“把不同尺度的卫星数据放入这个系统里以后,它就能实时得到不同区域的污染程度数据,同时我们利用高光谱技术做了叶绿素等参数的提取,可以有效看出哪个河段有污染、污染程度怎么样。”孙林解释道。
山东省秸秆火点监测技术同样是孙林团队一项利用遥感的新技术研究。团队采用多种卫星数据,把无人机监测以及卫星监测联合起来,利用新型算法尽可能提高数据精确度,以实现火点卫星监测。一旦卫星发现火点,App就能把人准确带到火点的位置。在2021年为山东省监控汇报的187起火情中,监测的准确率达到接近100% 的高精确值。如果把时间、空间拓展开,结合监测的多项参数,可以及时准确地分析出火情的诱因,并找到源头。
孙林指出,“无论是正在燃烧,还是已烧完的火点,系统都可以监测到。这样精确的监控系统,也大大降低了纵火率,不仅可以节省大量人力,也对环境污染起到了很好的保护作用”。
目前,遥感技术应用的另一大趋势是进行生态环境评估。我国目前大力推动生态总值的评价,各省也针对不同的生态环境参数进行评估。山东省在2021年中一共评估了六项生态参数。其中,利用遥感技术分析黄河流域的生态质量,以及黄河流域的森林退化程度,都对发挥黄河流域在生态环境中的不可替代性起到了重要作用。
「卫星遥感推动海洋事业发展」
我国对海洋卫星应用范围的重点规划包括全球变化探测、海洋军事应用、海洋防灾减灾、海洋环境保护、海洋执法与权益维护、海域使用动态调查等多个方面。
其中,海洋一号卫星制作了40多种遥感产品,国内用户达到一百多个,用户范围覆盖了国内的海洋管理和生产作业、科研院所、大专院校、军事应用等部门。海洋二号卫星制作了20多种遥感产品,国内用户达到20 多个。
利用海洋卫星,可以判断出海洋上的风速和风向,基于光学卫星的云图,可以找到台风的中心并了解周边的风浪情况。为了预防自然灾害,减少破坏,国家海洋卫星被普遍应用于台风监测中,至今没有抓丢过一个西太平洋和南海的台风。
尽管雷达卫星也存在缺陷,但微波辐射剂可以改善这一缺陷。用微波辐射剂获取的台风最高风速可以高达70米每秒,相比雷达的30米每秒,可以显著提高对能量估算的精度,对海洋上动力输送的研究也会起到巨大作用。同时,利用中法海洋卫星(CFOSAT),结合海洋一号C卫星、海洋二号B卫星和风云四号等开展的灾害性海浪和海面风场联合监测,在世界上第一次实现了对台风情况下浪场的监测。
在资源部、交通运输部也广泛应用了卫星对海洋溢油监测,以及绿潮、赤潮的监测。通过卫星进行的全球海洋动力环境监测对海洋活动、滨海城市安全、水下保障、能量与物质输送都有着重要意义,在台风过境前后,可以很快地对海上水产养殖网箱、淹没区等地区实现快速精确的监控。
同时,通过卫星遥感可以进行海上风能评估与风电场环境监测,可以对许多发电厂、核电站的选址提供参考,比如广东省海洋发电厂的选址就是基于此进行的。同时,也可以对核电站的运行和排水情况进行实时监测。对于海洋内生态修复的情况,海洋卫星也可以监测到诸如红树林、珊瑚礁、海草床等生态系统的恢复情况。
目前,我国的卫星遥感发展既有着难得的机遇,也面临着巨大的挑战——如何持续突破定量化观测、业务化生产、精细化应用的技术瓶颈,如何提升星地一体业务化运行能力和海洋遥感数据的共享与服务能力,加强省市节点建设,都是我国卫星遥感发展的重点方向。
抓住机遇、面对挑战,才能推动我国卫星遥感从近海监测走向全球海洋监测,积极参与全球海洋治理,为构建海洋命运共同体提供服务保障。
不可否认的是,卫星遥感必将在新时代建设中继续发挥更重要的作用。在最后的总结中,孙林指出:“如今,卫星遥感数量不断增多、质量也不断提高,要想更好地发挥卫星遥感对环境监测的保障作用,就要做好多种数据的有效融合。”