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学科评估:生态环境信息挖掘领域取得新进展

信息所、总工办 | 2019-11-21 11:57:00

 

生态环境问题涉及领域广泛发生过程复杂、驱动类型多样,监测手段具备“空天地一体化”特征,产生了海量的生态环境数据,使得生态环境数据整合、处理和分析变得十分困难。生态环境信息挖掘技术团队通过将大数据挖掘技术引入生态环境领域,对生态环境数据进行有效集成,并对集成数据进行存储管理和信息挖掘,可以高效解决深层次的生态环境问题。

(1)开展高时空卫星遥感监测技术应用示范,助推生态环境要素监测向高分辨率、精细化、动态化监测转变。

当前,低分辨率遥感产品已不能满足新形势下的国家环境管理需求,全球生态环境要素监测周期尚未形成年度监测能力。依托重点研发计划地球观测与导航专项课题“重点区域生态环境高时空动态监测应用示范”,利用全流程规模化遥感应用云服务平台,结合多源卫星遥感数据的协同应用,建立重点地区生态环境多源遥感监测指标体系,开展高时空分辨率卫星遥感监测技术应用示范,实现生态环境要素高时空分辨率产品的定制生产。重点区域产品分辨率达到10m,监测周期实现每年一次,地表时敏要素高可信变化监测准确率大于85%,研究成果转化为环保标准“生态保护红线监测技术规程”,为我国重点区域生态环境监管提供技术支撑。

(2)综合全球气候变化与人类活动干扰信息,初步阐明了全球变化影响下生态交错带的空间位移规律。

围绕全球变化与陆地生态系统响应,利用多源遥感与定位监测技术,通过跟踪对比,发现过去 30 年间我国北方农牧交错带气候暖干化趋势明显,土地利用界线与气候界线呈反向变迁趋势,二者反向变迁距离达到 76.9km-206.5km,形成了明显错位的生态分布格局,进而加剧农牧交错带生态退化。空间位移规律为我国生态交错带植被恢复和土地利用管理提供了科学基础,研究成果获国家科技进步二等奖。

3)基于“空间效率优先、兼顾斑块连续”理念,提出基于“面积-服务-格局”的生态保护红线阈值判定方法。

科学划定优先保护地是长期困扰生态学界的一道难题,划定适宜面积的优先保护地能够更好的平衡国土开发与生态保护之间的矛盾。基于“空间效率优先、兼顾斑块连续”思路,测算生态供体的空间保护效率,建立了“面积-功能”效益最大化为目标的生态保护红线阈值判定模型,在一定程度上解决了生态保护红线“应划多大面积”的问题。生态保护红线以1/4左右的国土面积提供了全国45.48 %的碳总量,为应对和减缓全球气候变化提出基于自然的解决方案。基于生态系统服务供给-需求关联理论,建立基于生态系统服务辐射效应的防风固沙屏障生态保护红线划定方法,生态保护红线的空间识别精度明显提升,划分方法获授权发明专利。结合高分辨率遥感影像和高精度定位观测技术,提出生态保护红线勘界定标“十三步法”,并在全国各省区市推广应用,推动生态保护红线边界精准落地。相关研究成果纳入生态环境部印发的《生态保护红线划定指南》(环办生态[2017]48号)、《生态保护红线勘界定标技术规程》(环办生态[2019]49号)。

信息所、总工办联合供稿

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