遥感检测

&ldquo 通过长期遥感监测，我们发现，在秋冬交际的10月份是极易发生灰霾的季节，京津冀以及安徽、东北等地都有灰霾出现。&rdquo 在日前召开的环境空气质量遥 感监测技术研讨会上，环境保护部卫星环境应用中心研究员厉青表示，遥感监测不仅可以监测灰霾，还可以研究各地灰霾的动态发展规律。 　　当前，我国大气污染形势严峻、重污染天频发，环境空气质量遥感监测得到了各级环境监管部门的高度重视和广泛参与。为及时交流遥感监测技术的新进 展，提高空气质量天地一体化监测预警能力与水平，由环境保护部监测司指导，环境保护部卫星环境应用中心主办、中科宇图天下科技有限公司承办的环境空气质量 遥感监测技术研讨会在北京举办，研讨会对遥感监测的技术前沿、监测方法、应用情况、能力建设等进行研讨与交流。 　　中国环境监测总站、中国环境科学院、环境保护部卫星环境应用中心等环境保护部直属单位、全国将近20个省级和40个市级环境监测中心站参加了此次研讨会。 　　记者了解到，遥感监测如今不仅在&ldquo 特殊时期&rdquo 发挥作用，而且已经成为全国环境监测的&ldquo 常规军&rdquo ，在秸秆焚烧、沙尘预警预测、颗粒物监测、雾霾监测方面都发挥了积极作用。目前，已有地方实践将卫星遥感监测与地面监测相配合，形成了立体化的环境监测网络。 　　■满足多种环境监测需求 实现污染物趋势判断 　　可以对颗粒物浓度、污染气体、秸秆焚烧、沙尘等环境要素进行监测，长时间序列的动态监测有助于灰霾的预警预测 　　研讨会上，与会专家无不流露出一致的观点，即卫星遥感技术可以在城市环境质量监测、大气污染防治、大气污染监管、全球气候变化监测方面发挥巨大作用。 　　近两年，雾霾已成为各地面临的共同难题，也成为各级环保部门监测的重点。现实情况是，仅靠地面监测已不能满足空气质量监测的需求，而遥感监测可以实现实时、大范围动态监测，获取区域大气污染物分布情况。 　　环境保护部卫星环境应用中心高级工程师王中挺介绍说，利用卫星遥感技术监测灰霾，相当于每一平方公里就能收集到一组监测数据，这样的监测密度是 普通地面监测站点不能覆盖的。不仅如此，遥感监测还可以实现气溶胶光学厚度（AOD）、颗粒物浓度（PM10、PM2.5），污染气体（SO2、NO2、 O3、CO等）柱浓度的监测，而这些都是雾霾形成的前体物，对于灰霾预测预警有着极大的作用。 　　江苏省环境监测中心副主任李旭文通过实验表明了遥感监测的作用，通过对11张江苏省太湖流域影像中区域能见度信息进行提取，并与30个地面空气 自动监测站采集的PM10和1个能见度自动监测站数据进行对比，结果发现，在稳定的天气系统和晴朗无云、少云条件下，卫星遥感与地面空气质量自动监测结果 有很好的一致性，&ldquo 说明遥感监测具有很高的业务化应用价值，遥感技术可以在区域灰霾问题的大尺度监测预警中发挥重要的作用。&rdquo 李旭文说。 　　&ldquo APEC期间区域大气环境遥感监测结果显示，与去年同期相比，京津冀及周边地区大气PM2.5浓度同步出现了不同程度的下降，各地空气质量都得到了明显改善，PM2.5日均浓度平均值降低了30%以上。&rdquo 北京市环境监测中心遥感室主任李令军介绍说。 　　除此之外，遥感监测在秸秆焚烧、扬尘、沙尘暴、大气环境污染事故等大气环境监管方面也大有可为。比如在秸秆焚烧监测上，环境保护部卫星环境应用 中心主任王桥介绍说，目前秸秆焚烧遥感监测已经形成业务化产品，每天都会对全国秸秆焚烧的数量、点位进行监测，从而形成秸秆焚烧的日报。根据卫星遥感监测 数据统计结果和各地报告的现场巡查检查结果总结的日报，将由环境保护部统一对外发布。 　　遥感监测除了发挥基本的监测、预警作用之外，通过长时间的遥感监测，还可以对长期的气候变化进行预测。比如以二氧化碳、甲烷、臭氧等遥感监测为 重点，对全球变化敏感区温室气体进行遥感监测，可以预测气候变化趋势。江苏省2005年~2010年平均臭氧柱浓度时空分析显示，全省臭氧表现出明显的纬 向分布特征，从北至南逐渐增加。从年际变化变化来看，臭氧的浓度有逐年增加的趋势。 　　■应用产品逐步升温 遥感数据可视化增强 　　卫星遥感监测应用系统和平台层出不穷，其自动生成图表、统计结果、监测报告等功能降低了技术门槛，提高了工作的便利性 　　随着卫星遥感监测的升温，相应的卫星遥感监测应用平台和模块也逐步得到应用和开发。 　　据李旭文介绍，江苏省环境遥感业务化平台在遥感监测业务中发挥了重要的作用。江苏的环境遥感业务化平台主要包括水环境遥感监测应用、大气环境遥 感监测应用和生态遥感监测应用。其中水环境遥感监测中针对监测太湖蓝藻开发的蓝藻水华自动解译系统和海量数据遥感管理平台，可以满足大量遥感影像数据的存 储和解译工作，自动将原始的遥感监测数据直接生成蓝藻遥感监测数据报告，完全不需要人工干预，大大提升了工作效能。 　　而针对灰霾开发的灰霾遥感监测软件则可以实时监测整个江苏省的灰霾指数，有助于宏观地、大范围地反映灰霾发生面积和严重程度。 　　中科宇图环境质量研究院副院长谢涛则介绍了中科宇图推出的卫星遥感监测系统。 　　据了解，系统具有数据获取的功能，可以实现数据自动和半自动批量下载，减少用户重复操作，提高了工作效率。系统在数据下载完毕后，可实现大气颗粒物、秸秆焚烧、沙尘的自动化监测，无须人工干预，降低了系统使用的技术门槛。 　　记者了解到，数据产品有多种呈现方式，系统可自动生成空气质量遥感监测数据的统计制图及监测报告。针对某种环境要素，用户可以选择柱状专题图、 空间柱状分析图（可以统计环境要素分布的最大值、最小值、平均值、标准差），或者根据地理要素进行输出，也就是在地图上用颜色表示浓度变化。除此之外，用 户还可以选择动态播放污染物浓度的空间分布。 　　为了便于直观理解，系统还实现了在线监测数据（点）、遥感监测数据（面）、激光雷达监测数据（垂直）的三维直观展示，使得枯燥的数据可视化，满足了专业人士和普通人双重需求。 　　&ldquo 相比于传统站点监测，系统可以获取颗粒物和污染气体浓度的区域分布，掌握污染物在空间上和时间上的分布趋势和规律，为区域大气联防联控提供支持。&rdquo 谢涛说。 　　■加强环境分区管理 构建遥感监测网络 　　卫星遥感技术的进一步应用将会打破行政区划，强化区域管理与合作，进而构建大气环境监测网络 　　在谈到卫星遥感技术如何在大气环境监测中进一步发挥作用时，与会专家不约而同地强调了大气环境区域管理的重要性。 　　中国工程院院士郝吉明表示，要发挥卫星遥感监测大范围、大区域的监测作用，未来的环境管理应当转变为以质量改善为核心的环境管理模式，大气环境管理应打破行政边界的限制，进行科学大气环境管理分区，比如将我国东部污染较重且传输活跃的省份统一纳入一个分区。 　　他认为，未来以区域进行联防联控应该成为常态，APEC期间经过6省市的联防联控，PM2.5日均浓度值下降30%以上，硫酸盐下降50%左右，有机物、硝酸盐也有大幅下降，减排效果明显。 　　厉青也从目前一项关于&ldquo 中东部地区卫星关键技术研究&rdquo 中，提出分区管理监控的理念。&ldquo 我国中东部是一个非常大的区域，但各地区气溶胶分布不同，成分也不一样，有的以硫酸盐为主，有的以硝酸盐为主，所以对中东部地区进行合理分类，是遥感监测技术进一步发挥作用的关键。&rdquo 　　除此之外，遥感数据与地面监测数据结合，形成立体化监测数据，也成为未来遥感监测研究的方向。谢涛提出，未来将要研究多源数据实时同化技术，也就是说把不同来源、不同分辨率、直接和间接的观测数据与模型模拟结果集成具有时间一致性、空间一致性和物理一致性的数据集。 　　中科宇图环境研究院院长刘锐则进一步提出建立大气环境遥感监测系统。他认为未来应大力发展我国的大气环境遥感监测技术，并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法，采用遥感技术与地面监测相结合的方法，建立我国的大气环境遥感监测系统。 　　厉青也补充到，未来应在区域协作的基础上加强灰霾颗粒物监测能力，各地打破行政区划积极推进合作，形成区域甚至全国的灰霾颗粒物监测网络。

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固定式遥感检测仪、遥感监测车最近纷纷上路，扮演起揪&ldquo 墨斗鱼&rdquo (尾气超标车)的角色。 　　但业内多位专家日前在接受《第一财经日报》记者独家采访时表示，机动车尾气遥感监测没有经过充分的科学论证，检测方法也存在诸多问题，在这种情况下强制推行，并不利于大气污染防治。 　　&ldquo 大气污染防治要做到防、控、治，遥感检测技术既不能分析出机动车污染量，也无法控制污染量，更不可能是治理技术。&rdquo 11月10日下午，国家机动车污染防治专业委员会副主任颜梓清对《第一财经日报》记者说。 　　遥感检测准确性存疑 　　机动车尾气污染已成为影响城市空气质量的主要来源，是近年来全国各大城市雾霾频发的重要成因。 　　中科院等机构的研究结果显示，城市中机动车尾气排放一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物分别占城市总污染物的60%～70%、40%～50%、30%～40%，并随着机动车数量的增长呈上升趋势，而其中超过一半来源于占机动车总量不到20%的高污染车的排放。 　　10月24日，国家发改委等部委发布的《加强&ldquo 车、油、路&rdquo 统筹，加快推进机动车污染综合防治方案》(下称《方案》)提出，&ldquo 2015年起，京津冀、长三角、珠三角等区域的地级及以上城市推行遥感检测法&rdquo 。 　　按照《方案》设计的思路，通过遥感检测法，将排放不达标车辆信息通过政府公共信息平台提供查询服务。同时，建立环保、公安等部门信息定期交换机制，环保部门通过短信等方式及时通知车主，要求其尽快通过维修等方式确保车辆排放达标，并于2个月内进行环保检验，对3次被检测到不合格而未参加环保检验的，以及连续3次不能通过环保检验的车辆不予核发环保合格标志。 　　在有关部门助推下，最近一段时间，机动车遥感检测设备开始在各地一窝蜂地出现。 　　北京市计划在2017年以前，新投入150套固定式遥感检测设备，新增20辆遥感监测车，对上路行驶车辆排放实施24小时监控 天津市去年引进1辆遥感监测车，最近又增加了8辆，并多次对超标排放、冒黑烟大型车辆(含过境外埠车辆)进行专项执法检查 银川、合肥、青岛、杭州、西安等城市也纷纷添置机动车遥感检测设备。 　　&ldquo 《方案》带有误导性。&rdquo 颜梓清对本报记者说，《方案》似乎将遥感检测法作为机动车尾气排放检测的唯一手段了。 　　&ldquo 更重要的，遥感检测的准确性到底有多大?&rdquo 颜梓清说，依目前的技术水平，遥感检测最多告诉你，&ldquo 你可能有病了&rdquo ，但到底有没有生病、是什么病、怎么治，遥感检测没法正确告诉你。&ldquo 像天津那样，冒黑烟大型车辆连肉眼都看得出来，遥感检测不是多余吗&rdquo ? 　　遥测法是指利用光学原理远距离感应检测行驶中的在用汽车的排气污染物排放浓度的方法。遥感检测设备厂商号称&ldquo 只需0.7秒的时间，就能鉴别出高污染、高排放车辆，检测出一辆车所排放的一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及烟度等污染指标&rdquo 。 　　但在颜梓清等专家看来，&ldquo 影响遥感检测的因素实在是太多了。&rdquo 她举例说，汽车尾气排出后，立即在空气中扩散和稀释，稀释浓度的变化受空气扰动和风向风速等因素的影响，直接测量排气烟羽中的各污染物浓度不能有效地反映车辆的实际排放状况。 　　某遥感检测设备厂商有关专家也承认，&ldquo 遥感检测有效数据不高，高污染排放车辆的识别率不理想，车型的差别如排气管高度的不一致也会带来测量误差。&rdquo 　　一个明显的证据是，车辆在道路上行驶时车况是在不断变化的，加油或踩刹车时，其操作性能和发动机的运行状况就会发生明显变化，排放状况也将发生明显变化。此外，道路条件、太阳光等在一定程度上也对遥感检测结果有影响。 　　&ldquo 用遥感检测机动车尾气排放情况，汽车开过去是一个数据，再开回来又是另一个数据。你说应该相信哪一个?&rdquo 颜梓清说。 　　遥测不应成执法工具 　　本报记者在采访中注意到，北京、广东、江苏、山东等地已出台了有关机动车遥感检测的地方标准，不仅具体指标差别较大，甚至连机动车污染物排放量的计算公式都没有。　　&ldquo 如果没有计算公式，采集到各种污染物数据后，又是如何最终得出结论的?&rdquo 颜梓清说。 　　北京市《在用柴油汽车排气烟度限值及测量方法(遥测法)》介绍，该遥测法要求的环境条件是测量地点的风速每小时不得持续超过5米 测量地点环境温度应当在5℃～45℃的范围内 测量地点相对湿度小于80%。条件非常苛刻。 　　而广东省《在用汽车排气污染物限值及检测方法(遥测法)》规定，检测地点的风速每小时不得持续超过10米 检测地点环境温度应当在5℃～45℃的范围内 检测地点相对湿度小于80%。 　　广东省这一地方标准也承认，会出现&ldquo 多次检测数据不一的情况&rdquo ，解决的办法是&ldquo 对于同一辆汽车的多次有效检测，检测结果取多次检测结果的算术平均值&rdquo 。 　　对于遥感检测能够检测出一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物的说法，颜梓清等多位专家也表示质疑。 　　10日，国家机动车污染防治专业委员会给本报记者提供的《新车型式认证与在用车检测能力差异分析表》显示，目前机动车检测所采用的简易瞬态工况法可检测新车国Ⅳ标准项目中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物三种污染物质量(克/公里)，而稳态工况法、双怠速法和遥测法均检测不出这些污染物质量。 　　车辆尾气遥感检测技术于上世纪80年代末开始在美国出现，目前已在北美、欧洲、东亚等国家和地区得到应用。 　　但这一检测技术主要还是用于高排放车识别、清洁车豁免、I/M项目评估、车队排放特征调查、机动车排放清单建立、过境高排放车辆限行。更多的是用于排放特征研究，并没有作为执法工具。 　　遥感检测与检测站检测互为配合 　　我国主要通过机动车尾气年检、日常的路检和巡检来掌握机动车污染排放情况。&ldquo 机动车定期送检是一种非常重要的常规检测方法，是检测方面的主力军。&rdquo 10日下午，环境保护部机动车排污监控中心研究员韩应健表示，遥感检测如果是作为粗线条的机动车尾气排放情况普查，把那些可疑的超标车抓出来，送到检测站检查，这是可行的。 　　从2014年开始，公安部和质监总局改变了非营运性机动车年检制度，为每六年1次。现行的机动车尾气强制性检测模式还没有改变，而目前我国城市机动车尾气在线排放监控几近空白，给环保部门开展高排放车和黄标车污染的管理增加了难度。 　　上述专家表示，采用机动车尾气遥测系统对道路行驶中车辆进行尾气监测，确实可以快速地发现行驶中的高排放车辆，但遥感检测法只能代替目测，在特定路段对小部分车辆进行污染识别，但会增加监测路段交通阻碍。 　　《方案》中也要求在2015年全面采用电子标志，其实新信息化物联网技术RFID(无线射频识别)就可解决超标车和高污染车上路执法的问题，而且可对每辆车排污量进行跟踪，控污效果会比遥测好得多。 　　&ldquo 由于数据准确性差等问题，遥感检测法不能作为检测车辆尾气排放是否超标的计量仲裁执法工具。&rdquo 韩应健说，遥感检测与检测站检测，是相互配合的关系，而非替代关系。 　　颜梓清对本报记者说：&ldquo 我国大气污染防治历时多年，投资巨大，但收效甚微。不能不反思治理手段和方法存在的问题。决策部门如果从大气污染防控防治的效果出发，选择的技术措施就不会一错再错。&rdquo 　　&ldquo 遥感检测数据有效性差，只能作为尾气检测的辅助手段。&rdquo 北京理工大学机械与车辆学院教授刘昭度建议，相关领域的专家近期共同起草了一份《我国大气污染防治措施的问题与建议》的报告，并尽快呈交给发改委、环保部等部委。