huán)評(píng)事中事后監(jiān)管/排污許可信息獲取、核電站建設(shè)情況動(dòng)態(tài)監(jiān)控、“一帶一路”沿線國(guó)家生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與調(diào)查評(píng)估等重要工作。
問(wèn)：與高分五號(hào)衛(wèi)星緊密相關(guān)的有國(guó)家高分辨率對(duì)地觀測(cè)專項(xiàng)，衛(wèi)星中心是如何參與的？目前有哪些主要進(jìn)展？
答：高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱高分專項(xiàng)）是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006~2020年）》確定的16個(gè)重大專項(xiàng)之一，于2010年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)啟動(dòng)實(shí)施。其目標(biāo)是形成時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，提高我國(guó)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(hù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、資源調(diào)查、國(guó)家安全等重大戰(zhàn)略需求。高分專項(xiàng)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(hào)衛(wèi)星為2米/8米分辨率光學(xué)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(hào)衛(wèi)星為高光譜觀測(cè)光學(xué)衛(wèi)星，主要用戶是生態(tài)環(huán)境部、自然資源部、中國(guó)氣象局。目前，高分一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射。
生態(tài)環(huán)境部在高分專項(xiàng)中占有重要地位，是高分五號(hào)衛(wèi)星的牽頭用戶、高分一號(hào)衛(wèi)星的主用戶，環(huán)保是高分專項(xiàng)18個(gè)行業(yè)應(yīng)用示范中資金超過(guò)1億元的4個(gè)重大應(yīng)用領(lǐng)域之一，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)高分環(huán)保應(yīng)用的高度重視。
生態(tài)環(huán)境部高分專項(xiàng)工作主要包括高分五號(hào)衛(wèi)星研制、環(huán)境應(yīng)用示范項(xiàng)目實(shí)施、高分衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用、數(shù)據(jù)分發(fā)與技術(shù)培訓(xùn)等方面。主要進(jìn)展如下：一是由衛(wèi)星中心承擔(dān)的高分環(huán)境應(yīng)用示范項(xiàng)目取得明顯進(jìn)展。項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)約1.2億元，分先期攻關(guān)、一期工程和二期工程3個(gè)階段實(shí)施。目前先期攻關(guān)項(xiàng)目已完成并于2013年10月順利通過(guò)驗(yàn)收。一期工程項(xiàng)目已完成高分一號(hào)、二號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用示范和高分三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，形成19項(xiàng)高分應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并于2017年4月國(guó)家航天日期間公開發(fā)布，環(huán)境應(yīng)用示范系統(tǒng)已開始運(yùn)行并在環(huán)境遙感日常監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用，2018年4月完成項(xiàng)目預(yù)驗(yàn)收和審計(jì)。衛(wèi)星中心承擔(dān)的兩個(gè)高分五號(hào)衛(wèi)星共性應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目（441萬(wàn)元）正在積極開展項(xiàng)目成果總結(jié)，二期工程項(xiàng)目將按科工局要求積極推進(jìn)立項(xiàng)。二是高分環(huán)境應(yīng)用取得顯著成效，衛(wèi)星中心利用高分一號(hào)、二號(hào)、四號(hào)衛(wèi)星等數(shù)據(jù)，在大氣環(huán)境方面對(duì)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)大氣污染源、氣溶膠光學(xué)厚度等進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)，在水環(huán)境方面對(duì)太湖流域水華、葉綠素a、懸浮物、透明度等進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)，在生態(tài)環(huán)境方面對(duì)三江源等自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)干擾、礦產(chǎn)開發(fā)生態(tài)破壞、生境信息等進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)，在環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法方面對(duì)涉及飲用水水源保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)的全國(guó)28家取締退出的高爾夫球場(chǎng)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，為環(huán)境管理提供了重要技術(shù)支撐。三是遙感數(shù)據(jù)分發(fā)和技術(shù)培訓(xùn)扎實(shí)開展。累計(jì)向全國(guó)環(huán)保系統(tǒng)40多家單位免費(fèi)分發(fā)高分一號(hào)衛(wèi)星16米遙感數(shù)據(jù)41.6TB，培訓(xùn)地方環(huán)保部門相關(guān)技術(shù)人員110人，有力推動(dòng)了地方高分環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與應(yīng)用。
下一步，將全力做好衛(wèi)星發(fā)射前的各項(xiàng)準(zhǔn)備和發(fā)射后的在軌測(cè)試、交付使用等工作。積極做好高分專項(xiàng)環(huán)境應(yīng)用示范一期項(xiàng)目驗(yàn)收和二期項(xiàng)目立項(xiàng)，扎實(shí)開展高分系列衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用示范，繼續(xù)加強(qiáng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)和技術(shù)培訓(xùn)，全面支撐服務(wù)大氣、水、土壤污染防治及環(huán)境監(jiān)管等環(huán)保重點(diǎn)工作。
問(wèn)：為什么主要基于“天空地一體化”的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管？
答：生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域劃定后，將按照禁止開發(fā)區(qū)域進(jìn)行管理，實(shí)行最為嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和用途管制，嚴(yán)禁不合理開發(fā)建設(shè)活動(dòng)。然而，生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域不僅面積大、分布廣，而且還多分布于偏遠(yuǎn)的深山密林和高山峽谷，人跡罕至，全靠人工去嚴(yán)防死守是不可行的。
因?yàn)樾l(wèi)星與航空遙感技術(shù)具有大范圍、快速動(dòng)態(tài)、客觀準(zhǔn)確等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，監(jiān)測(cè)區(qū)域不受地形地貌和交通條件等限制，時(shí)效性強(qiáng)，總成本低。衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)和地面相結(jié)合的“空天地一體化”監(jiān)測(cè)，衛(wèi)星將“拍片”記錄下生態(tài)保護(hù)紅線劃定時(shí)刻的生態(tài)環(huán)境狀況，相當(dāng)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(guò)遙感解譯、反演和比對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)；無(wú)人機(jī)則是通過(guò)分辨率超過(guò)50厘米的各種相機(jī)，對(duì)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的變化進(jìn)行核實(shí)和確認(rèn)，減少誤判錯(cuò)判；最后通過(guò)地面實(shí)地核查和鑒別，完成對(duì)違法生態(tài)破壞行為的取證，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)測(cè)監(jiān)管，使各種生態(tài)破壞行為第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)、第一時(shí)間處置、第一時(shí)間恢復(fù)。
問(wèn)：國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管平臺(tái)項(xiàng)目主要目標(biāo)和建設(shè)任務(wù)是什么？
答：項(xiàng)目總體建設(shè)目標(biāo)為：圍繞新時(shí)期國(guó)家發(fā)展和生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略需求，按照劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的要求，集成利用衛(wèi)星遙感、云計(jì)算、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，建成“天—空—地一體化”的國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管平臺(tái)，形成監(jiān)管平臺(tái)和業(yè)務(wù)大樓共同支撐下的生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管能力，服務(wù)于生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)管、預(yù)報(bào)預(yù)警、監(jiān)督執(zhí)法等，及時(shí)向社會(huì)公眾公開和發(fā)布相關(guān)信息。
國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管平臺(tái)主要建設(shè)任務(wù)包括：一是建立全國(guó)生態(tài)保護(hù)紅線臺(tái)賬與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫(kù)；二是研發(fā)包括紅線監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)、移動(dòng)核查與執(zhí)法系統(tǒng)、綜合會(huì)商與服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與加工系統(tǒng)、星地協(xié)同與調(diào)度系統(tǒng)在內(nèi)的五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)；三是建設(shè)包括主機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、終端設(shè)備、系統(tǒng)軟件等計(jì)算機(jī)軟硬件支撐平臺(tái)；四是在中央本級(jí)配置5套無(wú)人機(jī)航空遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；五是結(jié)合既有野外站點(diǎn)在全國(guó)六大區(qū)域各建設(shè)1個(gè)地面定位觀測(cè)站和配套定位觀測(cè)系統(tǒng)；六是新建業(yè)務(wù)用房建筑面積10130平方米，用于業(yè)務(wù)科研、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、監(jiān)控會(huì)商、無(wú)人機(jī)庫(kù)房、機(jī)房及其業(yè)務(wù)支撐用房需要。
國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管平臺(tái)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(wú)人機(jī)和地面核查相結(jié)合的監(jiān)測(cè)監(jiān)管技術(shù)體系，形成多尺度、多時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)人類干擾活動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)狀況、生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)系統(tǒng)資產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)成效等及時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和評(píng)估，為國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管、評(píng)估與考核，保障國(guó)家和區(qū)域生態(tài)安全提供全方位技術(shù)支撐。
來(lái)源：中國(guó)環(huán)境報(bào)
