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學科評估:生態環境信息挖掘領域取得新進展

信息所、總工辦 | 2019-11-21 11:57:00

 

生態環境問題涉及領域廣泛發生過程復雜、驅動類型多樣,監測手段具備“空天地一體化”特征,產生了海量的生態環境數據,使得生態環境數據整合、處理和分析變得十分困難。生態環境信息挖掘技術團隊通過將大數據挖掘技術引入生態環境領域,對生態環境數據進行有效集成,并對集成數據進行存儲管理和信息挖掘,可以高效解決深層次的生態環境問題。

(1)開展高時空衛星遙感監測技術應用示范,助推生態環境要素監測向高分辨率、精細化、動態化監測轉變。

當前,低分辨率遙感產品已不能滿足新形勢下的國家環境管理需求,全球生態環境要素監測周期尚未形成年度監測能力。依托重點研發計劃地球觀測與導航專項課題“重點區域生態環境高時空動態監測應用示范”,利用全流程規模化遙感應用云服務平臺,結合多源衛星遙感數據的協同應用,建立重點地區生態環境多源遙感監測指標體系,開展高時空分辨率衛星遙感監測技術應用示范,實現生態環境要素高時空分辨率產品的定制生產。重點區域產品分辨率達到10m,監測周期實現每年一次,地表時敏要素高可信變化監測準確率大于85%,研究成果轉化為環保標準“生態保護紅線監測技術規程”,為我國重點區域生態環境監管提供技術支撐。

(2)綜合全球氣候變化與人類活動干擾信息,初步闡明了全球變化影響下生態交錯帶的空間位移規律。

圍繞全球變化與陸地生態系統響應,利用多源遙感與定位監測技術,通過跟蹤對比,發現過去 30 年間我國北方農牧交錯帶氣候暖干化趨勢明顯,土地利用界線與氣候界線呈反向變遷趨勢,二者反向變遷距離達到 76.9km-206.5km,形成了明顯錯位的生態分布格局,進而加劇農牧交錯帶生態退化。空間位移規律為我國生態交錯帶植被恢復和土地利用管理提供了科學基礎,研究成果獲國家科技進步二等獎。

3)基于“空間效率優先、兼顧斑塊連續”理念,提出基于“面積-服務-格局”的生態保護紅線閾值判定方法。

科學劃定優先保護地是長期困擾生態學界的一道難題,劃定適宜面積的優先保護地能夠更好的平衡國土開發與生態保護之間的矛盾。基于“空間效率優先、兼顧斑塊連續”思路,測算生態供體的空間保護效率,建立了“面積-功能”效益最大化為目標的生態保護紅線閾值判定模型,在一定程度上解決了生態保護紅線“應劃多大面積”的問題。生態保護紅線以1/4左右的國土面積提供了全國45.48 %的碳總量,為應對和減緩全球氣候變化提出基于自然的解決方案。基于生態系統服務供給-需求關聯理論,建立基于生態系統服務輻射效應的防風固沙屏障生態保護紅線劃定方法,生態保護紅線的空間識別精度明顯提升,劃分方法獲授權發明專利。結合高分辨率遙感影像和高精度定位觀測技術,提出生態保護紅線勘界定標“十三步法”,并在全國各省區市推廣應用,推動生態保護紅線邊界精準落地。相關研究成果納入生態環境部印發的《生態保護紅線劃定指南》(環辦生態[2017]48號)、《生態保護紅線勘界定標技術規程》(環辦生態[2019]49號)。

信息所、總工辦聯合供稿

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