智慧監測助力提升海洋生態環境治理現代化水平

文｜ 許自舟 陶冠峰

《中共中央 國務院關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》要求建立完善現代化生態環境監測體系，構建智慧高效的生態環境管理信息化體系，提高生態環境治理現代化水平?！丁笆奈濉鄙鷳B環境監測規劃》（環監測〔2021〕117號）也明確提出“開展全國生態環境智慧監測試點，打造國家—省—市—縣交互貫通的會商系統和智慧監測平臺”。海洋生態環境監測是構建生態環境“大監測”格局的重要組成部分，需要進一步加強現代化信息技術的應用，實現監測感知高效化、數據集成化、分析關聯化、應用智能化、測管一體化、服務社會化，提升海洋生態環境治理現代化水平。

海洋智慧監測現狀與形勢

智慧監測是提升海洋生態環境治理現代化水平的重要手段

生態環境監測是生態環境保護的基礎，是生態文明建設的重要支撐。監測能力現代化是生態環境治理現代化的重要組成部分。生態環境智慧監測應用物聯網、區塊鏈、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術，智能感知生態環境，深入挖掘大數據資源價值，高效提升服務能力，最能體現生態環境監測現代化水平，引領環境監測未來發展趨勢。海洋是協同推進經濟高質量發展和生態環境高水平保護的戰略要地，相較于陸域環境治理，海洋生態環境治理難度較大，基礎能力薄弱。通過開展生態環境智慧監測，構建陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡，進一步加強政府主導、部門協同、企業履責、社會參與、公眾監督的監測格局，充分發揮生態環境監測對生態環境保護的支撐、引領和服務作用，是落實“監測先行、監測靈敏、監測準確”的重要舉措。以“數”為“核”建立陸海聯動的創新應用場景，賦能減污降碳協同增效，帶動海洋生態環境治理體系完善和治理能力提升，以生態環境監測信息化、數字化、智慧化促進海洋生態環境治理現代化。

智慧監測在海洋生態環境治理中的應用和發展

我國海洋生態環境監測起始于二十世紀七十年代，從最初污染監測為主發展到現階段環境質量監測、生態監測和專項監測相結合，監測項目不斷增加，監測空間范圍從近岸、近海向大洋、極地和深海拓展，為統籌污染治理、生態保護和應對氣候變化，深入打好污染防治攻堅戰，改善生態環境質量提供了重要支撐保障。伴隨海洋生態環境治理的逐漸深入，智慧監測得到日益發展和應用，衛星、飛機、雷達、浮標自動監測站等先進監測手段越來越多地應用到海洋生態環境監測工作中。目前，我國海洋衛星在軌7顆、環境衛星在軌6顆，生態環境系統內海浮標自動監測站70余套，充分發揮了衛星遙感大范圍、大信息量、速度快及海洋浮標實時、連續的優勢。海洋監測船舶總噸位、續航能力和抗風浪性能不斷加強，海洋水文氣象、海洋物理等現場監測儀器設備率先達到自動化水平，色譜質譜聯用儀、流式細胞分析儀、浮游生物智能鑒定計數儀等精密儀器設備廣泛應用于實驗室分析。形成了以“船舶采樣+實驗室分析檢測”為主，衛星遙感、浮標自動監測站等先進監測手段為輔的監測能力布局。

隨著智慧監測的發展，海洋監測大數據治理和創新應用水平穩步提升。國家層面建立了全海域生態環境綜合數據庫和海洋生態環境監督管理系統，實現了國家事權和部分沿海地方事權監測數據的集中管理和統一評價，為生態環境質量會商、海洋生態環境監管及應急管理等提供決策支撐。基于采樣加密編碼技術，推進了海水水質采測分離工作，應用大數據技術開展監測數據質量核查，保障監測數據真、準、全。公開發布國控點位海水水質監測信息和部分沿海城市海水浴場水質周報信息，努力滿足公眾的環境知情權、參與權、監督權。創新應用船舶自動識別系統（AIS）航跡數據、海洋傾倒區監測數據等，及時發現傾廢船舶疑似違規傾倒活動線索，實現了廢棄物海洋傾倒活動的非現場監管，系統被遴選為典型應用案例接入了國家“互聯網+監管”平臺，監管成效顯著。沿海地方也積極探索海洋大數據創新應用場景，出現一大批優秀應用案例，如福建省在海漂垃圾綜合治理方面，綜合應用衛星遙感、無人機、人工智能、生態云等現代科技和信息化手段，構建海漂垃圾“查、測、溯、治”全鏈條“云”管控，探索出一套具有福建特色的智慧治理模式。

智慧監測是“十四五”海洋生態環境監測發展的方向和目標

為落實《“十四五”生態環境監測規劃》提出的開展全國生態環境智慧監測試點，2022年2月，生態環境部印發了《生態環境智慧監測創新應用試點工作方案》（環辦監測函〔2022〕 63號），在13個試點省份和16個試點地級市（含雄安新區）開展試點任務。其中，江蘇省通過在海洋監測執法船上搭載自動化監測設備，試點構建走航式海洋生態環境大數據集成“智慧大腦”，實現“透明海洋、數字生態、智慧監測”，“加強海洋生態環境監測能力建設，完善生態環境監測技術體系，實現海洋生態環境數字化智能化監測監管”，已成為沿海11個?。▍^、市）“十四五”生態環境監測規劃和海洋生態環境保護規劃的標配。廣東將實施粵港澳大灣區“智慧海洋”工程，建設海洋生態環境信息系統；廣西將建成 “生態云”海洋生態環境智慧監管平臺，匯聚現有在線監測監控平臺數據及常規海洋環境質量監測數據，探索北部灣流域、海洋動力、污染擴散等模型的建立和集成應用。

海洋智慧監測的短板

智慧監測核心技術和設備供給不足

傳感器技術是智慧監測的核心技術，我國自主研發的海洋傳感器產品少，產業化規模小，產品長期穩定性和可靠性不高，市場競爭力低。新原理、新方法、新技術的研究力度不夠，自主創新力不強，研、產、用聯合機制尚未形成。傳感器關鍵材料、器件支撐配套能力不足，微加工工藝水平不高。監測設備集成度、能源供給、數據傳輸、組網運維等方面，仍需進一步優化提升。

測管協同水平有待進一步提升

海洋環境監測體系有待進一步健全，現代化監測能力基礎薄弱，監測任務的設計需圍繞海洋環境質量管理、生態保護、環境監管等目標進一步優化完善。智慧監測水平較低，監測頻率不高，數據資源開發利用不足，創新應用場景較少，對重點海域綜合治理和美麗海灣建設的支撐和服務保障還需進一步加強。

數據共享等相關制度不健全

數據共享是推動智慧監測創新應用落地見效的重要舉措，當前，政務信息資源共享雖取得了重要進展，但仍存在共享內容不全面、共享不及時、跨部門共享難度大等問題，數據資源價值尚未充分釋放。安全問題是影響數據共享的關鍵，需要從政策法規、制度管理、標準規范和技術保障等方面統籌協調數據安全，深入推進數據共享。

發展海洋智慧監測的幾點建議

加快構建“天空地海”一體化的海洋生態環境智慧監測網絡

不斷完善生態環境監測技術體系，加快推進新技術、新裝備的研發與應用，全面提高監測自動化、標準化、信息化水平。在傳統“船舶采樣+實驗室分析檢測”的基礎上，打造現代化海洋生態環境監測船，發展環境監測AI人工智能實驗室，推動采樣、運輸、流轉、倉儲、檢測等全流程的自動化和智能化，將實驗室人員從復雜的樣品處理和重復的分析檢測工作中解放出來。由于海洋自然環境的復雜性和特殊性，對智能感知設備的研發提出了更高要求，需要各方加大資金投入，突破技術“瓶頸”和解決應用難題，重點發展海洋化學、生物生態、碳監測等關鍵核心部件和高端精密裝備。按全國海洋生態環境監測工作部署，開展沿海地方浮標自動監測站監測數據的聯網接入試點，逐步實現在線監測數據的集中管理和大數據應用。研究提升遙感衛星的時空分辨率，在海洋宏觀要素分析、海洋自然保護地生態監測、碳匯監測中充分發揮衛星遙感范圍廣、速度快的優勢。抓住國家發展新基建的重要機遇，組網集成衛星遙感、無人機、無人船、浮標、潛標等設備，構建覆蓋近岸、近海、遠海、大洋、極地和深海的“天空地海”一體化海洋生態環境智慧監測網絡，實現科學、精準、全面、快速監測，為實現海洋生態環境治理現代化提供大數據支撐。

積極拓展海洋監測大數據創新應用場景

面向海洋生態環境監測、監管及應急管理需求，落實“五個精準”要求，構建海洋監測大數據創新應用場景，提升大數據資源挖掘與應用能力。在海洋監測領域：開展智能化數據通訊技術及精準定位技術的應用研究，解決遠海自動監測數據傳輸的難題，確保監測全過程實時定位和全程追溯；加強環境DNA技術在海洋生物生態監測中的推廣應用，基于AI圖像識別技術監測濱海濕地海鳥種類和數量，應用衛星遙感技術反演海水養殖區域位置、入海河口懸浮物濃度、核電廠周邊海域溫度及鹽度的空間分布，提升衛星遙感對海水營養鹽等要素反演精度，實現海洋生態環境的數字化監測；運用大數據技術深入開展海洋生態環境質量綜合評價及變化趨勢分析，預測海洋低氧、赤潮的發生，提升海洋生態環境風險防控水平。在海洋環境監管領域：應用雷達、高空全景視頻攝像頭等監控手段，及時發現入海排污口水色異常、禁漁期違規捕撈、保護地人類非法活動等，實現智慧化監管；應用無人機、無人船、大數據技術及模型模擬技術，精確開展入海污染物溯源解析；探索數字孿生技術在海洋生態環境預警預測，海洋突發性污染事故應急管理工作中的融合應用，實現“用數據決策、用數據監管、用數據服務”的目標。

大力提升海洋生態環境信息資源社會化服務水平

研究基于長時序、廣覆蓋、多元異構監測數據整合和一體化管理技術，完善海洋監測大數據平臺建設，建立“統分”結合的數據整合匯聚模式，進一步提升大數據綜合治理能力，加強部門間信息共享，實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的監測數據互聯互通。堅持以人民為中心，依法依規開放監測數據，深入挖掘數據作為生產要素的價值和潛能，打造智慧便捷、公平普惠的數字化服務體系，建立多元化共享服務模式，滿足不同用戶共享需求，面向科研院所、涉海企業、社會公眾等提供數據服務、算法服務和咨詢服務，讓數據多跑路、百姓少跑腿。建立完善的監測數據治理標準規范，編制海洋生態環境監測數據資源目錄和數據共享服務目錄，大力提升海洋生態環境信息資源社會化服務水平。研究出臺監測數據相關管理制度，解決制約信息資源社會化服務過程中面臨的數據所有權、管理權和使用權等問題，應用區塊鏈技術構建數據流通監管框架，保障數據安全。

依托數字化轉型協同推進海洋智慧監測創新應用落地見效

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出，加快數字化發展，建設數字中國，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。在此背景下，各級生態環境部門加快推進生態環境治理數字化轉型，智慧監測創新應用作為生態環境治理數字化轉型的重要內容，應按照生態環境信息化“四統一、五集中”要求，一體謀劃、一體部署、一體推進，打造統一的生態環境治理數字化“底座”，以支撐實現國家與地方平臺數據對接和業務協同，以數字技術推動生態環境治理流程再造和模式優化，不斷提高科學決策、智慧監管水平。依托數字化轉型，以構建大數據創新應用場景為核心，以提升智慧感知能力和大數據治理能力為基礎，以培養復合型創新人才、謀劃重大信息化工程、引導社會資本參與為保障，推進海洋生態環境智慧監測創新應用落地見效。