描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787520164405
准确掌握我国资源环境现状，特别是了解资源环境变化特点和未来发展趋势，成为我国实现可持续发展和生态文明建设面临的迫切需求。遥感具有宏观动态的优点，是大尺度资源环境动态监测不可替代的手段。中国遥感经过30多年几代人的不断努力，监测技术方法.
不断发展成熟，监测成果不断积累，已成为中国可持续发展研究决策的重要基础性技术支撑《中国可持续发展遥感监测报告（2018）》是遥感监测绿皮书系列的第三本，由中科院遥感与数字地球研究所联合中智科学技术评价研究中心、机械工业经济管理研究院等单位策划出版。该报告依据国家“十三五”规划纲要中经济社会发展25项指标中7项建立可持续发展遥感监测的评价指标，紧紧围绕中国的土地利用、植被状况、典型城市群区域、大气状况、粮食生产形势、水资源与水环境等热点问题展开论述。
本书是中国科学院空天信息创新研究院在长期开展资源环境遥感研究项目成果基础上完成的，是《中国可持续发展遥感监测报告（2016）》与《中国可持续发展遥感监测报告（2017）》的持续和深化。书中系统开展了中国土地利用、植被生态、水资源、主要粮食与经济作物、重大自然灾害、大气环境等多个领域的遥感监测分析，对相关领域的可持续发展状况进行了分析评价。
序
党的十九大报告指出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好的生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。
坚持绿色、可持续发展和生态文明建设，我国面临许多亟待解决的资源生态环境重大问题。一是资源紧缺。我国的人均能源、土地资源、水资源等生产生活基础资源十分匮乏，再加上不合理的利用和占用，发展需求与资源供给的矛盾日益突出。二是环境问题。区域性的水环境、大气环境问题日益显现，给人们的生产生活带来严重影响。三是生态修复。我国大部分国土为生态脆弱区，沙漠化、石漠化、水土流失、过度开发等给生态系统造成巨大破坏，严重地区已无法自然修复。要有效解决以上重大问题，建设“天蓝、水绿、山青”的生态文明社会，就需要随时掌握我国资源环境的现状和发展态势，有的放矢地加以治理。
遥感是目前人类快速实现全球或大区域对地观测的唯一手段，它具有全球化、快捷化、定量化、周期性等技术特点，已广泛应用到资源环境、社会经济、国家安全的各个领域，具有不可替代的空间信息保障优势。随着“高分辨率对地观测系统”重大专项的实施和快速推进以及我国空间基础设施的不断完善，我国形成了高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率相结合的对地观测能力，实现了从跟踪向并行乃至部分领跑的重大转变。GF-1 号卫星每4 天覆盖中国一次，分辨率可达16 米；GF-2 号卫星具备了亚米级分辨能力，可以实现城镇区域和重要目标区域的精细观测；GF-4 号卫星更是实现了地球同步观测，时间分辨率高达分钟级，空间分辨率高达50 米。这些对地观测能力为开展全国可持续发展遥感动态监测奠定了坚实的基础。
中国科学院空天信息创新研究院（由原中国科学院电子学研究所、中国科学院遥感与数字地球研究所和中国科学院光电研究院组建）、中国科学院科技战略咨询研究院、中智科学技术评价研究中心、机械工业经济管理研究院和国家遥感中心等单位在可持续发展相关领域拥有高水平的队伍、技术与成果积淀。一大批科研骨干和青年才俊面向国家重大需求，积极投入中国可持续发展遥感监测工作，取得了一系列有特色的研究成果。对此，我感到十分欣慰。我相信，绿皮书《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》的出版发行，对社会各界客观、全面、准确、系统地认识我国的资源生态环境状况及其演变趋势具有重要意义，并将极大促进遥感应用领域发展，为宏观决策提供科学依据，为服务国家战略需求、促进交叉学科发展、服务国民经济主战场作出创新性贡献！
白春礼
中国科学院院长、党组书记
序 言
资源环境是可持续发展的基础，经过数十年的经济社会快速发展，我国资源环境状况发生了快速变化。准确掌握我国资源环境现状，特别是了解资源环境变化特点和未来发展趋势，成为我国实现可持续发展和推动生态文明建设的迫切需求。遥感具有宏观动态的优点，是大尺度资源环境动态监测不可替代的手段。中国遥感经过30 多年几代人的不断努力，监测技术方法不断发展成熟，监测成果不断积累，已成为中国可持续发展研究决策的重要基础性技术支撑。
原中国科学院遥感与数字地球研究所在组织承担或参与国家科技攻关、国家自然科学基金、“973”、“863”、国家科技支撑计划、国家重大科技专项等科研任务中，与国内各行业部门和科研院所长期合作、协力攻关，针对土地、植被、大气、地表水、农业等领域，开展了遥感信息提取、专题数据库建设、资源环境时空特征和驱动因素分析等研究，沉淀了一大批成果，客观记录了我国的资源环境现状及其历史变化，已经并将继续为国家合理利用资源、保护生态环境、实现经济社会可持续发展提供科学数据支撑。
2015 年起，在中国科学院发展规划局等有关部门的指导与大力支持下，原遥感与数字地球研究所与中智科学技术评价研究中心、机械工业经济管理研究院、中国科学院科技战略咨询研究院等单位开展了多轮交流和研讨，联合申请出版“遥感监测绿皮书”，得到了社会科学文献出版社的高度认可和大力支持。
2017 年6 月12 日，中国科学院召开新闻发布会，发布了首部“遥感监测绿皮书”—— 《中国可持续发展遥感监测报告（2016）》。中央电视台、《人民日报》、新华社、《解放军报》、《光明日报》、《中国日报》、中央人民广播电台、中国国际广播电台、《科技日报》、《中国青年报》、中新社、新华网、中国网、香港《大公报》、《中国科学报》、香港《文汇报》、《北京晨报》、《深圳特区报》等30 多家媒体相继发稿，高度评价我国首部“遥感监测绿皮书”的相关工作。以绿皮书的形式出版遥感监测成果，是中国遥感界的第一次尝试，在社会各界引起了强烈反响。许多政府部门和社会读者认为，该书不仅是基于我国遥感界几十年共同努力所取得的成果结晶，也是科研部门作为第三方独立客观完成的“科学数据”，是中国可持续发展能力的“体检报告”，为国家和地方政府提供了一套客观、科学的时间序列空间数据和分析结果，可以支持发展规划的制定、决策部署的监控、实施效果的监测等。
2017 年7 月，编写组在首部绿皮书出版发行的基础上，成功出版了《中国可持续发展遥感监测报告（2017）》，2019 年又开展了《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》的编写工作。这是该系列第三部绿皮书，系统开展了中国土地利用、植被生态、水资源、主要粮食与经济作物、重大自然灾害、大气环境等多个领域的遥感监测分析，对相关领域的可持续发展状况进行了分析评价，尤其对2018 年的现势监测和应急响应进行了重点分析与评估。本报告充分利用了我们国家自主研发的资源卫星、气象卫星、海洋卫星、环境减灾卫星、“高分辨率对地观测专项”等遥感数据，以及国际上的多种卫星遥感数据资源，是我国遥感界几十年共同努力取得的成果结晶，展现了我国卫星载荷研制部门、数据服务部门、行业应用部门和科研院所共同从事遥感研究和应用所取得的技术进步。报告富有遥感特色，技术方法是可靠的，数据和结果是科学的。同时，由于遥感技术是新技术，相比各行业业务资源环境监测方法具有不同的特点，遥感技术既有“宏观、动态、客观”的技术优势，也有“间接测量、时空尺度不一致、混合像元以及主观判读个体差异”等问题导致的局限性。该报告和行业业务监测方法得到的监测结果还是有区别的，不能简单替代各业务部门的传统业务，而是作为独立第三方发布科研部门完成的客观“科学数据”，为国家有关部门提供有益的参考和借鉴。
编写出版“遥感监测绿皮书”，将是一项长期的工作，需要认真听取各个行业部门和各领域专家的意见，及时发现存在的问题，不断改进和创新方法，提高监测报告的科学性和权威性。未来将在本报告的基础上，面向国家的重大需求和国际合作的紧迫需要，不断凝练新的主题和专题，创新发展我们的成果；不断加强研究的科学性和针对性，保证监测数据和结果的可靠性和一致性；并充分利用大数据科学发展的最新成果，加强综合分析和预测模拟工作，不断提高我们的认识水平，为中国可持续发展作出新的贡献。
《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》主编
前 言
过去40 余年来，可持续发展的理念在全球范围内得到了普遍认可和重视，实现可持续发展逐步成为人类追求的共同目标。资源环境是实现可持续发展的基础，资源的数量和质量、区域分布与构成等直接决定着区域发展潜力及可持续发展能力，伴随资源利用的环境改变，对区域发展表现出日益明显的限制作用。为合理利用资源，切实保护并培育环境，中国坚持节约资源和保护环境的基本国策，一系列生态修复和生态文明建设措施的实施，改善了区域生态环境质量。
随着我国经济社会的快速发展和可持续发展战略的实施，资源环境状况变化明显。自20 世纪70 年代，我国利用遥感技术持续开展了资源环境领域的遥感应用研究，中国科学院空天信息创新研究院在土地、植被、大气、水资源、灾害、农业等方面，多方位、系统性地开展了遥感信息提取、专题数据库建设、资源环境时空特征和驱动因素分析等研究，掌握了我国资源环境主要要素的特点及其变化，为国家合理利用资源、保护生态环境，实现经济社会可持续发展提供了扎实的科学数据支撑。
土地是发展的基础性资源，也是我国实现可持续发展战略关注的核心内容之一。土地利用与土地覆盖是全球变化和资源环境研究的核心内容和遥感应用研究的重点领域。全国范围的土地利用遥感监测研究表明，改革开放以来，我国土地资源的利用方式和程度发生了广泛和持续性的变化，阶段性特点明显，区域差异显著。在诸多科研项目支持建立的中国1∶10 万比例尺土地利用遥感监测时空数据库基础上，基于中等分辨率遥感数据，采用中国科学院土地利用遥感分类系统，实施了20 世纪80 年代末至2015 年中国土地利用的多期次遥感监测与数据库更新，形成了长时间序列的中国土地利用时空数据库，7 个关键年度土地利用现状数据库和6个时间段的土地利用动态数据库能够全面、系统地反映中国陆地及近海岛屿的土地利用状况和变化，特别是同步建设、与土地利用时空一致的中国土地覆盖、中国土壤侵蚀、中国城市扩展等遥感监测时空数据库具有很好的互补关系，有助于全面了解中国土地资源与环境的时空特点，为进一步的资源环境遥感监测研究奠定了基础。
植被是地球表面最主要的环境控制因素，植被变化监测是全球变化研究的重要内容之一。十九大提出，加强环境治理与生态修复工作，恢复绿水青山，植被生态系统恢复效果显著。围绕我国“十三五”规划纲要提出的资源环境监测指标，基于遥感监测结果评估我国2015 年至2017 年森林覆盖变化状况。2019 年2 月美国航天局发布的最新研究指出，全世界的绿化程度比20 年前更高，而中国和印度的植树造林和农业等活动主导了地球变绿的过程，因此本报告利用遥感提取植被指数、叶面积指数和植被覆盖度参数，分析不同尺度上中国典型植被类型的变化状况，挑选重点区分析2003 年至2018 年近16 年的植被变化趋势。
水是维系人类乃至整个生态系统生存发展的重要自然资源，也是经济社会可持续发展的重要基础资源。在诸多科研项目的持续推动下，科研人员在遥感水循环及水资源各要素的基础理论、模型和反演以及数据集生产方面开展了大量的系统性工作。尤其在近年来实施的中国科学院战略性先导科技专项（A类）“地球大数据科学工程”的支持下，开展了“一带一路水循环要素监测”（XDA19030203）和“全球中低分辨率时序空间信息产品”（XDA19080303）等工作，并在国家重点研发计划水资源高效开发利用专项支持下开展了“面向水资源管理的天然水循环要素遥感监测技术研究”（2017YFC0405802）等方面的工作。实现了2001 年至今全国与全球逐日1 千米分辨率、局部地区或流域逐日30 米分辨率地表蒸散产品的生产和发布，全面系统地掌握了全国及各水资源分区和行政分区的蒸散耗水状况和水分收支状况，为水资源评价以及水资源可持续开发利用与管理提供了时序空间信息产品与决策支持。
本报告还在中国科学院战略性先导科技专项支持下，重点关注了中国水库情况。水库是人工建造的可用于拦洪蓄水、调节水流等的水利工程建筑物，具有重要的社会、经济和生态意义。基于遥感影像，通过目视解译的方法，完成了以2015年为基准年的中国30 米分辨率水库遥感监测数据库，对中国境内的水库数量、面积及其空间分布特征进行了重点分析，通过对比2007 年和2015 年中国九大流域的径流量及水库总库容，探究了地表水资源受人类活动影响的状况。
粮食安全是国际社会关注的热点问题，也是关系我国经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。报告分中国粮食主产区病虫害发生发展情况和中国经济作物生产形势和遥感监测两个部分介绍。粮食主产区病虫害发生发展情况如下：近年来，伴随全球气候变化，病虫危害形势日益严峻。在诸多科研项目的支持下，综合利用国内外卫星遥感数据，结合气象数据和植保调查数据，并耦合气象与病虫流行扩散模式，构建了全球小麦、水稻、玉米、大豆等主要作物重大病虫害的遥感定量监测预警指标体系与模型，并基于云平台研发了集数据处理、模型计算、产品生产、服务发布于一体的空间信息系统，面向全球发布中英双语的《作物病虫害遥感监测与预测报告》，为我国粮食进出口提供全球农业生产信息。针对2018 年我国粮食作物重大病虫害开展遥感定量监测预警，提供了为害面积和为害等级的时序空间信息产品，客观定量地反映了我国粮食作物病虫胁迫状况和粮食安全形势。中国经济作物生产形势遥感监测收集了2010～2018 年覆盖中国全部时相的国内外遥感数据。基于自主研发的多维遥感分析系统（MARS）软件管理、处理和分析遥感时间序列大数据，基于多源遥感数据时空谱融合技术和时空谱多维分析技术提取大区域大宗粮食和经济作物分布，可为我国国家粮食安全、对外贸易政策制定等提供有力的理论、技术和数据支持。
面对自然灾害这一人类社会的共同挑战，遥感技术从诞生之日就以其技术特点，在减灾、救灾和防灾中发挥了不可替代的作用，受到世界各国和国际组织的极大关注。通过承担国家农业科技成果转化资金“森林草原火灾遥感监测预警技术系统”（2004～2007） 、国家高技术研究发展计划（“863”计划）地球观测与导航技术领域“巨灾链型灾害遥感监测与预警一体化关键技术”（2008～2011） 、“863”计划“灾害遥感应急监测与灾情信息快速提取技术”（2009～2011） 、国家科技支撑计划“地震灾区堰塞湖遥感快速识别与应急调查关键技术”（2009～2011） 、国家高分辨率卫星重大专项“应急遥感监测示范”（2010～2014） 、国家重点研发计划公共安全风险防控与应急技术装备专项“灾害现场信息空地一体化获取技术研究与集成应用示范”（2016～2020） 、国家重点研发计划地球观测与导航专项“重特大灾害空天地一体化协同监测应急响应关键技术研究及示范”（2017～2021）等科研任务，建立了基于网络的洪涝灾情遥感速报等系统，构建了全国洪涝警戒水域数据库、崩滑流（崩塌、滑坡、泥石流）隐患点数据库、全国江河水利工程数据库和全国高精度人口分布数据库，形成了完善的空—天—地协同应急监测与风险评估技术体系，在我国历次重大自然灾害监测中得到有效应用和检验，灾害监测与评估信息有效服务于国务院应急办、应急管理部、国家发展改革委等业务部门，并多次得到国家领导人批示。
自改革开放以来，伴随着城市化与工业化的稳步推进，大量颗粒物被排放到大气中，严重污染了空气质量，对环境造成负面影响。其中，可入肺颗粒物通过呼吸道进入人体，严重危害人类健康。在诸多项目支持下，课题组利用遥感数据重构了2017～2018 年中国区域细颗粒物浓度的空间分布情况，并针对六大重点城市群（中原城市群、长江中游城市群、哈长城市群、成渝城市群、关中城市群、山东半岛城市群）细颗粒物浓度分布情况、空气质量等级划分等进行了分析，直观、系统地体现了区域空气质量情况。同时，分析展示了2017～2018 年中国细颗粒物浓度相对变化情况，为我国近年来“蓝天保卫战”的初步成果提供了可靠的数据支撑。
大气污染是影响大气环境质量的关键因素，也是影响城市和区域可持续发展的重要因素。其中，大气中的痕量气体NO2 和SO2 作为主要污染物起着非常重要的作用，是常规大气空气质量监测的重要指标。秸秆焚烧会产生大量的气态污染物和颗粒物，给大气环境带来较大的影响，已纳入环保部门日常监测范围。在国家重点研发计划等项目的持续支持下，遥感科研人员基于差分吸收光谱算法改进了中国地区污染气体遥感反演方法，并发展了Ring 效应校正模型以及针对中国重污染大气背景下的大气质量因子计算模型。在此基础上，建立了2015～2018 年中国NO2 和SO2 柱浓度数据集，并分析了“十三五”期间中国NO2 和SO2 的年变化特征。同时，基于区域自适应的热异常遥感监测算法，完成了2015～2018 年中国秸秆焚烧点提取，分析了2015～2018 年中国及重点区域秸秆焚烧的年变化特征，并重点分析了秸秆禁烧政策对区域秸秆焚烧时空变化的影响。
在中国科学院等的大力支持下，2016 年和2018 年原遥感与数字地球研究所相继发布了两部“遥感监测绿皮书”，社会反响强烈，受到广泛关注。“遥感监测绿皮书”作者团队致力于科研成果服务经济社会发展这一核心目标，在保持核心内容连续性的基础上，利用资源环境领域的最新遥感研究成果，完成了第三部遥感监测绿皮书《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》，全书包括总报告、分报告和专题报告3 部分。中国土地利用遥感监测部分由张增祥组织实施，遥感图像纠正由鞠洪润、陈国坤、施利锋、张梦狄、习静文、李敏敏、李娜和曾甜完成，专题制图由赵晓丽、刘斌、汪潇、刘芳、徐进勇、温庆可、易玲、胡顺光和左丽君等完成，图形编辑由刘斌、徐进勇、胡顺光等完成，汪潇完成数据集成和面积汇总，总报告“G.1 20 世纪80 年代末至2015 年中国土地利用”由赵晓丽、刘芳、徐进勇、汪潇、张增祥等撰写。分报告“G.2 20 世纪80 年代末至2015 年中国土地利用的省域特点”由张增祥、赵晓丽、汪潇等组织完成，徐进勇和孙健完成海南、西藏、陕西、甘肃、青海和宁夏部分撰写，赵晓丽和王亚非完成北京、天津、河北、山西和河南部分撰写，胡顺光和王月完成重庆、四川、贵州和云南部分撰写，刘芳和禹丝思完成内蒙古、江西和湖北部分撰写，温庆可和汤占中完成辽宁、吉林和黑龙江部分撰写，汪潇和王碧薇完成上海、江苏和安徽部分撰写，左丽君和朱自娟完成福建、湖南和新疆部分撰写，易玲和张向武完成广东、广西和台湾部分撰写，孙菲菲和潘天石完成浙江和山东部分撰写。总报告和分报告由汪潇、徐进勇、张增祥统稿。专题报告“G.3 中国植被状况”由柳钦火和李静组织实施，数据处理和专题制图由赵静、徐保东、于文涛、马培培、董亚冬、张虎和朱欣然完成，图形编辑由赵静完成，报告撰写由赵静、王聪、林尚荣、张召星和袁雪琪共同完成，柳钦火、李静和赵静完成统稿与校对。“G.4 水资源”部分“4.1 2018 年中国水分收支状况”由贾立组织实施，专题制图与图形编辑由郑超磊完成，报告撰写由贾立、胡光成、郑超磊、卢静、陈琪婷完成；“4.2 水库”部分由牛振国组织完成，张海英完成水库的遥感提取和水库的数量、面积与分布特征等内容的撰写，王瑞完成中国水库类型和地表水资源的人工影响等内容撰写。“G.5 中国主要粮食与经济作物”部分关于粮食主产区病虫害发生发展情况由黄文江、董莹莹、叶回春、马慧琴、刘林毅、师越、郑琼、阮超、郭安廷、丁超、邢乃琛、江静和金玉完成；中国经济作物生产形势遥感监测由张立福组织实施，专题制图与图形编辑由王楠、张霞、朱曼、高了然、吕新、张泽、岑奕、黄长平、孙雪剑等完成；本部分关于“2018 年中国棉花、大豆种植分布”由朱曼、高了然、张立福、王楠等撰写，“2017～2018 年中国棉花生产形势变化”由高了然等撰写，“2010～2018 年中国大豆生产形势变化”由朱曼等撰写，张立福、王楠等完成统稿。“G.6 2018 年我国重大自然灾害监测”由王世新和周艺组织实施，数据处理和专题制图由王福涛、赵清、王丽涛、杨宝林、张锐、杜聪、刘文亮、朱金峰、阎福礼、侯艳芳、胡桥、王宏杰和王振庆完成，数据集成由赵清和杜聪完成，报告撰写由王福涛、赵清、杨宝林和张锐完成，王世新、周艺、王福涛和赵清完成统稿。“G.7 空气质量”部分2017～2018 年中国细颗粒物浓度遥感监测由顾行发、程天海组织实施，专题制图由左欣、王宛楠、韩泽莹、罗琪、雷鸣完成，数据集成由左欣完成，报告撰写由顾行发、程天海、王颖、郭红、师帅一完成。“G.8 主要污染气体和秸秆焚烧”由陈良富组织实施，范萌（秸秆焚烧部分）和顾坚斌（主要污染气体部分）撰写。
《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》的完成得益于诸多科研项目成果，谨向参加相关项目的全体人员和对本报告撰写与出版提供帮助的所有人员，表示诚挚的谢意！
我国幅员辽阔，资源类型多，环境差异大，而且处于持续性的变化过程中。本报告作为集体成果，编写人员众多，限于我们的专业覆盖面和写作能力，错误或疏漏在所难免，敬请批评指正。我们会在后续报告的编写中加以重视并不断完善。
《中国可持续发展遥感监测报告（2019）》编辑委员会
2019 年11 月
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