“遥感”王大成：为环境“看病”的遥感人

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如儿时所愿，王大成当上了“医生”。不同的是，他在给环境“治病”，遥感技术就是他的“诊断仪”和“听诊器”。

面对全球气候变暖这一重大挑战，如何利用遥感技术精准监测大气环境，为“双碳”目标的实现“摸清家底”，是中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心、智慧城市工程部部长王大成近年来一直在做的事情。

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王大成 受访者供图

为“双碳”摸清家底

“人在做，天在看。这不是迷信，是科学，天就是我们头顶的卫星。”

在中国科学院新技术基地的国家遥感应用工程技术研究中心科普走廊，陈设着几块大屏幕，王大成盯着屏幕上密密麻麻的卫星数据，不由得感慨道。

实现“双碳”目标是一项复杂的系统工程，关键一环就是对全球温室气体排放监测的精准量化，而卫星遥感已成为重要的监测大气参数和组成变化的探测手段。

王大成告诉记者，大气中的二氧化碳气体浓度分布很不均匀，如云雾般不断变化和漂移，具有明显的不确定性。而遥感技术可以瞬间获取大面积区域地表和大气的综合定性信息，从而快速、连续地获得其重点研究区域与全球时空分布和变化特性，避免地面站点的点源监测缺陷。

通过这些卫星数据，不仅能算出二氧化碳和其他温室气体的精准排放数据，还能监测气体的空间范围，预测未来走向，“绕地卫星和同步卫星就像把我们的眼睛，延伸到了太空。”王大成说。

 2021年7月，全国碳排放权交易市场正式启动，为我国实现“双碳”目标提供了碳排放权交易的市场化平台，同时对精准反映“碳源”和“碳汇”数量提出了更高的要求。

王大成介绍说，卫星遥感技术除了能在“碳源”方面发挥优势，在“碳汇”方面，还可以通过将生态遥感参数计算并转换为实际的森林、草原、湿地和海洋等固态能力和经济价值，为未来碳交易市场提供强大的数据支撑。

“与主要依赖于地面观测、野外调查、统计数据分析、大气和生态系统模型模拟等方法的传统监测手段相比，空间遥感技术具有看得见、查得准、厘得清等优势。”王大成说。

截至目前，中科院空天信息创新研究院针对“双碳”监测已参与发射了多颗卫星，并基于国家遥感应用工程技术研究中心先进的卫星遥感监测技术，结合无人机重点监控、与高点监测等进行深度覆盖，构建了国家—省—市—区/县—园区—企业的空天地一体化生态碳汇智能监测平台。

但他也指出，目前我国缺少完善的“碳达峰”“碳中和”标准计量和统计监测评价体系、技术标准，需要完善碳排放数据管理和发布制度，建设与国际标准衔接、互认的数据标准质量体系。

为此，王大成团队联合业内包括央企、高校和研究所的行业制定了8套关于卫星监测二氧化碳和碳源的团体标准，作为指导卫星技术监测双碳的行为规范，其中已发布公示的三套标准引起行业的高度关注。

为地方经济服务

“科学工作一定要服务地方经济。”在王大成团队的探索下，北京市大兴区裸地扬尘治理的顽疾也得到了有效解决。

裸地扬尘是城市大气污染治理的重点，也是大兴区苦不堪言的难点。尤其是2020年初，随着拆迁遗留裸地、机场区域裸地、农田裸地等问题愈发严重，大兴区镇域裸地面积一度达到17平方公里，占镇域面积将近20%。

如此大面积的裸地监测治理，却一度完全依靠人工监测，不仅造成巨大的人力物力成本，还常常面临监测有误的尴尬。

2020年3月，大兴区下定决心依靠科技力量整治裸地扬尘，并与中科院空天信息创新研究院全面启动了“地面裸土动态遥感监测”项目，全面监测大兴区下辖的20多个镇街，1036平方公里。

为此，王大成团队运用先进的遥感空间信息提取技术和卫星导航高精度定位技术，建立了以卫星遥感为主、地面调查为辅的裸土动态遥感监测服务技术体系，建立了裸土数字化台账，对大兴区裸土的分布、变化的月度、季度、年度进行遥感监测。

为了更精细地整治裸土，他们将裸地图斑分成10000多块，并建立图斑终身制，每个裸地都有终身专属编号，以保障裸地整治全过程都可溯源。

此外，他们还将大兴区裸地辖区细分出22个镇街行政网格，每个月都会进行一遍“全身扫描”，并出具月度监测报告和对应的裸土治理效果评估专报供政府部门决策参考。

“我们的监测精度可以达到0.8米乘以0.8米，大概地砖大小的裸地。”王大成说。

很快，他们就为大兴区裸地交出了亮眼的成绩单——治理率高达70.85%。但王大成并未因此满足，他希望进一步降低人工消耗，提高监管准确率。

在治理过程中，王大成发现，由于卫星采集数据与治理之间的时间差等原因，有些已治理的裸土可能被误判为未治理，不仅需要人工重新现场核定，还可能开出错误的“罚单”。

为此，王大成又研发了裸土治理可移动设备，只要将治理后的图片拍照上传即可，不但降低了判定错误率，还极大地减轻了工作人员的核定负担。

除此之外，他们还利用卫星收集的数据，建立了数据算法和数据库，而这些并不是项目合同里的内容。“我们没花完的钱，就会想着哪些地方可以再创造些价值。”王大成说。

目前，王大成团队已经与大兴区环保局、昌平区环保局、邯郸市丛台区政府和海南省南繁管理局等单位签署服务合同，合同额已经超千万。

为环境“看病”

当医生，一直是王大成的梦想。

受从医父母的影响，王大成儿时连过家家都在扮演医生，但有些怕血的他在高考选择专业时却犯了难。

“如果不能给人看病，那就给生态和环境看病吧。”就这样，王大成将“医生”梦的种子，埋进了更重要的“土壤”里。

2011年，刚刚29岁的他还在北京大学遥感所作博士后，受北京市委组织部的委派，王大成挂职长阳，成为当时北京市最年轻的科技副县长。

之后的7年里，王大成将遥感技术融入到城市管理中，在长阳镇建设了智慧长阳公共资源运营中心和良乡高教园大数据营运中心，提供跨系统、跨部门的数据资源整合及服务，并且开展了智慧养老、智慧社区等应用。

这支在王大成带领下打造天空地一体化综合应用解决方案的团队，还获得2017年北京科协颁发的“第二届T100新技术 新产品创新力行动”十强和2022年中科院科技创新发展中心“概念验证计划”支持项目，他主持的“高分辨率遥感卫星的环境因子高效精准监测”也在该平台上获得一致好评。

“我国的遥感技术还没有充分发挥价值。”站在老一辈科学家的肩上，王大成一直在思考如何帮助更多领域解决真正的实际问题。

除了环境污染监测和智慧城市建设，王大成团队还利用卫星遥感影像和数据，回溯地貌特征，协助破获了十三陵文物盗窃案。

2022年9月，为了更好地将科研成果转化应用，王大成团队参加了由中科院科技创新发展中心与中关村科学城管委会联合发起的“CAS 概念验证计划”，并在计划实施方中科智汇工场的帮助下注册了公司，“无论是从公司注册，还是政府、市场、平台等资源的供给，他们都非常热心，还常常在深夜帮我解答各种问题。”王大成对此心怀感激。

提及未来，王大成希望利用遥感的独特优势，主要使用国产卫星数据从宏观上实现“一把尺子量全球”，做到区域环境的精准“望闻问切”，为国际碳排放提供可审计可追溯的真实客观数据，使我国掌握气候协商主动权，建设性参与全球环境可持续治理。

好了，关于王大成：为环境“看病”的遥感人就讲到这。