“星图智慧不仅加快推动青岛市崂山区卫星应用和空天信息产业的发展，同时也对教育工作和科研事业起着重要的支撑作用。”近日，在空天信息与数字经济创新发展论坛上，山东科技大学测绘与空间信息学院教授孙林表示。 

　　卫星测绘是基于各类测绘卫星获取地理信息和提供地理信息服务的重要手段，卫星测绘能力和应用水平是国家对地观测能力的直接反映。加强卫星测绘能力建设，提升卫星测绘应用水平，对于抢占对地观测制高点、满足经济社会发展对地理信息技术和应用的迫切需求、推进测绘地理信息事业改革创新发展具有重要意义。 

　　此次大会，业内专家与领导齐聚一堂，以“天眼感知世界，智慧引领未来”为主题，探讨空天信息产业发展及经济社会的高效转型，共话未来共谋发展。 

　　多项高科学技术共同发力 

　　孙林指出，空气污染、水污染、生物多样性减少等问题日益突出，生态环境不容乐观。针对这些生态环境问题，目前普遍采用的站点监测方法以单点采集为主，范围小、成本高、效率低，而且主观性过强，不够客观，很难针对所提供的环境数据制定相关的环境政策。而遥感技术作为生态环境监测中一个非常重要的手段，有着常规技术战略监测所没有的优势。 

　　国务院印发的《 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确指出，要做大做强卫星及应用产业，进一步促进高端装备与新材料产业突破发展，引领中国制造新跨越。建立天地一体化的生态遥感监测系统，可以充分利用大数据卫星遥感技术，对生态环境进行全面客观科学及时的评价。遥感的覆盖范围广、成本低、速度快，而且能够动态监测，结果比较客观。 

　　航天遥感是世界各国竞相发展的战略性新兴产业，根据美国UCS发布数据，截至2021年1月1日，全球在轨遥感卫星有909颗。我国共有在轨活跃遥感卫星181颗，在轨卫星数量世界第二。从分辨率、光谱上看，都有了很大提高。同时，空间遥感平台和遥感器日益丰富，观测方式及数据类型也更加多样化。 

　　光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式。地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。如果说肉眼光学成像能看到物质的形状、尺寸等信息，光谱分析则能获取物质的成分信息。 

　　高光谱遥感的特点是能在可见光到短波红外的光谱区间连续成像，传统的彩色相机只能记录红绿蓝三个通道的影像，且每个通道的带宽很宽，而高光谱成像所记录的通道数量可以达到数百个，且光谱通道很窄，分辨率很高，其光谱探测范围远远超过了人类肉眼的感知范围，能够探测人眼无法看到的大量信息，提高人们对自然和物质的认识。 

　　因为能在非常窄的光谱波段内获取丰富的信息，利用高光谱技术获取的信息分辨率很高，甚至能分辨出观测物质的分子和原子结构，这是普通的光学遥感所达不到的。 

　　高光谱技术高速发展，联合激光雷达技术等，都提供了有效的数据保障，多尺度的数据为生态环境监测提供了巨大的支持。 

　　当前，国际上卫星测绘快速发展，卫星性能不断提升，空间、时间和光谱分辨率、敏捷机动能力、定位精度等均实现质的飞跃，应用水平和商业模式不断升级创新，与大数据、云计算等技术的深度融合趋势明显。近年来，我国卫星测绘工作取得了长足进展，卫星性能显著提升，应用成效显著。 

　　孙林表示，“我国云检测等数据处理能力的水平也在逐步提高，保证了卫星数据的高质量、高效率的使用。在数据处理方面，我国已经达到了很高的水平，为应用提供了良好保障。” 

　　新技术应用到生态监测多个方面 

　　基于各方面的良好支持，孙林团队利用遥感和人工智能等技术，提取了山东省40多种各类地表参数。这些数据生产以后，可以为山东省的生态环境监测实时提供数据支撑，包括历史数据和事实数据的支撑，为生态环境监测提供更好的支持。 

　　比如，针对锅炉废气、汽车尾气等产生的大量二氧化氮造成的严重的臭氧污染问题，为了更高效地进行臭氧治理，孙林团队制作了中国高分辨率高质量大气污染数据集。团队采用遥感数据，实现了高频次、全覆盖的监测，近年分辨率也从2000米左右提升到了5000米，被许多环保气象部门所采用。孙林团队此项研究的监测数据免费向社会公开，为疾病防控等社会问题的研究治理提供了可靠的分析数据来源。 

　　黑臭水体是近年来各项城市十分重视的生态环境问题。为了解决深圳市的黑臭水体问题，孙林团队同深圳毛竹斯合作，针对突发性的黑臭水体问题，开发了黑臭水体监测系统。 

　　“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。”