日前，廣東碳中和研究院（韶關(guān)）數(shù)字檢測中心主任陳水森研究員代表“韶關(guān)雙碳空間大數(shù)據(jù)”團(tuán)隊(duì)獲頒“南嶺團(tuán)隊(duì)”證書。對于遙感技術(shù)如何發(fā)力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)、遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場景、行業(yè)未來發(fā)展及如何保持遙感技術(shù)的先進(jìn)性和創(chuàng)新性等問題，筆者專訪團(tuán)隊(duì)帶頭人陳水森。
日常生活中，遙感技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)滲透到各行業(yè)領(lǐng)域，在農(nóng)林、水文、地質(zhì)、能源探測、智慧城市等各領(lǐng)域不斷發(fā)揮優(yōu)勢。如今，衛(wèi)星遙感觀測還在碳源、碳匯核查方面發(fā)揮著重要作用。
結(jié)合國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，陳水森團(tuán)隊(duì)通過雙碳全生命周期一站式數(shù)字化建設(shè)，應(yīng)用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)和遙感等信息化技術(shù)，按照“碳監(jiān)測、碳數(shù)據(jù)、碳治理、碳服務(wù)”四步走戰(zhàn)略，建立農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳匯遙感空間大數(shù)據(jù)監(jiān)測體系，促進(jìn)碳中和技術(shù)與經(jīng)濟(jì)協(xié)同全面發(fā)展。
陳水森研究員。（梁超/攝）
衛(wèi)星遙感加持，低碳農(nóng)林精準(zhǔn)高效
說到衛(wèi)星遙感，人們首先聯(lián)想到浩瀚宇宙及逐夢太空，而“翱翔九天”的航天科技與“接地氣”的農(nóng)林業(yè)有著怎樣的聯(lián)系呢？
陳水森解釋道，遙感在農(nóng)林方面的應(yīng)用主要是在農(nóng)、林資源調(diào)查、農(nóng)林病蟲害、土壤碳庫調(diào)查及監(jiān)測，以及農(nóng)作物長勢的監(jiān)測與估產(chǎn)、森林資源的清查等方面。
農(nóng)林業(yè)碳源碳匯的監(jiān)測核算是實(shí)現(xiàn)農(nóng)林碳中和的重要基礎(chǔ)。碳匯儲備主要是基于識別樹種，不同樹種具備不同的碳匯能力。森林碳匯是目前最為重要的碳中和途徑之一，可通過高分辨率的遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取。
對此，陳水森舉了個例子。“我們提倡提高碳儲量、碳匯能力，其實(shí)就是要找碳匯能力強(qiáng)的樹種。比如利用遙感可以去我們?nèi)穗y以到達(dá)的林場，識別這片林地是常綠闊葉林、闊葉混交林、竹林、桉樹林，還是灌叢等，以及人類的干擾程度如何。韶關(guān)目前還沒有這方面的針對性研究，我們也將著力填補(bǔ)這個空白。”
陳水森研究團(tuán)隊(duì)長期從事生態(tài)環(huán)境遙感變化監(jiān)測、建筑碳排放等方面的研究，持續(xù)關(guān)注農(nóng)林碳匯，研究成果豐碩。其團(tuán)隊(duì)將圍繞具有巨大碳匯潛力的森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，明確農(nóng)林業(yè)碳匯過程動態(tài)、揭示相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)規(guī)律、評估碳匯時(shí)空格局演變及其驅(qū)動力、提出基于遙感空間大數(shù)據(jù)的農(nóng)林業(yè)固碳增匯技術(shù)，為實(shí)施差異化碳減排政策奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
他告訴筆者，“準(zhǔn)確的監(jiān)測核算數(shù)據(jù)有助于摸清農(nóng)林碳排放、碳吸收家底，制定更為科學(xué)的區(qū)域減排固碳措施。把這些都搞清楚了，才能更好地為尋找碳中和科學(xué)路徑提供有力的技術(shù)支撐。”
“林業(yè)方面，需盡快利用遙感大數(shù)據(jù)技術(shù)分類不同類型的碳匯資源，形成韶關(guān)市高精度的‘碳一張圖’。農(nóng)業(yè)方面，監(jiān)測不同作物的種植面積、進(jìn)度，了解農(nóng)業(yè)區(qū)域碳排放情況，對比每季的監(jiān)測和波動情況，挖掘農(nóng)業(yè)碳匯潛力，也需要通過遙感空間大數(shù)據(jù)技術(shù)及時(shí)掌握。”這是陳水森基于遙感空間大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)韶關(guān)市農(nóng)林業(yè)固碳增匯技術(shù)的發(fā)展建議。
遙感大數(shù)據(jù)信息智能提取
發(fā)力災(zāi)害應(yīng)急管理
如今，衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、雷達(dá)、5G通信等新技術(shù)，可擴(kuò)大觀測覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)全面、及時(shí)掌握洪澇災(zāi)害發(fā)生過程、客觀統(tǒng)計(jì)災(zāi)害損失情況。
日前，廣東發(fā)布洪水紅色預(yù)警，韶關(guān)遭遇特大洪水并啟動防汛I級應(yīng)急響應(yīng)。陳水森團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)所長，第一時(shí)間將研究成果形成遙感監(jiān)測報(bào)告并上報(bào)有關(guān)部門，為政府信息統(tǒng)籌及后續(xù)工作部署提供了科技力量。
6月21日，陳水森團(tuán)隊(duì)利用基于可穿透云霧的合成孔徑雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)，分析了全省龍舟雨暴雨過程引發(fā)的不同程度的規(guī)模洪水、城市內(nèi)澇、村莊農(nóng)田等受災(zāi)情況。遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)覆蓋韶關(guān)、清遠(yuǎn)、英德市，總受災(zāi)面積為3099.43公頃，其中包含受災(zāi)耕地面積2738.43公頃。
“加強(qiáng)空間大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作，加強(qiáng)國內(nèi)雷達(dá)數(shù)據(jù)快速共享渠道，推進(jìn)監(jiān)測預(yù)警科研與政府應(yīng)急、決策合作。”這是陳水森團(tuán)隊(duì)對韶關(guān)市政府未來防汛工作的建議。
因地制宜，實(shí)現(xiàn)成果本地化應(yīng)用
科學(xué)研究沒有絕對，但求嚴(yán)謹(jǐn)。陳水森表示用遙感手段去評估碳匯，仍舊存在著不確定性，不確定性主要來源于模型誤差。
遙感信息模型反演結(jié)果需要地面數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括碳排放。“我們無法拿全國的模型到本地應(yīng)用，要因地制宜本地化。作為韶關(guān)引進(jìn)的團(tuán)隊(duì)，我們在這方面就具備優(yōu)勢，可扎根于地域特點(diǎn)，進(jìn)行模型調(diào)校，為韶關(guān)‘量身定制’適配的分析模擬技術(shù)。”
陳水森認(rèn)為，韶關(guān)作為廣東省碳普惠制度試點(diǎn)市之一，林業(yè)碳匯資源豐富，森林覆蓋率、森林蓄積量等森林資源核心指標(biāo)均穩(wěn)居全省前列，為雙碳全生命周期一站式數(shù)字化平臺規(guī)劃的建設(shè)提供了得天獨(dú)厚的條件。
筆者問及遙感技術(shù)目前存在的發(fā)展瓶頸，陳水森表示目前的挑戰(zhàn)在于現(xiàn)有的算法處理能力不足與海量數(shù)據(jù)之間的矛盾。
“例如雷達(dá)衛(wèi)星，如果一年獲取四次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量便達(dá)到了20G，獲取次數(shù)越多，數(shù)據(jù)量越龐大這對數(shù)據(jù)處理提出了大的挑戰(zhàn)。”針對這個問題，陳水森團(tuán)隊(duì)開發(fā)了遙感信息大數(shù)據(jù)分析平臺，相關(guān)科研平臺及項(xiàng)目已獲多個省級科技或農(nóng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)支持。
陳水森團(tuán)隊(duì)此前利用此平臺完成了粵港澳大灣區(qū)濕地調(diào)查，團(tuán)隊(duì)成員處理了上千G數(shù)據(jù)，用時(shí)近一年。“韶關(guān)也有很多濕地，濕地有碳匯功能，我們的濕地分析技術(shù)可以服務(wù)于韶關(guān)。”
陳水森還補(bǔ)充道，利用此數(shù)字平臺可得到由遙感技術(shù)產(chǎn)生的韶關(guān)各種比例尺的碳匯資源數(shù)據(jù)，最終應(yīng)用于韶關(guān)的農(nóng)林業(yè)、水利水務(wù)、生態(tài)環(huán)境等工作。“例如水質(zhì)健康問題，針對韶關(guān)北江的藍(lán)藻問題，去年團(tuán)隊(duì)向省水利廳提交了重點(diǎn)項(xiàng)目并已入庫，我們準(zhǔn)備去攻關(guān)這個新問題。”
結(jié)合新一代信息技術(shù)
推進(jìn)雙碳工作數(shù)字化
前不久，粵港澳大灣區(qū)的全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn)落戶韶關(guān)。站在歷史機(jī)遇面前，作為全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系的標(biāo)桿，韶關(guān)未來大數(shù)據(jù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
陳水森團(tuán)隊(duì)借助韶關(guān)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)城市及碳中和示范區(qū)的建設(shè)，以雙碳全生命周期一站式數(shù)字化建設(shè)為契機(jī)，統(tǒng)籌管理雙碳相關(guān)數(shù)據(jù)資源。應(yīng)用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)和遙感等空間大數(shù)據(jù)與信息化技術(shù)，解決碳中和服務(wù)和創(chuàng)新工作。
“在城市大數(shù)據(jù)賦能下實(shí)現(xiàn)碳數(shù)據(jù)規(guī)范化，可視化基礎(chǔ)上推動碳治理數(shù)字化，在碳治理數(shù)字化及政府行政杠桿推動下落實(shí)碳服務(wù)數(shù)字化，碳服務(wù)面向企業(yè)與個人的碳普惠、綠色碳匯、碳交易，最終形成治理、數(shù)據(jù)、服務(wù)三大格局聯(lián)動效應(yīng)。”陳水森如此解釋該平臺建設(shè)的意義以及“四步走”戰(zhàn)略的內(nèi)涵。
陳水森鄭重表示，韶關(guān)務(wù)實(shí)靈活的人才政策是團(tuán)隊(duì)來韶發(fā)展的動力牽引，團(tuán)隊(duì)成員都具有較高的社會服務(wù)意愿，愿以實(shí)際行動為遙感空間大數(shù)據(jù)技術(shù)落地應(yīng)用貢獻(xiàn)力量。同時(shí)，碳研院現(xiàn)有的碳中和技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)優(yōu)勢及科研實(shí)力，也使得團(tuán)隊(duì)科研工作進(jìn)展得更為順利。
據(jù)了解，在雙碳平臺經(jīng)濟(jì)模式下，此項(xiàng)目可為韶關(guān)創(chuàng)造百億級低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)收入，由此帶動韶關(guān)低碳產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，輻射帶動粵港澳大灣區(qū)萬億低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，應(yīng)用前景可觀。
陳水森研究員接受采訪（梁超/攝）
小編手記
初見陳水森，他身著條紋T恤背著雙肩包，樸素、平和是筆者對他的第一印象。面對鏡頭時(shí)，陳水森還略顯局促和靦腆，但談及專業(yè)領(lǐng)域，陳水森侃侃而談，條理清晰，讓在場的各位感受到了一名專家學(xué)者智慧如海、淵渟岳峙的氣度。
微雨初霽，夕陽斜照。訪談的最后，筆者提出給陳水森研究員拍攝照片，他忙打開滿是文件的背包，他換上了嶄新的西服，在曲水蘭亭間向鏡頭微笑。他與遙感的緣分，在韶關(guān)未完待續(xù)。
人物簡介
陳水森，廣東省科學(xué)院廣州地理研究所研究員，中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師，廣東碳中和研究院（韶關(guān)）數(shù)字監(jiān)測中心主任，國家科技部“地理信息農(nóng)業(yè)服務(wù)徐聞星創(chuàng)天地”負(fù)責(zé)人，廣東省地理空間信息技術(shù)與應(yīng)用公共實(shí)驗(yàn)室副主任，國際知名SCI期刊Frontiers in Environmental Science副主編。
陳水森研究團(tuán)隊(duì)曾獲批或參與國家重點(diǎn)研發(fā)與863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省重大科技專項(xiàng)、中加政府產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)等項(xiàng)目累計(jì)超過50項(xiàng)。
圍繞遙感空間大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的科研成果獲中國測繪科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)，廣東省科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)，廣州市科技進(jìn)步二等獎2項(xiàng)；發(fā)表SCI/SSCI論文70多篇；申請、授權(quán)發(fā)明專利30多項(xiàng)，專著2篇。
