◎本刊记者 崔悦 实习生 刘畅

大规模、高强度的工业化和城镇化开发，致使水土流失、生物生境破坏，严守生态保护红线，将从源头上扭转生态环境恶化的趋势。生态保护红线划定后，如何管得住，守得严是生态保护红线发挥作用的关键。为此，生态环境部正在建设国家生态保护红线监管平台，该平台是严守生态保护红线的重要手段，是生态环境部门履行职能管理的“千里眼”“顺风耳”和“预警机”。近日，《环境与生活》记者来到该平台的建设管理单位——生态环境部卫星环境应用中心，采访了相关专家。

生态环境部生态环境监管大楼

国家生态保护红线监管平台项目是国家发展改革委于2017年10月正式批复的中央投资能力建设项目，其业务大楼的建筑总面积为10130平方米，总投资2.86亿元。2018年10月31日，大楼正式开工建设，于2019年8月封顶。近日，《环境与生活》记者来到国家生态保护红线监管平台的管理单位——生态环境部卫星环境应用中心，采访了该中心生态保护红线监管中心的李静博士和马万栋博士，他们分别从生态保护红线监管平台建设和海岸带遥感监测两个方面，介绍了遥感技术在生态保护红线监管中的应用。

平台系统包括300多个模块

生态环境部在近日（2018年9月29日）召开的新闻发布会上表示，目前我国有15个省份已完成生态保护红线的划定，生态保护红线总面积约占其国土面积的 24.85%。目前，这些省份正在进行勘界定标试点工作。

全国生态保护红线监测范围

李静博士告诉《环境与生活》记者，早在2000年，高吉喜研究员就提出划定“生态红线”、优化国土生态安全格局的构想，经过十余年的探索和努力，目前生态保护红线即将在全国完成划定。但生态保护红线划定面积庞大，如果单靠人工来进行监测，工作量之大是难以想象的，生态保护红线划定区域都是一些生态非常好的区域，这样的区域多为高山、峡谷、森林，凭借人力很难到达，利用遥感就能发挥其快速、低成本、多次重复监测的优势，确保在任何区域都能得到遥感数据。生态保护红线监管平台的建设将基于多源遥感数据，在地面调查、野外观测、行业背景等数据支撑下，定期评估生态保护红线生态系统状况，将实现第一时间发现红线内的人类干扰活动，第一时间推送破坏红线的问题清单，第一时间记录台账信息，对生态保护红线的监管具有十分重要的意义。

全国生态保护红线监管平台组成

据李静博士介绍，国家生态保护红线监管平台项目主要建设内容包括：业务应用系统、航空遥感监测系统、计算机支撑系统、地面观测系统和业务大楼。其中，业务应用系统是开展生态保护红线监管的核心，也是平台发挥效益的关键。生态保护红线监管平台业务应用系统一共包括五大系统，内有300多个模块，分别是星地协同与调度、数据处理与加工、移动核查与执法、生态保护红线监管，以及综合会商与服务系统。

星地协同与调度系统是整个生态保护红线监管平台管理和运行调度的中枢，统一管理软硬件系统。数据处理与加工系统利用云计算等技术实现海量遥感数据的高速处理、生态产品的批量生产以及多源数据的智能挖掘分析。移动核查与执法系统主要针对业务系统里生产的遥感产品，进行野外的核查、验证，对疑似违法的问题进行野外取证。生态保护红线监管系统

综合会商与服务系统构建生态保护红线“一张图”，发布各级各类生态保护红线产品与服务，实现各类监管信息的综合与展示，在生态环境管理部门、生态保护红线技术部门以及社会公众之间构建信息服务与交流的通道。李静博士说：“一张图系统集成了大量数据，包括红线和各类保护地边界数据、各区域遥感影像数据、视频监控数据，以及生态保护红线监管业务成果数据，以便于管理部门及时获取关注的数据、产品及服务，并依此做出管理决策，并针对重点问题，启动会商服务。

红线监管平台有三大特点

据了解，红线监管平台大约用了近三年时间立项，李静回忆：“整个立项过程太复杂了，前前后后经历了很多意想不到的问题，在此过程中，部领导和中心领导亲自对工作进行指导，对红线监管平台项目立项起到了很大的促进作用。”一座大楼平地而起，离不开监测人的兢兢业业，红线监管平台也是生态保护红线监管的重要里程碑。

生态环境部卫星环境应用中心李静博士

李静博士介绍，国家生态保护红线监管平台主要有三大特点，第一是紧紧围绕红线监管业务，第二是机房等能力建设，第三是产品和会商服务。她说：“整个红线监管平台围绕“面积不减少、性质不改变、功能不降低”的红线管控目标，在人类活动快速识别、生态功能监测评估，以及大数据分析等能力上精心设计和打磨，建成后将能够全面支撑我国生态保护红线监管业务。同时，机房等能力建设也很有看点，监管平台建成后，具有海量数据存储能力，除了卫星、无人机、地面等基础数据，还包括红线边界、勘界定标以及大量的业务应用成果。因此，大楼一共有五层，其中两层是机房，既考虑了现在的业务，也考虑了未来的发展，建成后，其计算机存储能力将是生态环境部最大的，可以保障红线监管以及其他相关生态环境遥感监测业务的开展。此外，新大楼建设中会有一层的空间来进行无人机系统建设，将大大拓展中心无人机遥感监测能力。第三个特点就是红线业务线及会商服务，从数据收集到数据生产，再到数据解译、应用和服务，这个完整的业务链条都会布置在红线大楼内，能够很好地保障全国红线监管业务大规模开展、一张图展示和综合会商等服务。”

卫星环境应用中心监管部门工作人员向记者介绍国家生态保护红线监管平台

目前，卫星环境应用中心已单独成立了一个20人的部门，主要从事红线监管平台建设、监管技术研发及业务应用等相关工作。

卫星遥感支持海岸带环境管理

海岸带是海洋和陆地相互作用的地带，即由海洋向陆地的过渡地带。气候变化和人类活动给海岸带环境带来了巨大压力，导致其生态环境不断恶化。近年来，

自2010年进入卫星环境应用中心工作，马万栋博士就从事海岸带遥感监测，传统的海岸带是向陆地延伸10公里，向海洋延伸到水深10至15米的等深线这么一个范围，为此，马万栋博士将海岸带遥感监测分成了三个部分：一是陆域，二是海陆交互带，三是近岸海域。马万栋博士向记者介绍，陆域的遥感监测主要做生态格局监测，即土地利用情况监测。海陆交互带遥感监测的主要监测对象是环境风险源。在对入海河流、入海排污口、市政和养殖排水口、泄洪口等所有入海水流的监测工作中，遥感都能发挥其宏观、瞬时、客观的优势。近岸海域的遥感监测工作主要包括三方面：一是环境应急监管、二是环境污染监管、三是环境破坏监管。当有紧急环境事件发生时，遥感能为应急处理提供技术支持。

卫星环境应用中心马万栋博士在广东进行水体光谱实验

2018年1月6日，巴拿马籍油轮“桑吉”号和中国香港籍散货船“长峰水晶”号在上海长江口以东约160海里处发生碰撞，导致“桑吉”号油轮全船失火燃烧。1月14日，燃烧多日的“桑吉”号发生爆炸并沉没。在应对这起事故时，遥感技术发挥了不可或缺的作用，实时监测溢油位置、分布面积和扩散趋势，为事故的应急处理提供及时、客观、全面的数据支持。

不过，近岸海域的遥感水质反演会受到太阳光、大气等多种因素的影响，遥感监测的水质信息精度与调查采样的信息精度相比往往表现不佳，但遥感在时效性和宏观反映海域整体情况上占据极大优势。

说起遥感水质监测的精度问题，马万栋博士说：“一些监测专家总是不认可遥感水质监测的精度。但地面监测是布点监测，遥感监测整个‘面’的情况，我们希望通过数学模型或情景模拟等手段，反映遥感在监测地面整体趋势上的优势，证实遥感技术的可行性，扭转一些人对遥感在水质监测上的传统认识。”

“三查系统”紧扣生态监管

地面监测能提取监测点的具体信息，遥感监测能把控区域的整体趋势，如何将点面结合，在环境监测工作中有效发挥两者的优势？在“天地一体化”的思想指导下，“三查系统”应运而生。

“三查系统”是一套从发现环境问题到确认异常再到核实验证的完整流程，是服务于环境监测应急管理的系统。“三查”指的是环境监测工作的三步骤：巡查、详查、核查。

建立三查系统是为了及早发现环境事件，让生态破坏和环境污染事件得到尽快处理。2015年，“三查系统”开始建设，经过两年的不断摸索和完善，于2017年正式投入运行。

水色异常遥感三查“巡查—详查—核查”业务流程

巡查是环境监测应急管理工作的第一步。首先利用低空间分辨率、高时间分辨率的遥感数据巡查整体情况。虽然这类数据的遥感图像空间分辨率较低，但时效快，一天可以获得两次数据，能方便获取整体的环境状况。巡查结束后，如果筛查出水色异常、生态破坏等环境事件的情况，就进入到下一步的详查阶段。

在详查阶段，系统会调取设定区域内同一天的高分辨率的遥感数据，利用特定算法获取更高精度的分布范围，以此获取环境事件的精确位置和分布范围。

详查确定位置和范围后，就需要地面数据核查，看看遥感发现的环境异常情况是否存在，面积与位置是否准确。在最后的核查阶段就需要用到无人机、监测船和布点采样获取的精确数据。

这样一套从低空间分辨率遥感数据巡查，到高空间分辨率遥感数据详查，再到地面数据验证核查，最后监测结果服务于环境事件应急管理的三查系统，

三查系统服务器终端界面

三查系统的巡查与详查阶段在无人干预的模式中也能实现自动化。在设置指定区域后，系统能从服务器上寻找目标区域的数据进行预处理，再进行巡查，如果发现水色异常或生态破坏等情况，系统会自动依据巡查的结果去寻找高空间分辨率的遥感数据，并对异常位置开展详查，得出的详查结果再交给人为干预进行地面核查。

在有专家干预的模式下，如果已经发现环境异常事件，系统可以直接进入详查，利用算法初步判断异常类型，得到水色异常等环境事件的分布位置、面积等信息，为地面人员的详细核查工作和环境突发事件的管理提供技术服务。

水色异常提取技术有待加强

在梳理了三查系统的流程后，马万栋博士发现，要想提高精度，最核心的还是水色异常提取的技术。未来还需要研发更多提取的关键技术，填补未知的水色异常提取的算法空白。这就需要经过许多数学、物理、计算机、模式识别等领域的专家攻坚克难，不断提高水色异常的提取精度，真正将技术应用于生态环境管理。同时他还强调，可以将三查系统的业务运行模式作为海洋红线监管的范式，让三查系统继续发挥作用。

马万栋博士还向记者介绍了目前海洋生态保护红线监管指标体系构建情况。在海洋生态保护红线监管过程中，制定监管指标体系是最基础的工作，监管指标体系包括监测指标、评估指标等。

马万栋博士还介绍说后期的工作重点，应该是从海洋生态环境监测逐渐向海洋生态环境监管、海洋生态环境质量评价及海洋生态功能评估等方面上来。用什么方法、指标客观正确评估监管工作，将会是以后工作的重点。

网编：刘畅

閱讀更多 《環境與生活》雜誌 的文章

關鍵字: 美好，一直在身边 云计算 投资