目前，我国已经建立各类自然保护地1.18万处[1]，但是各类保护地之间存在交叉重叠、连通性差等问题，且有10%的重要生态系统类型和国家重点保护野生动植物种类尚未得到有效保护[2]。为此，我国提出了生态保护红线模式。2017年2月，中办、国办印发的《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》（以下简称《若干意见》）提出划定并严守生态保护红线。这是党中央、国务院在新时期新形势下就生态文明建设作出的重大决策部署，也是我国生态环境保护的一项重要制度创新,是保障国家生态安全的底线和生命线[3]，旨在通过划定并严守生态保护红线，建立生态廊道，打造“点、线、面”相结合的网状保护体系，实现对90%的重要生态系统类型和野生动植物种群的全面保护[4]，为可持续发展提供永续支撑。
为了更好地保护生态保护红线，生态环境部制定并印发了《生态保护红线生态环境监督办法（试行）》（以下简称《办法》），聚焦生态保护红线“生态功能不降低、面积不减少、性质不改变”的目标，规定了监督的主体和监督的具体事项，明确了监督的措施和结果应用，提出要依托国家生态保护红线监管平台，综合利用“五基”协同“天—空—地”一体化生态环境立体遥感监测体系，建立生态保护红线监督数据库和信息系统，形成“高精度、全方位、短周期”的生态保护红线生态环境监督能力。
目前，全国生态保护红线划定工作已完成，划定面积占国土面积的30%以上，覆盖了全国生态功能重要区域、生态环境敏感脆弱区域和生物多样性保护重点区域。《若干意见》指出，建立国家生态保护红线监管平台，实时监控人类干扰活动，及时发现破坏生态保护红线的行为，提高生态保护红线管理决策科学化水平。在《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（COP15）上确立的“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”也提出了2030年保护至少30%的全球陆地和海洋的“3030”目标[6]，这与我国已经划定的生态保护红线面积和比例基本相当，说明中国主张的生态保护红线作为一种有预见性的保护模式，成为全球生物多样性保护事业的创新方案[7]。
生态保护红线面积大、范围广，涉及生态系统类型多样，且往往与矿产资源富集区域重叠，内部潜在的人类活动情况复杂，依靠单一的监测手段无法满足监管需要。因此，必须综合运用卫星遥感、航空无人机和地面观测等手段，建立更加准确可靠的“天—空—地”一体化立体监测网络体系，重构监管技术和业务路线，全面监测生态保护红线内的人类活动、生态质量、保护成效等现状及发展趋势。
《办法》明确规定，要监督生态保护红线内人为活动对生态环境的影响，在优于2m分辨率高分卫星遥感影像支撑下，开展人为活动解译。这就需要具备高性能的影像处理能力和海量数据处理能力，同时还要建立自动化、智能化的监管系统，从海量影像中更加高效地识别与发现生态保护红线内的矿产资源开发、工业开发建设、道路开发建设、能源开发建设等人为活动线索，为后续地面开展人为活动的合法性核查提供快速、准确的数据基础。
生态保护红线监管的核心是限制不合理、规模化、破坏性的开发建设活动，为生态系统自然恢复演替创造有利环境。但从目前的工作情况看，很多生态破坏事件均是在对生态环境造成严重破坏后才被发现的，如陕西秦岭北麓西安境内违建别墅、青海木里矿区非法采煤等，这不仅降低了后续的生态恢复效果，还极大地影响了政府的公信力。因此，需要建立主动发现问题和问题预警能力，变事后监管为事前主动发现，把生态破坏问题遏制在萌芽状态。
《若干意见》指出地方各级党委和政府是严守生态保护红线的主体，监测的基本单元是县域。《办法》明确了国家和地方的分工，指出各省（区、市）可依据实际需求，建立完善本行政区生态保护红线监管平台和监督数据库，实现生态保护红线数据信息共享；在现代互联网、物联网和大数据等技术手段的支撑下，形成“国家—省—市（县）”联动的三级衔接机制，实现国家与各地方协同的网状监测体系，确保国家监管与地方核查执法的同步联动和无缝衔接。
基于以上原因，我国于2018年10月启动了国家生态保护红线监管平台建设，为智慧开展生态保护红线生态环境监督管理奠定了坚实基础。
国家生态保护红线监管平台自2018年10月启动建设，于2022年9月完成信息系统验收，形成了数据管理、数据处理、人类活动监管、生态状况监测评估、生态破坏问题会商等业务能力，建设形成“人类活动监管、生态状况监测评估、生态破坏问题会商决策”三条业务链，支撑了全国生态保护红线监管试点等多项业务工作，成为生态环境遥感监测能力建设的重要里程碑（见图1—2）。
图1 国家生态保护红线监管平台核心能力
图2 国家生态保护红线监管运行思路
卫星覆盖和处理能力全面提升，平台接入20余颗国产卫星，1m卫星季度覆盖能力由60%提升至65%，卫星数据获取效率由天级提升到小时级。建立了包括遥感影像、基础地理、环境背景、生态空间、生态系统、生态参量、服务功能、监管成果、文献资料、其他数据10个数据库和1.2亿条台账的生态保护红线监管与台账数据库，包含数据3988层，总数据容量达2.3PB。
平台日处理高分遥感影像达400景，基本实现高分遥感影像“当日获取、当日处理、当日发布”。每年可生产全覆盖正射校正和融合影像产品7.2万余景，形成全国和重点区域26张卫星“一张图”；制作发布影像瓦片在线地图服务11万余景，全国覆盖率达98.2%。
平台建立了基于深度学习等算法的地表变化及人类活动变化自动检测能力，可通过移动核查执法App，实现生态破坏问题的推送和结果回传。国家平台可实现每小时约4.2万km2范围内人类活动变化信息的自动检测，较传统手段的检测效率提升3～5倍，实现动态信息自动提取识别率达90%，自动识别整体精度达60%。目前，平台已经先后支撑办理广西漓江、海南人工岛、宁夏贺兰山等中央领导批示文件，为第二轮第六批中央生态环保督察提供遥感监测成果15份，提供长江、黄河警示片线索2000余条。
平台建成了覆盖1000m、500m、250m和16m多分辨率的主要植被参数产品业务化生产能力，并建立了涵盖80余种生态系统模型的模型库，可以生产水土保持、防风固沙、水源涵养、生物多样性维护等生态系统服务功能产品。目前，平台已经完成了2000年以来全国植被覆盖度、叶面积指数、净初级生产力等产品，以及2020年国家尺度水土保持、水源涵养、生物多样性维护等产品生产，产品总体精度达到85%以上，已经支撑宁夏回族自治区、河北省完成2021年生态保护红线保护成效自评估工作。
“一张图”会商服务集成云服务技术、大数据分析技术、三维可视化技术等，实现多主题、多时空、多指标、多要素、多样化的生态保护红线监管成果显示、查询、统计、分析等功能。平台支持在线会商，可通过会商大屏实时连接会商单位，实现生态保护红线内人类活动的现状、变化、历史状况，野外核查等信息的大屏幕展示，确保监测结果的合理性。
平台建设主机、网络、存储、安全系统等各类型软硬件基础支撑设备800余套，计算能力达到46万亿次/秒，为平台提供了软硬件运行支撑；平台配置5套无人机飞行设备和6个地面观测场，形成了高精度的生态保护红线无人机航空遥感监测能力和生态参数的地面验证能力；平台通过环保专网和互联网进行国家和地方的数据共享，目前国家平台已支撑宁夏、江苏、内蒙古、新疆等12个地方建立省级监管平台，实现国家和地方平台在卫星数据产品、人类活动变化图斑、地面观测验证数据等多方面的互联互通。
平台基于高精度地图切片服务技术，建立了海量多时相遥感影像“动态一张图”服务模式，形成了涵盖数据搜索、数据调度、动态处理和数据服务的高性能地图切片服务技术体系，实现了20余颗国产高分卫星遥感影像数据的智能化、实时化处理与发布，可以快速高效地为生态保护红线监管提供所需的各类遥感影像数据源，支撑大范围监管业务应用。
平台完成了225个高性能计算节点和16PB存储能力建设，并在此基础上完成了17项平台信息系统标准、7项地面观测和6项生态评估标准建设，其中3项标准发展为环境保护行业标准，成为平台能力建设、业务技术实现、系统信息交换和资源共享的基本指导和遵循。
问题导向、快速响应，走出生态破坏问题主动发现难的困境
平台研发的高精度快速自动变化检测技术，将人类活动变化的检测效率提升了3～5倍，人类活动变化的检测识别精度提升至90%，人类活动类型的判别准确率达到85%以上。在海量高分遥感影像的支撑下，人类活动的主动发现能力显著提升，江西毁林、漓江采石等生态破坏问题线索先后被发现。
网络协同、智慧监管，解决了一体化监管能力不足的问题
生态环境部卫星环境应用中心创新提出“五基”协同监测支撑体系[8]，在国家生态保护红线监管平台中引入“五基”立体监测评估技术体系，加强空基遥感、生态走航巡护和激光雷达、荧光超光谱等新技术应用，实现生态保护红线生态环境要素立体协同观测，提升生态监管的智慧化、自动化水平以及实时响应和预警能力。
按照《办法》要求，各省（区、市）生态环境部门可依据实际需求，依托国家平台，综合利用“五基”协同天空地一体化生态环境立体遥感监测体系，建立完善本行政区生态保护红线监管平台和监督数据库，实现生态保护红线数据信息共享。目前，国家平台已经做好了与地方进行互联互通的各项准备工作，具备支撑地方开展监管业务的能力。下一步，需要进一步提升平台能力，与地方进行业务协同，最终把平台打造成为生态保护与修复的综合监管平台。
要加强国家和地方生态保护红线监管平台建设和业务运行的标准规范编制和工作模式创建，建立国家和地方平台之间互联互通和业务协同的工作机制，充分发挥平台效能，实现生态保护红线科学有效监管。
要利用好国家生态保护红线监管平台的建设成果，进一步提升平台在生物多样性保护、生态保护修复工程成效评估、生态示范创建、碳达峰碳中和等方面的监测评估能力，建立全国生态保护红线监督库，覆盖人类活动、生态状况、生态功能、保护成效、碳源碳汇、生态资产等各项内容，为生态保护红线监管提供有效的数据支撑。
目前国家平台已支撑12个地方完成省级生态保护红线监管平台建设，但是还有很多地方尚未具备监管能力，或者没有和国家平台实现互联互通，监管数据没有实现闭环共享，监管机制尚不完备。要鼓励地方参照国家平台规定的数据、服务、通信和功能接口相关标准体系，建设地方生态保护红线监管平台，实现与国家平台的数据互联互通、信息共享和业务协同，最终形成立体监测、网状覆盖的全国生态保护红线生态环境监督体系。
文章来源：《环境保护》杂志
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