綿延千里,雪山巍峨,草原壯闊,這就是祁連山。
復雜的地形地貌,造就了壯闊而美麗的巍巍祁連,但同時也給祁連山生態環境監測和保護帶來了難題。航天技術憑借著獨特的優勢,為這一難題帶來了解決方案。
如何用更現代化、高效率的技術手段監測和管理這一“大公園”,助力公園的生態環境保護?
五院用衛星應用給出了答案。
2022年5月,五院航天恒星祁連山國家公園項目啟動建設,旨在推動祁連山國家公園甘肅片區及甘肅林草構建“天地空”一體化生態環境監測體系,用衛星應用助力祁連山國家公園“看得見、管得住”,為國家公園內自然資源監測、管護等科學決策和準確預測提供了有力支撐。
“天空地”一體化
建設立體化監測網絡
在甘肅智慧林草大數據平臺上,祁連山國家公園的地形地貌、自然資源和生物活動都在屏幕中的一張圖內盡收眼底,只要輕點鼠標,便可從屏幕上清楚地看到每一塊森林、草地、濕地的數據,各類野生動物、人類活動也能實時監測……這是五院助力祁連山國家公園實現“天地空”一體化監測的重要成果。
何為“天空地”一體化?簡單來說就是“天上看、空中拍、地上查”,“天空地”三種技術手段高效協同,構建起全方位、多層次、立體化監測網絡。
2019年,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》,提出建立國家公園等自然保護地生態環境監測制度,建設各類各級自然保護地“天空地”一體化監測網絡體系,并明確提出要發揮衛星遙感的作用。
五院作為我國天基系統建設和應用的重要力量,在衛星技術和資源方面有絕對的硬實力。針對祁連山國家公園監管實際需求,五院項目團隊為祁連山國家公園打造“天空地”一體化生態感知監測網絡:利用遙感衛星進行天基全域周期性覆蓋監測,無人機進行空基重點面域即時監測,視頻探頭和監測站點進行地面固定點位精細化實時監測。
“在祁連山國家公園這樣廣闊的地方,衛星的獨特作用更加凸顯,遙感發揮作用的空間是巨大的?!表椖控撠熑私榻B道。祁連山國家公園幅員遼闊,甘肅片區共3.44萬平方千米,地理環境復雜。如果全用地面攝像設備進行監測,不僅數據傳輸難,運維成本也極高。遙感衛星能夠以更快的速度、更低的成本實現國家公園的全覆蓋監測,同時不受氣候、地形地貌等自然條件的限制,大大提高監測效率。
同時,利用衛星遙感多年積累的數據,項目團隊能對祁連山國家公園進行歷史數據比對分析。“我們能提供當地30多年來的影像記錄,通過對每年的林地、草地、荒地等的變化情況分析,就能總結祁連山生態環境30年來的變化趨勢。而這些通過別的技術手段是很難實現的。”五院建院55年來的技術積淀,有力支撐了祁連山國家公園的“天空地”一體化監測體系的建設,這也是“技術立院”在航天技術應用領域的一個生動寫照。
“感傳智用”組合拳
賦能國家公園智慧管護
利用“天空地”一體化的技術手段開展監測,僅僅是項目團隊要解決的第一步。在“看得見”的基礎上,更重要的是“管得住”。因此,項目團隊通過對通導遙衛星的綜合協同應用,深挖監測數據的應用價值,構建以“感、傳、智、用”為核心的大型國家公園監測解決方案與產品體系,為祁連山國家公園的“智慧化、感知化、物聯化”管理提供整體化解決方案。
第一步,“感”是指“天空地”協同構建起監測網絡,提升了實時數據采集能力,夯實祁連山國家公園監測數據基礎。
第二步,“傳”是在獲取這些監測數據的基礎上,項目團隊還借助通信衛星和衛星便攜站設備,結合地面網絡,為廣闊的祁連山國家公園提供穩定實時的信號傳輸,彌補網絡覆蓋盲區,打造基于天地通信網絡融合的實時通信網絡。
第三步,“智”即搭建大數據平臺,進行智慧建園。所有數據接入之后,項目團隊匯成了智慧林草一張圖,再整合甘肅省原有的“林草園野濕荒沙”監測數據,開展數據集成、分類、可視化等工作,搭建起大數據平臺,使得各類多源異構數據在統一時空框架下用可視化的形式展現出來,為相關部門的管護工作提供了統一標準和尺度。
第四步,“用”是整體化解決方案的重要目標。在項目團隊的努力下,祁連山國家公園實現了對林地、草地、濕地、人類活動、生物多樣性等要素監測,開展了多方面的應用。最重要的是摸清了生態環境“家底”,并實時了解生態環境的動態變化,及時發現造成生態環境惡化的因素,為靶向治理提供依據,做到早發現、早治理、早恢復,推動祁連山生態環境持續向好發展。
此外,在該項目的技術支撐下,管理部門利用大數據平臺進行巡護人員管理、巡護路線規劃、園區人類活動監測和預警等,進一步提升了巡護和管理效率?!芭e個例子來說,曾經相關部門接到國家公園內盜采砂金的舉報,當時正值大雪天,管理人員只能通過推土機鏟雪,花費一兩天才能上山查證,消耗了大量人力物力。而現在在大數據平臺的支持下,只要通過調用無人機進行巡查,即可完成查證,非常高效。” 項目負責人介紹。
“兩業”發展新藍圖
航天力量支撐生態文明建設大有可為
目前,祁連山國家公園大數據平臺已完成了基礎建設,項目團隊正在探索深化應用方向,不斷加強在資源管理、森林草原防火、生態監測、碳源碳匯等方面的應用,全面提升祁連山國家公園保護管理的現代化水平,為國家公園的生態文明建設提供了有力支撐。
祁連山國家公園項目在短時間內完成建設,離不開團隊前期在三江源國家公園項目上的成功經驗。五院航天恒星經過多年摸索,在大型國家公園“天空地”一體化監控體系建設方面,形成了一套成熟、可復制、可借鑒的模式和經驗。此外,項目團隊正在支撐更多大型國家公園的建設,并不斷拓展“泛生態圈”業務,深化航天技術在生態文明建設方面的應用。
黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央把生態文明建設作為關系中華民族永續發展的根本大計,美麗中國建設邁出重大步伐。支撐國家戰略,支持生態文明建設,中國航天責無旁貸,也大有可為。
面向未來,五院將進一步落實集團公司2023年度領導干部會會議精神和要求,把握“兩業”在生態環境保護領域的發展機遇,持續推動“天空地”一體化、通導遙融合應用不斷發展,讓衛星應用造福綠水青山,為推動人與自然和諧共生的美麗中國建設貢獻航天力量。