孫中平　史園莉　曹　飛　王昌佐　姜　俊

(1.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院/遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100875；

2.環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京　100094)

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遙感大數(shù)據(jù)環(huán)境下對(duì)生態(tài)紅線監(jiān)管方式創(chuàng)新的思考

孫中平1，2史園莉2曹飛2王昌佐2姜俊2

(1.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院/遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875；

2.環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京100094)

【摘要】新常態(tài)下，環(huán)保工作面臨如何加強(qiáng)環(huán)保法治的大背景，要求我們創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)管手段和方式。遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)為生態(tài)紅線監(jiān)管帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，本文深入分析了遙感大數(shù)據(jù)的基本特征，對(duì)遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)紅線監(jiān)管工作的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討，最后從思維、技能和數(shù)據(jù)等三個(gè)方面提出具有針對(duì)性和操作性的對(duì)策建議。

【關(guān)鍵詞】遙感；大數(shù)據(jù)；生態(tài)紅線；環(huán)境監(jiān)管

引言

生態(tài)紅線對(duì)于維護(hù)生態(tài)安全格局、保障生態(tài)系統(tǒng)功能、支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，是國家和區(qū)域生態(tài)安全的底線。2013年5月，中共中央總書記習(xí)近平在中共中央政治局第六次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，要嚴(yán)守生態(tài)紅線，牢固樹立生態(tài)紅線的觀念。新修訂的《環(huán)境保護(hù)法》明確提出“劃定生態(tài)保護(hù)紅線，實(shí)行嚴(yán)格保護(hù)”。2015年5月，《生態(tài)保護(hù)紅線劃定技術(shù)指南》正式公布，標(biāo)志著環(huán)保部門正式全面開展生態(tài)保護(hù)紅線劃定工作。劃定生態(tài)紅線是基礎(chǔ)，嚴(yán)守生態(tài)紅線是關(guān)鍵。要捍衛(wèi)生態(tài)紅線，必須實(shí)施嚴(yán)格的及時(shí)監(jiān)管。然而，重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)和脆弱區(qū)等生態(tài)紅線區(qū)域地域廣闊、條件復(fù)雜、類型多樣，僅靠常規(guī)的技術(shù)手段費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效監(jiān)管。

近年來，遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急、監(jiān)察、執(zhí)法等方面得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮出環(huán)境遙感的獨(dú)特作用，顯示出了新技術(shù)的威力，成為環(huán)境監(jiān)管的重要手段和有力武器。2015年5月，中共中央、國務(wù)院《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》要求 “利用衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，對(duì)自然資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)狀況開展全天候監(jiān)測(cè)”，“加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)、執(zhí)法監(jiān)督，為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)提供有力保障?！?015年7月，國務(wù)院辦公廳下發(fā)的《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》中更是明確提出“建立天地一體化的生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，”“加強(qiáng)無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)和地面生態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要生態(tài)功能區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等大范圍、全天候監(jiān)測(cè)?！?/p>

近10 年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算被廣泛應(yīng)用，全球數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，我們迎來了一個(gè)大數(shù)據(jù)(big data)的時(shí)代。大數(shù)據(jù)是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后IT產(chǎn)業(yè)又一次顛覆性的技術(shù)變革，也是一場(chǎng)生活、工作與思維的大變革[1]。在遙感領(lǐng)域，隨著對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，尤其隨著高分辨率對(duì)地觀測(cè)時(shí)代的到來，人類對(duì)地球的綜合觀測(cè)能力達(dá)到空前水平，遙感數(shù)據(jù)爆炸性增長(zhǎng)并得到廣泛應(yīng)用，呈現(xiàn)出明顯的“大數(shù)據(jù)”特征[2，3]。在此背景下，廣大生態(tài)紅線監(jiān)管工作者如何樹立大數(shù)據(jù)意識(shí)，探索遙感大數(shù)據(jù)時(shí)代生態(tài)紅線監(jiān)管工作的發(fā)展規(guī)律，創(chuàng)新生態(tài)紅線監(jiān)管方式是值得我們探討和思考的問題。

1高分辨率對(duì)地觀測(cè)時(shí)代的遙感大數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，我國已先后發(fā)射了資源一號(hào)02C衛(wèi)星、資源三號(hào)衛(wèi)星以及高分一號(hào)、高分二號(hào)衛(wèi)星等具備先進(jìn)高分辨率觀測(cè)能力的民用衛(wèi)星，特別是高分二號(hào)衛(wèi)星作為我國首顆空間分辨率優(yōu)于1m的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星，觀測(cè)寬幅達(dá)到45公里，在亞米級(jí)分辨率國際衛(wèi)星中幅寬達(dá)到最高水平。正在實(shí)施的國家重大專項(xiàng)“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”提出，要建立天基、臨近空間、空基對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，形成時(shí)空協(xié)調(diào)、全天時(shí)、全天候、全球覆蓋的對(duì)地觀測(cè)能力[4]，到2020年前后，與其他觀測(cè)手段結(jié)合，我國將全面建成陸地、大氣和海洋先進(jìn)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。新一代高分辨率衛(wèi)星系統(tǒng)相繼投入應(yīng)用，我國遙感領(lǐng)域已經(jīng)正式步入了高分辨率影像的大數(shù)據(jù)時(shí)代。

大數(shù)據(jù)是一種新型的技術(shù)和架構(gòu)，大數(shù)據(jù)研究先驅(qū)麥肯錫全球研究院將“大數(shù)據(jù)”定義為“無法在一定時(shí)間內(nèi)使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行獲取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合”[5]，通常來說，大數(shù)據(jù)具備4V 特性：體量 (Volume)巨大、類型(Variety)多樣、時(shí)效性(Velocity)強(qiáng)和價(jià)值(Value)密度低[6]。從所涉及和應(yīng)用的數(shù)據(jù)來看，遙感大數(shù)據(jù)具有鮮明的大數(shù)據(jù)“4V”特征，同時(shí)其具有的獨(dú)特性亦要重視[3，7]。

(1)體量大。遙感大數(shù)據(jù)具有海量數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采集、存儲(chǔ)和計(jì)算的量都非常大。新型衛(wèi)星傳感器不僅空間、時(shí)間和光譜分辨率高，而且成像方式多樣、波段數(shù)量多，單位時(shí)間內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)量特別大，資源三號(hào)衛(wèi)星每天獲取的數(shù)據(jù)量就在10TB(太字節(jié)，TeraByte)以上[3]，相當(dāng)于美國國會(huì)圖書館印刷品總數(shù)據(jù)量。通過機(jī)載和衛(wèi)星傳感器等不同途徑獲取的遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量級(jí)已從TB級(jí)逐步增長(zhǎng)到PB(拍字節(jié)，PetaByte)級(jí)甚至EB(艾字節(jié)，ExaByte)級(jí)。遙感大數(shù)據(jù)的體量不僅因?yàn)樗婕暗胶Ａ康臄?shù)據(jù)，還因?yàn)樗婕暗臄?shù)據(jù)集的高維性和數(shù)據(jù)集間的鏈接性[8]。遙感大數(shù)據(jù)的維度越來越高，呈現(xiàn)出多尺度的特征，主要分為空間維度、時(shí)間維度、光譜維度、角度維度等。

(2)類型多。遙感大數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)性，數(shù)據(jù)種類和來源多樣化。遙感大數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，格式不一，包括文檔、視頻、圖像和地理位置信息等結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源不僅有衛(wèi)星實(shí)時(shí)采集的大量遙感數(shù)據(jù)，也包括航空拍攝獲得的遙感數(shù)據(jù)，還包括通過互聯(lián)網(wǎng)和帶有地理信息的手持終端設(shè)備提供的環(huán)境信息，另外來自基于有線或無線傳感器的地基觀測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量也呈指數(shù)遞增。

(3)時(shí)效性強(qiáng)。遙感大數(shù)據(jù)獲取的速度加快，更新周期縮短，時(shí)效性越來越強(qiáng)。隨著大量的高分辨率遙感衛(wèi)星的運(yùn)行，建立高分辨率星座，開展組網(wǎng)應(yīng)用，使得遙感觀測(cè)的采樣間隔在縮短，數(shù)據(jù)獲取的頻率大幅度增加，通過地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)等手段獲取數(shù)據(jù)的頻率則更高。另外，紅外、微波衛(wèi)星的發(fā)展，解決了夜晚、陰雨多霧情況下的全天時(shí)和全天候的遙感觀測(cè)。

(4)價(jià)值密度低。隨著遙感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，遙感信息感知無處不在，信息海量，潛值巨大，但價(jià)值密度較低，數(shù)據(jù)冗余的問題也日漸突出。如何結(jié)合業(yè)務(wù)邏輯并通過強(qiáng)大的機(jī)器算法來挖掘隱藏在遙感大數(shù)據(jù)背后的各種知識(shí)(地學(xué)知識(shí)、社會(huì)知識(shí)、人文知識(shí)等)，是遙感大數(shù)據(jù)時(shí)代最需要解決的關(guān)鍵問題。

此外，大數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)在線(Online)”這一屬性也被眾多專家學(xué)者納為大數(shù)據(jù)的第5個(gè)特征。大數(shù)據(jù)不僅僅是大，更重要的是數(shù)據(jù)變得在線了，這是互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展背景下的特點(diǎn)。

2遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)紅線監(jiān)管工作的前景

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，決策驅(qū)動(dòng)根源正發(fā)生重大轉(zhuǎn)型，即從傳統(tǒng)的“目標(biāo)驅(qū)動(dòng)決策”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”轉(zhuǎn)變[9]。以此為契機(jī)，樹立遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管理念，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)與我國生態(tài)紅線監(jiān)管領(lǐng)域深度融合，通過遙感大數(shù)據(jù)對(duì)生態(tài)紅線區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)性、規(guī)范性和前瞻性的監(jiān)管，必將為我國生態(tài)保護(hù)工作帶來前所未有的顯著成效。

2.1協(xié)同觀測(cè)，構(gòu)建“三查”監(jiān)管新模式

常規(guī)的環(huán)境監(jiān)管方法具有較強(qiáng)的滯后性，經(jīng)常出現(xiàn)背槁攆船的尷尬，損害法律的尊嚴(yán)和政府的公信力，甚至給生態(tài)系統(tǒng)造成無法彌補(bǔ)的損失。遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空維度上呈現(xiàn)明顯的多尺度性，高分辨率數(shù)據(jù)和低分辨率數(shù)據(jù)各有特色，同時(shí)衛(wèi)星、無人機(jī)、地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等遙感采集手段各有優(yōu)勢(shì)，將各種手段配合使用，能夠從不同空間尺度上全方位、適時(shí)地開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，明顯提高監(jiān)管效率。中低分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖像幅寬大，觀測(cè)頻次高，適合對(duì)生態(tài)紅線地區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)巡查；一旦發(fā)現(xiàn)疑似生態(tài)破壞活動(dòng)，采用無人機(jī)或高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展精細(xì)化詳查；通過分析提取到的疑似環(huán)境違法活動(dòng)信息，采用野外移動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行地面定向核查，采集空間位置、照片、視頻等信息，為執(zhí)法督查工作提供靶向式支持。

谷歌全球森林監(jiān)視在線系統(tǒng)(Global Forest Watch，GFW)即是不同分辨率衛(wèi)星協(xié)同觀測(cè)應(yīng)用的很好的體現(xiàn)，該系統(tǒng)應(yīng)用中低分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)可對(duì)同一個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)兩次觀測(cè)，檢測(cè)出森林?jǐn)_動(dòng)，進(jìn)而利用高分辨率衛(wèi)星影像，分析判定擾動(dòng)類型；當(dāng)偵察森林遭到砍伐、燒毀或者推土機(jī)破壞的時(shí)候，將發(fā)出警報(bào)服務(wù)。

近三年來，在國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)縣域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量考核評(píng)價(jià)工作，衛(wèi)星中心采用“先衛(wèi)星普查、后無人機(jī)詳查”工作思路，先通過環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取和比對(duì)分析，篩選出生態(tài)環(huán)境變化明顯的典型縣域，然后精心篩選出若干個(gè)典型縣域開展無人機(jī)飛行抽查，大大提高了考核工作的效率[10]。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建中低分辨率巡查-無人機(jī)或高分辨率詳查-地面核查的“三查”遙感業(yè)務(wù)模式，充分利用遙感大數(shù)據(jù)的多尺度特性，綜合運(yùn)用衛(wèi)星、無人機(jī)、地面系統(tǒng)等天空地一體化手段，對(duì)生態(tài)紅線區(qū)保護(hù)狀況開展全天候、立體化的動(dòng)態(tài)更新比對(duì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握各類開發(fā)建設(shè)及破壞活動(dòng)，為生態(tài)紅線執(zhí)法督查工作提供靶向式支持，對(duì)紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能造成異常變動(dòng)的違法建設(shè)與破壞行為采取法律或行政措施，提高生態(tài)紅線監(jiān)管工作效能。

2.2動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，建立新型監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制

大數(shù)據(jù)的核心就是預(yù)測(cè)[1]。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，遙感大數(shù)據(jù)的空間、時(shí)間、光譜、角度等維度越來越高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的多粒度、多時(shí)相、多方位和多層次的全面反映能力也越來越強(qiáng)，通過建立科學(xué)的分析模型，對(duì)遙感大數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合信息挖掘，能揭示更多的生態(tài)環(huán)境知識(shí)和變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)生態(tài)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警。遙感大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)警不必局限于研究生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生背后的原因，更多地依靠對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析，不會(huì)受到偏見和成見的影響。遙感大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)需要找出與風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生相關(guān)性較強(qiáng)的可遙感指標(biāo)，通過監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)指標(biāo)來預(yù)測(cè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，關(guān)聯(lián)指標(biāo)相關(guān)性越強(qiáng)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率越高。

相關(guān)關(guān)系分析是遙感領(lǐng)域重要的研究方法，例如，早在上世紀(jì)80年代，遙感科學(xué)家利用NDVI(Normalized Difference Vegetation Index，歸一化植被指數(shù))與植被長(zhǎng)勢(shì)的相關(guān)關(guān)系來監(jiān)測(cè)全球綠度及其變化。NDVI由遙感數(shù)據(jù)的紅光波段和近紅外波段組合運(yùn)算得到，與植被生物量、葉綠素含量、能量吸收等高度相關(guān)，可快速監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)植被生產(chǎn)力及其變化。而植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體之一，是聯(lián)結(jié)土壤、大氣和水分的自然“紐帶”，是生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的重要指征，NDVI被廣泛用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。隨著不同衛(wèi)星傳感器資料的積累，已經(jīng)形成30多年的長(zhǎng)序列的全球中低分辨率NDVI數(shù)據(jù)集，這為生態(tài)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。通過開展NDVI動(dòng)態(tài)更新比對(duì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)獲取紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)狀況及異常動(dòng)態(tài)變化，可很好地實(shí)現(xiàn)生態(tài)退化/生態(tài)恢復(fù)狀況的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，開展生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和生態(tài)環(huán)境問題評(píng)估，分析生態(tài)脅迫的人為因素和自然因素時(shí)空變化，為生態(tài)紅線區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、績(jī)效考核提供重要依據(jù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，NDVI數(shù)據(jù)的分辨率得到進(jìn)一步提高，植被類型、植被生物參量、土壤理化特征等更易通過遙感數(shù)據(jù)獲取，輔以更加科學(xué)的數(shù)據(jù)分析模型，遙感大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)警將更實(shí)時(shí)、更具前瞻性。

2.3可視化，提供管理決策新支撐

大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們擁有的數(shù)據(jù)越多，如何依據(jù)數(shù)據(jù)作出更好的決策就顯得越發(fā)重要，數(shù)據(jù)可視化是指導(dǎo)我們行動(dòng)的最強(qiáng)大機(jī)制之一[11]?！耙粓D勝千言”，借助人機(jī)交互式分析方法和交互技術(shù)，將大數(shù)據(jù)以直觀的可視化的圖形形式進(jìn)行展示，分析者往往能夠更為直觀和高效地洞悉大數(shù)據(jù)背后的信息、知識(shí)與智慧。利用遙感大數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)紅線監(jiān)管，涉及重要生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和脆弱區(qū)等不同區(qū)域類型，涵蓋人類干擾活動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)狀況、生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)保護(hù)成效等不同主題，數(shù)據(jù)成果體系龐大，同時(shí)數(shù)據(jù)尺度不一、應(yīng)用多樣化。通過可視化交互和數(shù)字地球技術(shù)，對(duì)海量生態(tài)紅線遙感監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度、多層次、多維度在線立體分析，構(gòu)建監(jiān)測(cè)、預(yù)警、評(píng)估成果的綜合展示和應(yīng)用集成場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)主題、地圖、圖表的一體化展現(xiàn)與交互聯(lián)動(dòng)，直觀、快捷的傳遞數(shù)據(jù)背后的決策價(jià)值信息，為生態(tài)紅線管理決策提供強(qiáng)大技術(shù)支持。

在全國生態(tài)環(huán)境十年變化(2000—2010年)遙感調(diào)查與評(píng)估項(xiàng)目成果總體集成階段，衛(wèi)星中心研發(fā)全國生態(tài)環(huán)境調(diào)查與評(píng)估成果集成系統(tǒng)，采用可視化和數(shù)字地球技術(shù)，對(duì)調(diào)查與評(píng)估成果進(jìn)行了一體化集成，取得了很好的決策支持效果[12]。全國生態(tài)環(huán)境十年變化遙感調(diào)查與評(píng)估成果數(shù)據(jù)目錄達(dá)到2000多個(gè)，涵蓋3 個(gè)空間尺度和3個(gè)時(shí)間尺度，具備明顯的多主題、多時(shí)空尺度特性，衛(wèi)星中心攻克了基于可視化與數(shù)字地球技術(shù)的生態(tài)環(huán)境變化空間表征技術(shù)，提出了面向評(píng)估成果的綜合展示與應(yīng)用的三維場(chǎng)景設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了三維場(chǎng)景下空間與屬性數(shù)據(jù)的尺度無縫轉(zhuǎn)換和面向生態(tài)評(píng)估空間單元的多維數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)分析，為調(diào)查評(píng)估綜合集成分析提供了有力支持，初步形成了對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管與決策的技術(shù)支撐能力。今后，應(yīng)緊密結(jié)合生態(tài)紅線管理需求，加強(qiáng)實(shí)時(shí)在線和可視化交互能力，全面揭示遙感大數(shù)據(jù)中隱含的規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，利用數(shù)據(jù)推動(dòng)決策，提升生態(tài)紅線監(jiān)管與決策效能。

3加快實(shí)現(xiàn)遙感大數(shù)據(jù)生態(tài)紅線監(jiān)管的舉措

數(shù)據(jù)、技能、思維是大數(shù)據(jù)價(jià)值鏈的3大構(gòu)成要素[1]，我們應(yīng)從這三個(gè)方面著手，助推遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用，提高利用效率，從而加強(qiáng)遙感在生態(tài)紅線監(jiān)管方面的應(yīng)用效力。

3.1超越固有觀念，樹立遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管理念

大數(shù)據(jù)時(shí)代催生思維變革，要求我們以更加開放的心態(tài)和銳意創(chuàng)新的勇氣，超越自身固有的觀念、認(rèn)識(shí)和習(xí)以為常的方式、方法，進(jìn)一步解放思想，將大數(shù)據(jù)思維融入到實(shí)際監(jiān)管工作中。一方面，“用數(shù)據(jù)說話”，“用數(shù)據(jù)決策”，把大數(shù)據(jù)價(jià)值觀融入環(huán)境監(jiān)管理念。不應(yīng)該遵循經(jīng)驗(yàn)和直覺，應(yīng)在傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集與使用基礎(chǔ)上，重視遙感大數(shù)據(jù)的采集與挖掘，用更全面的數(shù)據(jù)和分析進(jìn)行決策，提升監(jiān)管的科學(xué)性、有效性和前瞻性。另一方面，“用數(shù)據(jù)團(tuán)結(jié)”，“用數(shù)據(jù)親民”，加快生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成共享機(jī)制建立步伐，主動(dòng)積極推進(jìn)信息共享與公開，本身也是“大數(shù)據(jù)”思維的體現(xiàn)。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理模式中不同部門之間的“小團(tuán)體”意識(shí)，打破原有的內(nèi)部數(shù)據(jù)信息割裂狀態(tài)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)共享與融合，使得各部門之間的信息在內(nèi)部縱向、橫向都得以流暢協(xié)同。及時(shí)準(zhǔn)確披露各類環(huán)境信息，擴(kuò)大公開范圍，保障公眾知情權(quán)，加強(qiáng)與公眾互動(dòng)，向社會(huì)提供更加公開透明的環(huán)境管理服務(wù)。

3.2加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，支撐生態(tài)監(jiān)管方式創(chuàng)新

要促進(jìn)遙感大數(shù)據(jù)在生態(tài)紅線監(jiān)管的快速應(yīng)用，就必須具備眾多的技術(shù)人才、豐富的科學(xué)知識(shí)和先進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái)。一是加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)，培養(yǎng)和造就一支懂指揮、懂技術(shù)、懂管理的大數(shù)據(jù)應(yīng)用專業(yè)隊(duì)伍。二是加大遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)研究，攻克遙感大數(shù)據(jù)的智能處理和可視化技術(shù)，開展遙感大數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建面向生態(tài)紅線監(jiān)管的遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。三是建立生態(tài)紅線監(jiān)測(cè)與預(yù)警機(jī)制，盡快建設(shè)國家生態(tài)紅線遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺(tái)，加強(qiáng)環(huán)境遙感業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全國生態(tài)紅線區(qū)人類干擾活動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)狀況、生態(tài)保護(hù)成效動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)全國生態(tài)保護(hù)紅線保護(hù)的問題與風(fēng)險(xiǎn)，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)法等生態(tài)保護(hù)管理。

3.3打造數(shù)據(jù)沃土，夯實(shí)大數(shù)據(jù)監(jiān)管應(yīng)用發(fā)展基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)本身是遙感大數(shù)據(jù)的價(jià)值最主要來源，是遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。應(yīng)加強(qiáng)遙感數(shù)據(jù)采集能力，盡快組織開展環(huán)境專用衛(wèi)星、載荷的研發(fā)與建設(shè)，繼續(xù)推進(jìn)無人機(jī)航空遙感能力建設(shè)，加快建立生態(tài)環(huán)境遙感星地驗(yàn)證臺(tái)站和重要生態(tài)參數(shù)地面觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，逐漸完善建立天空地一體化對(duì)地觀測(cè)傳感網(wǎng)，獲取全天時(shí)、全天候、全方位的空間數(shù)據(jù)，形成穩(wěn)定高效的遙感大數(shù)據(jù)資源保障。同時(shí)，基于云計(jì)算技術(shù)，將各種天空地傳感器及其獲取的數(shù)據(jù)資源、環(huán)境污染源在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、環(huán)境在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等進(jìn)行整合、融合，建立從數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)到處理模型的一體化的生態(tài)遙感數(shù)據(jù)云，構(gòu)建基于遙感云服務(wù)的新型業(yè)務(wù)應(yīng)用與服務(wù)模式，提供遙感資源一體化的地球空間服務(wù)。

4總結(jié)與展望

新常態(tài)下，環(huán)保工作面臨如何加強(qiáng)環(huán)保法治的大背景，要求我們創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)管手段和方式。遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)為生態(tài)紅線監(jiān)管帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，本文在深入分析了遙感大數(shù)據(jù)基本特征，以及遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)紅線監(jiān)管工作的應(yīng)用前景基礎(chǔ)上，從思維、技能和數(shù)據(jù)等三個(gè)方面提出相應(yīng)的對(duì)策建議?？傊?，綠水青山就是金山銀山，守住生態(tài)紅線，才能庇護(hù)綠水青山永續(xù)發(fā)展，保障環(huán)境質(zhì)量的改善。新常態(tài)下，環(huán)保工作面臨如何加強(qiáng)環(huán)保法治的大背景，要求我們創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)管手段和方式，以新思路、新辦法和硬措施來解決新問題[13]。遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)為生態(tài)紅線監(jiān)管帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，環(huán)保工作者需要順應(yīng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)趨勢(shì)，樹立大數(shù)據(jù)理念，開展遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管專項(xiàng)研究和實(shí)踐，創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)管手段和方式，通過對(duì)生態(tài)紅線區(qū)域遙感觀測(cè)大數(shù)據(jù)的綜合比對(duì)、分析、監(jiān)測(cè)，科學(xué)篩查、及時(shí)發(fā)現(xiàn)涉嫌違法的開發(fā)建設(shè)活動(dòng)，預(yù)警系統(tǒng)性、區(qū)域性的生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊的遙感大數(shù)據(jù)監(jiān)管模式，全面提高監(jiān)管效能。

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The Application Potential of Remote Sensing Big Data in Supervision

Innovation of Eco-Protection Bottom Line

SUN Zhongping1，2SHI Yuanli2CAO Fei2WANG Changzuo2JIANG Jun2

(1.State Key Laboratory of Remote Sensing Science，School of Geography，Beijing Normal University，Beijing 100875，China ；

2.Satellite Environment Center，Ministry of Environmental Protection，Beijing 100094，China )

Abstract：This paper briefly discussed the features of remote sensing big data，and then its potential applications were analysed in the eco-protection bottom line supervision. Being actively adapt to the new normal economy，the countermeasures for the promotion of remote sensing big data were discussed in the supervision innovation of eco-protection bottom line.

Keywords：Remote sensing；big data；eco-protection bottom line；Environmental supervision

中圖分類號(hào)：X21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-288X(2016)01-0064-04

通訊作者：史園莉，從事環(huán)境遙感應(yīng)用研究

作者簡(jiǎn)介：孫中平，高級(jí)工程師，從事環(huán)境遙感與GIS應(yīng)用研究

引用文獻(xiàn)格式：孫中平等.遙感大數(shù)據(jù)環(huán)境下對(duì)生態(tài)紅線監(jiān)管方式創(chuàng)新的思考[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(1)：65-68.