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作者:许刚(武汉大学资源与环境科学学院副研究员),焦利民(武汉大学资源与环境科学学院教授)
实现可持续发展目标依赖于经济发展、公共治理、国际合作,也离不开科技创新。遥感是从空中看地球,突出优势是覆盖范围广、重访周期短、运行成本低。近年来,遥感科学与技术发展迅速,在全球资源环境要素监测分析中取得了重要进展。这与落实可持续发展目标的监测、预警、治理需求高度契合。
遥感优势明显,赋能可持续发展潜力巨大
实现可持续发展目标,是一项全球性任务。监测、评估可持续发展目标需要大范围、长时序、多维度的数据支撑。遥感科学与技术契合落实可持续发展目标的空间、时间、属性数据监测与分析要求。
空间覆盖范围广,扩大可持续发展目标监测范围。传统统计调查等数据采集手段需要大量人力、财力,效率不高,受限较多。遥感可以快速获取多尺度监测数据,大到全球各国,小到城镇街区和田间地头。遥感的大范围数据获取能力,在自然资源调查、生态环境变化监测等方面发挥着不可替代的作用。高空间分辨率遥感产品还可针对特定区域进行详细调查。此外,遥感可以获取人迹罕至区域资源环境状况。
实时和长期监测,动态评估可持续发展目标落实情况。可持续发展目标的推进是一个长期的持续性过程。目标的实现不只需要某时某刻的调查数据,更需要实时监测和长期监测、长期把握全球范围各目标的动态变化与实现过程。传统调查手段不具备上述能力,而遥感科学与技术能够及时获取并持续感知地表要素和社会经济活动,为可持续发展目标的推进提供长时间序列数据以及分析产品。例如有的卫星可回溯上个世纪六十年代至今的影像数据,中国自主研发的资源系列卫星也可提供近20年的遥感影像。这些遥感卫星系统为相关指标的分析提供了相当长的时间跨度,能够辅助目标发展规划等长期战略的部署。
多属性优势,拓宽可持续发展目标的推行广度。可持续发展目标涵盖经济、社会、环境等多方面,是一个多维子目标的集合体、有机体,传统数据难以进行联合分析。而遥感因其在多维时空大数据的获取、分析处理方面的优势,成为研究系统科学的重要手段。遥感可以观测多个属性,涵盖生态环境、城镇发展、社会活力等方方面面。其不仅能够分析空间、时间数据,更能够同时对多种属性数据进行深度挖掘,例如夜间灯光指数可反映城市社会经济活动,植被、水体指数可监测生态环境变化。利用遥感同时监测多项目标,剖析目标间的反馈机制,减少“负作用力”,为可持续发展目标的全面推进提供决策依据。
创新遥感科技,提升支撑可持续发展能力
在当前落实可持续发展目标的关键阶段,可以从三方面的技术和制度创新,构建支撑可持续发展的系统基座。
以定量遥感开创地球观测新方式。定量遥感指利用卫星或传感器获取地球表面信息,并使用数学方法量化和分析这些信息,更精确地理解和描述地表特征,例如土地覆盖、植被物候、环境质量等。定量遥感卫星种类很多,其中大气、海洋遥感卫星等能够提供全球尺度、长时间序列的定量参数产品,观测量包括大气温度、太阳辐射与能量传输、海平面变化等。这些参数的收集是了解环境变化规律和制定环境干预政策的前提,也是各国达成可持续发展合作的基础。
以全球综合地球观测系统建立多要素监测机制。全球综合地球观测系统是由多个对地观测单元组成的一个广泛、协调、持续的观测系统。此系统能够更全面地认识地球,提高对地球各要素以及自然和人类活动相互关系的认识,并为决策者提供从初始观测数据到专门应用产品的信息服务。通过对卫星数据及现场观测数据进行协调管理、集成、共享和信息服务,以应对气候变化、能源危机、食物短缺、自然灾害等全球威胁,对可持续发展目标的实现具有极其重大意义。
以多源遥感数据处理方法与模型提高专题信息提取能效。从原始遥感数据中提取专题信息是制约遥感信息服务于社会发展的瓶颈环节。近年来,遥感数据处理方法与模型飞速发展,从海量、杂乱的遥感信息中自动提取可持续发展所需要的专题信息的技术不断改进完善,已可应用于实际案例。此外,遥感数据与其他数据结合,利用多源数据分析某一特定目标,能够有效解决可持续发展中的突出问题。例如将卫星遥感数据、众源数据等结合,用于跟踪森林砍伐行径等。这些能够把握不同可持续发展目标、主体、行为等要素间的关系和趋势,为调整可持续发展的相应政策、配置相应资源提供支撑。
推广遥感应用,促进实现可持续发展目标
有效推动可持续发展目标落实事关全人类福祉,根据《2030年可持续发展议程》,需要在2030年前实现每个目标。在距离目标年仅剩5年时间的关键节点,应全面推进资源环境遥感科学与技术的研发应用,驱动更快、更高水平、全面实现经济型、社会型、环境型可持续发展目标。
支撑“经济型目标”稳步发展。减少不平等、基础设施和工业化等经济型目标的实现可以借助遥感与经济的深度融合。经济数据既可以通过统计调查直接获取,也可以通过夜间灯光等遥感数据间接得出。我们可以将经济数据与时空信息融合得到时空经济大数据,再利用遥感技术对时空经济大数据的分析处理能力,对经济的发展趋势与要素关系进行研判,能够精准服务各项经济指标的发展,量化全球经济格局。
推动“社会型目标”持续向好。消除贫困、饥饿等目标可以在遥感技术的协助下更快实现,而可持续城市和住区目标的实现则更加依赖遥感技术。城市作为一个复杂系统,城市遥感是当前解决城市问题的一个重要技术手段。通过卫星、城市传感器等遥感手段获取的时空大数据是城市规划管理最重要的信息源,遥感技术在城市生态建设、空间开发、环境监测等方面发挥着不可替代的作用。应全面推进遥感技术在城市规划、建设和管理各领域的应用,及时掌握城市的发展进程,科学规划城市的发展路径,并结合其他新兴技术打造智慧城市。
保障“环境型目标”绿色健康。一直以来,气候变化、环境质量、生态安全等都是遥感科学与技术研究和应用的核心领域。运用遥感技术获取全球范围内的大气和地表生态变化数据,能够建立气候与生态环境监测、保护与治理系统,促进生态可持续发展。此外,还应加大遥感技术在灾害风险管控、生物多样性保护等方面的应用,全面激发遥感技术在环境领域的应用潜力,建设绿色健康的生态文明。