卫星当“哨兵”AI做“参谋”,广东探索天空地一体化智慧监测
卫星影像上,在广东省东莞市生态保护红线范围内同沙生态公园的一片林地,突然“长”出几条黄色道路和硬底化地面。通过对比两期遥感影像,这个约3公顷的变化被卫星遥感精准锁定。
经东莞市生态环境局现场核查,公园存在违规建设儿童乐园设施情况。随后,多部门联合执法,拆除主体工程和附属硬底化设施,种回树木和草皮,生态得以恢复,严格守护了生态保护红线。
这是广东省生态环境厅生态与土壤处利用卫星遥感开展生态保护红线人类活动监测时发现的一幕。近年来,面对监管对象点多面广、动态变化频繁等挑战,生态与土壤处联合广东省生态环境监测中心(以下简称监测中心),探索“卫星遥感+地面核查”天空地一体化智慧监测模式,推动生态环境监管从被动应对向主动发现、从粗放管理向精准管控转变。
一张需求清单,
让技术不再“悬空”
生态与土壤处的监管业务涵盖土壤、农村黑臭水体、畜禽养殖、自然保护区、生态保护红线等重要领域。监管对象点多面广、空间跨度大、时间动态性强,仅畜禽养殖类监管主体就数以万计。
过去,监管主要靠人工现场巡查和重点区域抽查。生态与土壤处工作人员告诉记者:“人力投入大,覆盖范围有限,偏远海岸线、林区、大面积生态保护红线区域很难常态化管控。同时,成本高、效率低,还容易出现监管盲区。”
遥感技术的运用,让这一困局迎刃而解。遥感监测“看得广、看得快、看得清”,一张卫星图片,可以覆盖一个县区全辖区范围;地面上房屋、田块、道路、树木,在2米甚至0.5米分辨率的影像上清晰可见。前后两期影像一对比,算法就能精准提取出地表变化,形成变化图斑。
监测中心业务综合室副主任柴子为告诉记者,生态与土壤处清楚监管痛点在哪里,监测中心清楚遥感技术能做什么,双方一起把需求清单变成了任务清单。“以前我们做遥感,常常不知道监管部门到底要什么。现在,生态与土壤处把需求提得很具体,我们能精准提供技术服务。”
生态与土壤处立足监管职责,明确遥感监测需求;监测中心发挥遥感技术大范围、高精度、高频次、动态化优势,规范开展数据采集、图斑提取,第一时间将监测成果移交管理部门。不是“我拍我的、你查你的”,而是“你提需求、我攻技术”。同时,监测中心联合高校开展技术攻关,把监管部门的需求讲清楚,把技术落地的路径打通。
在此基础上,双方逐步梳理出协同作战的清晰流程:卫星遥感负责“天上看”,大范围筛查可疑图斑;无人机和地面核查负责“地上查”,对重点图斑精准核实;配合线上闭环调度实现“网上管”。至此,天空地一体化监测模式逐步成型,需求与技术的双向奔赴,推动监管手段从“人工粗放排查”向“科技精准管控”转型升级,实现对监管对象的全方位、常态化监测。
一张卫星图,
如何变成问题线索?
卫星遥感,好比在太空给地球拍照片。但是卫星成像受轨道、角度、大气、地形等影响,会存在图像变形、辐射失真、色彩偏差等问题,拍回来的原始影像不能直接用。
辐射校正、几何校正、影像拼接、匀色融合……过去,这些工序需要大量人工,流程繁琐、耗时冗长。如今,监测中心搭建自动化处理流程,海量影像自动筛选、自动拼接、自动校正。以2米分辨率覆盖全省的卫星影像处理,周期从以往一两周压缩至一天内完成。
完成影像预处理后,核心环节是识别地表变化。传统模式下,技术人员需逐年对比影像、人工目视判读并手绘变化图斑,效率低且易出现疏漏。现在这一工作由AI深度学习完成:先构建海量标注样本库,对红树林、农村黑臭水体、矿山开挖等典型地物进行精细化标注,训练AI识别模型。经过反复学习,AI逐步建立起识别能力。
“要想AI‘看懂’影像,先得让它认东西。”柴子为说,以红树林为例,技术人员整理大量红树林样本数据,将其独有的外观、颜色、纹理特征输入模型,完成充分训练。后续接入卫星影像时,AI可自动提取影像光谱特征,捕捉纹理、色调、空间形态的细微差异,快速圈选出地表发生异变的可疑区域。
图为遥感平台AI样本库
目前,监测中心已建成10余套模型并持续迭代优化。这些模型并非一套通用版本适配所有场景,而是采用“通用底座+专题场景定制化训练+闭环迭代”的技术思路,针对不同监测对象,量身定制专属解译模型。
图为遥感平台智能解译结果示例
模型精度达标后即在全省范围投入运行,自动筛查出目标图斑,经人工复核剔除误判结果,再推送至各地开展实地核查。核查结果同步回流样本库,推动模型持续迭代、越用越准。
AI像素级的全域扫描填补了人工目视判读的盲区,将生态破坏问题化解在萌芽状态,也推动生态监管模式从“被动救火”转向“主动发现”,助力生态治理从事后整改向源头防控转变。
一张遥感“天网”,
守护土壤、农村和生态空间
当前,遥感技术已深度融入生态与土壤处各业务领域,成为监管的“效率倍增器”。
在土壤污染防治领域,对严格管控类耕地高分辨率遥感全域动态监测,为保障粮食安全提供支撑;对建设用地地块开发利用情况进行监测,有力打击违法违规开发行为。
在农村环境整治领域,首次完成全省畜禽养殖污染问题识别以及禁养区内疑似养殖场遥感监测,推动畜禽养殖管理规范化、精细化;实现全省农村地区黑臭水体遥感监测全覆盖。
在重要生态空间监管领域,持续围绕生态保护红线、自然保护地精准识别人类扰动行为,并逐步探索在红树林、环“两山”等重要生态空间开展遥感监测。据统计,累计完成遥感监测影像处理约2.5万个,组织核查问题线索8批(次),核实处理了一系列违法违规行为,有效维护了生态系统的多样性、稳定性和持续性。
从发现到整改,才算闭环。生态与土壤处同步建立健全全流程闭环管理机制,形成“遥感排查—现场核查—整治整改—跟踪督办—销号归档”完整工作链条。对遥感监测发现的疑点图斑,第一时间推送地市核查整改,定期组织整改“回头看”,确保问题发现一起、核实一起、整改一起,实现生态破坏行为“早发现、快查处、严整改”。
(来源:广东生态环境厅 编辑:梁欣仪)


