我国生态环境监测手段很硬核

发布时间: 2026-03-18

3月中旬的陕西省汉中市佛坪县,秦岭腹地晨雾缭绕,一只川金丝猴攀援过涧的瞬间,被红外相机悄然捕捉。这帧画面经由智慧监测网络,同步出现在陕西佛坪国家级自然保护区管理局的指挥大屏上。就在同一时刻,低轨卫星正按轨道过境秦岭,将清晰的环境监测影像传回地面;位于西安的陕西省林业局数据中心里,千万个林业图斑、数亿条数据,在智慧管理平台上有序流转。

  今年初,《生态环境监测条例》正式施行。该条例提出,构建陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络。如今,这一目标正从政策文本走向山野江河。遥感卫星、机器人、人工智能(AI)……这些高科技正编织起一张“天地一体化”的生态环境监测网,为我国生态环境治理水平和效能的跃升注入强劲动力。

  卫星遥感:

  千米高空“看”污染

  大气污染的形成与扩散过程复杂多变,如何锁定污染源头一直是环境治理领域的核心难题。为破解这一难题,辽宁省大连市生态环境局探索实施了“大连市大气污染卫星遥感监测溯源项目”。该项目利用卫星遥感反演技术,结合站点监测数据,获得大连市及周边地区1000米分辨率日间逐小时近地面污染物浓度分布图,叠加风场及温度、湿度等气象信息,可清晰看到空气污染物及关联指标时空连续变化情况,为污染过程分析提供动态化可视化支撑。

  在长江干流湖北咸宁段,遥感卫星用10年时间记录下一场“由黄转青”的色彩蜕变——2015年影像上代表总磷浓度高的深黄色,到2025年已转为总磷浓度下降后的浅青色。10年间,长江经济带监管排污口的“天网”越织越密。如今,卫星遥感与无人机巡航、无人船探测组成的“空天地一体化”监测系统,将20多万个排污口纳入系统监管视线,污染溯源精度从公里级提升至百米级。长江干流已连续6年全线水质保持Ⅱ类。

  此外,遥感卫星还是低成本发现栖息地破坏问题的“利器”,可以及时掌握栖息地内人类活动的变化状况。

  生态环境部卫星环境应用中心构建了人类活动遥感监测业务体系,常态化对生态保护红线、自然保护地等重要物种栖息地内人类活动进行遥感监测,还对生态重要区的典型重大建设工程进行全周期遥感监测,及时发现建设过程中生境破坏问题,为重要栖息地监管提供有力支撑。

  以三江源为例,引入国产高分卫星提取的高精度生境因子后,雪豹适宜生境模拟范围较之前减少了2.8万平方公里,这为雪豹地面调查、保护规划制定提供了更为精准的空间数据支持。

  据生态环境部生态环境监测司司长蒋火华介绍,未来,生态环境部将全面提升卫星遥感监测能力,进一步发挥好遥感技术的独特优势,积极探索与人工智能大模型的联动应用,让“天眼”看得越来越清晰,视野越来越宏大,为美丽中国建设作出更大贡献。

  机器人:

  全能型地面监测助手

  对环境的监测不只有从千米高空的俯瞰,还有地面上的探察。

  在浙江杭州,一条四足机器狗正沿西湖畔缓行。只见它背负1.2米采样杆,将前视镜头锁定水面,随即俯身将采样头探入水中。5分钟后,河水的pH值、硝酸盐等指标就能通过5G网络传回浙江省杭州生态环境监测中心。

  2025年,该中心在全省率先引入“机器狗监测员”。这台重约50公斤的四足机器狗能负重20公斤,在草地、碎石、浅滩等多种地形稳定行走。遇到陡坡,它会自动降低重心、切换步态;遭遇障碍物时,激光雷达能引导其绕行。它还搭载了多参数水质分析仪,使其在采样现场就能快速完成检测,实时回传数据。

  “‘机器狗监测员’每天的行走步数稳定在两万步以上。”杭州生态环境监测中心技术人员指着后台轨迹图对记者说。过去,河道监测依赖人工采样,从一个点位采样到拿到检测报告,至少需要半天时间,遇上暴雨涨水、地形湿滑,采样人员还有安全风险。现在,机器狗能覆盖人工难以抵达的河段,雨天也能照样出勤。前进、转弯、“吸”进垃圾,河面漂浮物很快被一扫而净。

  初春暖阳下,一艘无人清洁船正在西安护城河上作业。这艘由陕西欧卡电子智能科技有限公司研发的水上扫地机器人,为西安护城河提供了水环境综合治理一体化智能解决方案。

  “这艘船的清扫效率是人工作业的4倍,大概7个半小时就能完成约70亩水域的深度清洁。”该公司董事长朱健楠介绍,“船体前后共有3个水质传感器模块,可以对水面各个点位进行水质检测,数据则可实时传回后台。”

  《关于加强生态环境领域科技创新 推动美丽中国建设的实施意见》提出,到2035年,环境监测和模拟等一批关键技术和设备装备水平大幅提升,全面实现绿色低碳科技自立自强。如今,在山东泰山,机器人“挑山工”穿梭于陡峭登山盘道上清运景区垃圾,减轻人力负担;在浙江乌镇,机械臂自动提取水体样本,将工作效率提升80%。

  智慧大脑:

  让数据找问题

  如何将遥感卫星、机器人、摄像头等设备传回的海量数据高效转化为有效洞察与科学决策,AI正成为破局的关键。

  走进陕西省秦岭生态环境保护网格化监管平台运行维护中心指挥大厅,记者见到该中心副主任成晓英正轻点鼠标,西安市周至县翠峰镇的卫星影像被逐级放大。屏幕上的画面里,一处地块的纹理与周边地块明显不同——这是“AI+遥感”自动变化检测系统圈出的异常区域,提示这里可能存在疑似乱搭乱建。

  “过去,全靠人眼比对影像,一个熟练的技术员一天最多筛完一个网格单元。”成晓英干这行已12年。她记得刚接手网格影像比对工作时,秦岭全域5.87万平方公里的卫星影像铺满整面墙,技术员们拿着放大镜一格一格地寻找相同网格在不同时间段的图像差异。

  2020年,西安市启动建设“数字秦岭”综合监管平台,构建起“空天地网+线上线下”的管控格局。在秦岭上空,“天眼”卫星每两月更新影像,系统会将新旧影像“对轴叠图”,自动圈出变化区域。

  自2023年“数字秦岭”综合监管平台升级以来,累计下发疑似问题图斑核查任务1.4万余条,基本实现了各类问题“发现在初始、解决在萌芽”的工作目标。

  AI不仅能实现异常情况识别预警,还能帮助生态环境执法人员迅速检索法律法规、生成处置建议。以陕西为例,仅涉秦岭法规就多达90余部、专业条款超3000条,即便是资深执法人员也难以全数记清。2025年上线的智能法律法规知识问答系统,让这一困境成为历史——生态环境执法人员现场发问,系统几秒内即可同步检索数十部法规,精准推送适用条款及处置建议。目前,该系统可日均完成咨询数百次,项目合法性评估时间从几天压缩至几分钟。

  AI在生态环境保护领域的应用远不止于此。在浙江,杭州市生态环境局监信专班副处长蒋智伟打开AI环评助手,输入一家金属制品企业的基本信息。30分钟后,一份完整率100%、主要指标准确率超过80%的环评报告初稿就能生成。而过去,资深环评师完成同样工作量至少需要数周。

  广东省深圳生态环境监测中心站本地化部署DeepSeek 671B大模型,开发出监测智能助手矩阵,将环境质量报表编制时长从小时级压缩至分钟级。

  根据《国家生态环境监测网络数智化转型方案》,2030年我国将实现国家生态环境监测网络系统性重塑,数字化、智能化水平整体跃升,天空地海一体化监测全面实现,监测“智慧大脑”基本建成。西部数字经济研究院院长、西安邮电大学教授张鸿说:“如今,数字技术正逐渐融入生态环境监测工作全过程,‘用数据看问题’的工作模式正在变为‘让数据找问题’。”

(来源:科技日报 作者:王禹涵)