生態(tài)環(huán)境部力推數(shù)智化轉(zhuǎn)型,提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)裝備水平
為深入踐行黨的二十屆三中全會精神,積極響應(yīng)中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于全面推進(jìn)美麗中國建設(shè)的意見》相關(guān)部署,切實落實生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的實施意見》要求,生態(tài)環(huán)境部正式印發(fā)《國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)智化轉(zhuǎn)型方案》
。這一方案的出臺
,旨在大力提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)裝備的數(shù)智化能力,全力推動建成新一代國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱“國家網(wǎng)”)
,為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展注入新動力
,助力美麗中國建設(shè)。
一、數(shù)智化轉(zhuǎn)型意義重大
,引領(lǐng)監(jiān)測領(lǐng)域新變革
隨著Deepseek等智能模型在全球范圍內(nèi)引發(fā)廣泛關(guān)注 ,大數(shù)據(jù)、大模型等人工智能(AI)技術(shù)已成為新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素之一
,正驅(qū)動著新一輪技術(shù)革命浪潮
。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,強(qiáng)化基于AI的新型感知技術(shù)應(yīng)用
,構(gòu)建以數(shù)智化為標(biāo)準(zhǔn)的國家網(wǎng)
,對推動行業(yè)發(fā)展、助力美麗中國建設(shè)具有深遠(yuǎn)意義
。
(一)驅(qū)動環(huán)境監(jiān)測新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展
習(xí)近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會上明確提出 ,要加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系,完善天空地海一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
。生態(tài)環(huán)境部部長黃潤秋也在全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作會議上強(qiáng)調(diào)
,需建立與美麗中國建設(shè)相適配的現(xiàn)代化監(jiān)測體系,提升精準(zhǔn)分析與預(yù)測能力
,推進(jìn)全方位一體化監(jiān)測能力建設(shè)
。數(shù)智化轉(zhuǎn)型正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵舉措,通過整合大數(shù)據(jù)
、物聯(lián)網(wǎng)
、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)
,推動國家網(wǎng)的升級改造
,能夠有效提升生態(tài)環(huán)境態(tài)勢感知、分析研判
、預(yù)測預(yù)警
、應(yīng)急響應(yīng)以及監(jiān)測監(jiān)管的自動化、智能化水平
,為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展開辟新路徑
。
(二)推動遙感監(jiān)測模式革新
作為現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的重要組成部分,遙感監(jiān)測是國家網(wǎng)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵著力點。當(dāng)前
,遙感技術(shù)已邁入高空間、高時間
、高光譜
、全譜段、多角度
、立體化的發(fā)展與應(yīng)用新階段
,初步形成了衛(wèi)星、無人機(jī)
、走航
、地基觀測
、地面驗證等多元、立體
、協(xié)同的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測體系
,并在內(nèi)蒙古鄂爾多斯、四川寶興等地取得了成功應(yīng)用經(jīng)驗
。推動遙感監(jiān)測領(lǐng)域的數(shù)智化轉(zhuǎn)型
,不僅需要進(jìn)一步擴(kuò)大試點示范范圍,持續(xù)優(yōu)化多元立體監(jiān)測體系
,更要加速構(gòu)建天地一體
、央地聯(lián)動、智慧高效的遙感監(jiān)測新模式
。
(三)激發(fā)遙感監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)新活力
為滿足“全方位 、高精度、短周期”的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測要求
,遙感監(jiān)測領(lǐng)域不斷開展關(guān)鍵模型算法技術(shù)創(chuàng)新
,推動監(jiān)測智能化與自動化進(jìn)程。借助數(shù)字地球
、機(jī)器學(xué)習(xí)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)
,實現(xiàn)了光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)全流程的自動化獲取與處理,成功攻克生態(tài)環(huán)境問題自動化識別
、藍(lán)藻水華預(yù)測預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù)
,大幅提升了生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測能力。然而
,為進(jìn)一步增強(qiáng)核心技術(shù)競爭力
,遙感監(jiān)測仍需深化AI等技術(shù)應(yīng)用,持續(xù)在新型載荷數(shù)據(jù)自動化處理
、智能識別算法迭代升級
、預(yù)測預(yù)警模型精度提升等方面發(fā)力創(chuàng)新。
二 、遙感監(jiān)測數(shù)智化成果初顯
,助力監(jiān)測能力提升
近年來,遙感監(jiān)測以主動發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題為核心,以提高監(jiān)測時效性為重點,積極引入大數(shù)據(jù)、大模型等前沿技術(shù),在衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)處理、遙感產(chǎn)品生產(chǎn)、環(huán)境問題識別以及生態(tài)評估與預(yù)警等方面的自動化、智能化水平顯著提升,為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力的增強(qiáng)提供了有力支撐。
(一)關(guān)鍵模型算法智能化升級,精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題
通過優(yōu)化人為活動變化檢測、精細(xì)分類等模型算法,建立包含54.6萬個樣本的人為活動樣本庫,并對算法模型進(jìn)行迭代訓(xùn)練,人為活動自動變化檢測精度已提升至70%。同時,構(gòu)建特征樣本庫,實現(xiàn)了對鋼鐵、水泥、焦化等重點行業(yè)企業(yè)工業(yè)熱源的遙感智能識別,識別準(zhǔn)確率高達(dá)88%,總體分類精度達(dá)到86.3%。此外,建立的國產(chǎn)衛(wèi)星高光譜數(shù)據(jù)全球甲烷排放異常熱點大模型,準(zhǔn)確率提高了10%,定量監(jiān)測精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(二)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展,強(qiáng)化生態(tài)安全預(yù)警
在技術(shù)應(yīng)用方面,遙感監(jiān)測正從簡單監(jiān)測向監(jiān)測管理一體化轉(zhuǎn)變 ,構(gòu)建了生態(tài)干擾風(fēng)險評估指標(biāo)體系和大尺度評估模型,為重要生態(tài)空間的精細(xì)化監(jiān)測與網(wǎng)格化監(jiān)管提供有力支持
。同時
,從現(xiàn)狀監(jiān)測向預(yù)測預(yù)報發(fā)展,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型突破湖庫藍(lán)藻水華預(yù)測難題
;融合多源遙感時序數(shù)據(jù)與多光譜智能識別技術(shù)
,構(gòu)建秸稈焚燒污染風(fēng)險量化評估模型,實現(xiàn)了準(zhǔn)確率≥0.70的污染事件預(yù)警
。此外
,生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測正從以 “產(chǎn)數(shù)” 為核心向全鏈條拓展,實現(xiàn)了向數(shù)據(jù)處理
、加工
、存儲、管理
、應(yīng)用等全流程的賦能轉(zhuǎn)變
。
(三)基礎(chǔ)產(chǎn)品自動化生產(chǎn)升級,夯實監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
在基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)方面,通過開展海量衛(wèi)星影像流程式快速生產(chǎn),實現(xiàn)了光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取、處理和分發(fā)的自動化,大幅提升了工作效率。全國2米基礎(chǔ)影像產(chǎn)品生產(chǎn)周期從每年1期縮短至雙月1期,有效覆蓋率達(dá)到84%。同時,創(chuàng)新采用“線上優(yōu)選+在線判讀”的遙感數(shù)據(jù)作業(yè)模式,運(yùn)用空間網(wǎng)格引擎動態(tài)切片技術(shù)實現(xiàn)遙感影像快速發(fā)布,將全國2米影像切片時間從2個月壓縮至7天,并研制了遙感影像地圖服務(wù)插件,為生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測專題制圖和分析評估提供了在線判讀與智能解譯工具。
三、多舉措加快遙感監(jiān)測數(shù)智化轉(zhuǎn)型,支撐美麗中國建設(shè)
國家網(wǎng)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型是構(gòu)建現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。面對數(shù)智化發(fā)展機(jī)遇,需扎實推進(jìn)各項轉(zhuǎn)型任務(wù),全面提升生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測能力,為美麗中國建設(shè)提供堅實的遙感技術(shù)保障。
(一)提升環(huán)境問題發(fā)現(xiàn)智能化水平
聚焦于主動發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題,在水、大氣、土壤、生態(tài)等多個領(lǐng)域持續(xù)優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)。開展智能解譯樣本標(biāo)注及生產(chǎn)技術(shù)研究,建設(shè)多場景全國生態(tài)遙感樣本庫和遙感參數(shù)定量反演模型方法庫
,構(gòu)建并定期訓(xùn)練升級生態(tài)環(huán)境問題遙感監(jiān)測大模型,打造國家生態(tài)環(huán)境遙感高精度快速解譯“智能體”
,實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境問題的精準(zhǔn)
、高效識別。
(二)構(gòu)建立體數(shù)據(jù)底座與數(shù)字孿生引擎
深入研究感知設(shè)備、數(shù)據(jù)
、算法模型等多對象的級聯(lián)集成技術(shù),開展多源數(shù)據(jù)一體化融合治理
,構(gòu)建結(jié)構(gòu)化
、標(biāo)準(zhǔn)化的高質(zhì)量時空數(shù)據(jù)立方體。以此為基礎(chǔ)
,逐步形成高空間分辨率
、高時間分辨率、高濃度分辨率的多元化遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系,建立基于遙感大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的生態(tài)環(huán)境空間數(shù)據(jù)底座
,并研發(fā)能夠提升預(yù)測預(yù)警能力的生態(tài)環(huán)境數(shù)字孿生引擎
。
(三)實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)處理全流程自動化
加強(qiáng)對雷達(dá)和高光譜等新型載荷數(shù)據(jù)的處理能力,研發(fā)高光譜、雷達(dá)衛(wèi)星批量自動化處理平臺,實現(xiàn)國產(chǎn)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)。引入超分重建成像、亞米數(shù)據(jù)輕量級切片、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等先進(jìn)技術(shù),開展基于“空間+光譜”先驗知識的影像超分重建大模型算法研究,進(jìn)一步提升遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的分辨率和覆蓋率。
(四)完善監(jiān)測與質(zhì)量管理體系
依托超長期國債項目,推進(jìn)國家溫室氣體監(jiān)測站網(wǎng)和立體監(jiān)測體系建設(shè),強(qiáng)化溫室氣體衛(wèi)星遙感高精度連續(xù)監(jiān)測能力,完善天空地海一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。充分利用AI技術(shù),構(gòu)建涵蓋數(shù)據(jù)獲取、處理、存儲、管理、產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用全鏈條的質(zhì)量管理體系。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境衛(wèi)星載荷在軌定標(biāo)工作
,嚴(yán)格檢驗接收數(shù)據(jù)的科學(xué)性和質(zhì)量,強(qiáng)化遙感產(chǎn)品的真實性檢驗以及與其他生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的協(xié)同融合
,深入開展基于科學(xué)性原則的衛(wèi)星產(chǎn)品持續(xù)優(yōu)化和質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究
。
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