生態(tài)文明建設是關系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計。黨的二十大報告指出，中國式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，必須牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，站在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展。支撐國家戰(zhàn)略，支持生態(tài)文明建設，中國航天責無旁貸，也大有作為。
三江源地處青藏高原腹地，是長江、黃河、瀾滄江的發(fā)源地，素有“中華水塔”之稱。作為我國重要的生態(tài)安全屏障和高原生物種質(zhì)資源庫，其保護價值對全國乃至全球都意義重大。2016年，《三江源國家公園體制試點方案》印發(fā)，拉開了我國國家公園實踐探索的序幕。2021年，我國首批五個國家公園名單公布，三江源國家公園入選。
三江源國家公園面積巨大、地理條件復雜、氣候惡劣、自然條件嚴酷，人煙稀少、點多線長面廣的特點給生態(tài)環(huán)境監(jiān)測帶來了諸多挑戰(zhàn)和困難。衛(wèi)星應用不受氣候、地形地貌等自然條件的限制，可實現(xiàn)全方位、多層次、立體化的感知與數(shù)據(jù)傳輸，能夠在三江源國家公園監(jiān)管方面發(fā)揮巨大的潛力。2017年，青海省人民政府與航天科技集團簽署全面戰(zhàn)略合作協(xié)議，三江源國家公園管理局與五院所屬航天恒星科技有限公司簽署合作協(xié)議，大力推動衛(wèi)星應用助力三江源國家公園體制試點智慧建園的工作。
在集團公司的大力支持下，五院成立了三江源國家公園項目團隊，并同三江源國家公園管理局聯(lián)合成立“天地一體化信息國家重點實驗室-三江源國家公園分室”作為三江源國家公園科技建園的技術智庫。經(jīng)過多年技術支撐，三江源國家公園構(gòu)建了覆蓋全境19.07萬平方公里范圍的“天空地一體化”生態(tài)監(jiān)測體系，初步形成園區(qū)范圍內(nèi)持續(xù)有效的生態(tài)監(jiān)測能力和監(jiān)測運行機制，助力了三江源國家公園智慧化管理能力的提升。
深挖用戶需求，發(fā)揮衛(wèi)星應用優(yōu)勢
三江源國家公園位于青藏高原腹地，平均海拔超4000米，地理條件復雜，生長著眾多高原植被，繁衍著眾多瀕危野生動物，生態(tài)系統(tǒng)敏感且脆弱。由于地理條件的限制，有限的地面管護站點分散于園區(qū)各處，全域監(jiān)測難度較大。此外，園區(qū)上萬名生態(tài)管護員是園區(qū)重要的監(jiān)測力量，在生態(tài)管護工作中，他們往往身處沒有地面通信網(wǎng)覆蓋的無人區(qū)，工作及人身安全面臨極大風險挑戰(zhàn)。如何在地域廣闊、人口稀少、地面監(jiān)測能力匱乏的條件下開展全方位的綜合監(jiān)測與保護，成為三江源國家公園信息化建設面臨的重要問題。
近年來，以高分辨率對地觀測系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、高通量通信衛(wèi)星為代表的國家空間基礎設施建設與應用工作取得了一系列重大成果，衛(wèi)星應用技術成為提升生態(tài)環(huán)境保護能力的重要手段。通過對通導遙衛(wèi)星的綜合協(xié)同應用，構(gòu)建天空地一體化綜合監(jiān)測體系，是提升大型國家公園監(jiān)測效率、監(jiān)管范圍、信息傳輸?shù)挠行侄巍?/section>五院作為我國天基系統(tǒng)建設和應用的重要力量，具有通導遙衛(wèi)星資源和技術優(yōu)勢，肩負著以衛(wèi)星應用服務生態(tài)文明建設的重任。為了將航天技術有效應用、解決國家公園業(yè)務痛點，三江源國家公園項目團隊深入了解國家公園監(jiān)管業(yè)務特點，在4000米高原行程超3萬里，同一線生態(tài)管護員調(diào)研交流上百次，深刻體會到了一線巡護人員在無人區(qū)開展監(jiān)測保護工作的艱辛。同時，團隊也經(jīng)常與生態(tài)管護員一起參與到日常巡視和監(jiān)測工作中，了解長期困擾他們的數(shù)據(jù)采集難、數(shù)據(jù)上傳慢、監(jiān)測時效性低、智能水平低、業(yè)務不好管等難點、痛點。通過在一線與用戶長期、深入的交流和切身的體驗，三江源國家公園項目團隊梳理出數(shù)十項對口方向，并在此基礎上充分的分析，將其轉(zhuǎn)化為航天技術解決辦法，提出了以天空地一體化、通導遙融合應用為特點的技術思路。三江源國家公園是我國第一個國家公園體制試點單位，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可供參考借鑒，因此在體制機制、管理、科技等多方面進行了探索，其中，重點之一是實現(xiàn)科學化、智慧化建園，這也是五院項目團隊助力三江源智慧建園的方向。
科學化、智慧化建園的第一步就是需要解決三江源國家公園19多萬平方公里內(nèi)無地面網(wǎng)絡信號區(qū)域的通信難題。經(jīng)過團隊的努力，三江源國家公園運用了以國產(chǎn)衛(wèi)星與國產(chǎn)衛(wèi)通為核心的衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡，為一線巡護人員配備動中通、靜中通以及衛(wèi)星便攜站等設備，利用衛(wèi)星鏈路實現(xiàn)文件、語音、視頻等業(yè)務傳輸及互聯(lián)網(wǎng)接入，使巡護人員可以在無人區(qū)實現(xiàn)信息聯(lián)通，為智慧建園奠定了網(wǎng)絡通信基礎。在衛(wèi)星遙感監(jiān)測方面，在項目團隊的努力下，三江源國家公園在我國首次利用國產(chǎn)遙感衛(wèi)星建立了大范圍的生態(tài)系統(tǒng)與人類活動基準體系。在“基準底圖”上面疊加關于植被、物種等的各類信息，通過長時間的信息積累可以發(fā)現(xiàn)變化情況和演變規(guī)律?！芭e個例子，我們在園區(qū)某位置監(jiān)測到了雪豹，之后就可以把這個點位標在這個三維時空基準里。持續(xù)記錄的數(shù)據(jù)多了，我們就能通過這些數(shù)據(jù)，對它的棲息地、分布等特征進行大數(shù)據(jù)分析?！眻F隊負責人王劍解釋道。此外，由于三江源地區(qū)地形地貌的獨特性，現(xiàn)有國內(nèi)、國際的算法與樣本庫很難適應青藏高原地物特征，于是團隊收集高原影像上萬張，并逐張進行標注，形成高海拔典型區(qū)遙感智能解譯樣本4萬余個，構(gòu)建出了一個大規(guī)模的高原遙感生態(tài)數(shù)據(jù)集。此外，還通過創(chuàng)新智能識別算法，實現(xiàn)了高寒地區(qū)地面植被的智能解譯，極大提升了監(jiān)管效率。2023年，在團隊的技術支撐下，三江源國家公園進一步加深了大數(shù)據(jù)中心的應用能力建設，實現(xiàn)了全面面向園區(qū)業(yè)務的航天數(shù)據(jù)智能提取和大數(shù)據(jù)分析，也實現(xiàn)了以航天大數(shù)據(jù)為鮮明特色的三江源國家公園大數(shù)據(jù)綜合管理、信息共享與服務等功能，為三江源國家公園管理局業(yè)務應用提供以天基信息為核心的信息支撐、監(jiān)測預警和決策支持。經(jīng)過多年摸索，三江源國家公園項目團隊總結(jié)提出了一套以航天“感、傳、智、用”為核心的大型國家公園監(jiān)測解決方案與產(chǎn)品體系，為我國其他大型國家公園積累了寶貴的、可復制、可借鑒的技術和經(jīng)驗。
三江源國家公園項目團隊有十幾人，長期輪駐三江源，平均年齡在33歲左右，是一支年輕的隊伍。不過，即使是身強力壯的年輕人，在四千多米的高原上也會出現(xiàn)頭疼、惡心、心跳加速、乏力等高原反應，更何況他們還要克服身體不適，堅持工作?！按竺狼嗪?，藍天白云、高山湖泊、野生動物，美的確是美，但是身體的高原反應也的確很難受?！蓖鮿Ω袊@道。
團隊的骨干成員、負責技術論證和實施的吳向楠自2016年就長駐青海，此外還有宋忠航、馬紅波、侯立波等一批扎根青藏高原的年輕航天人。長期在高原工作，他們從身體到心理都受到了很多挑戰(zhàn)，但也正是由于他們長期駐守一線，才能更好理解國家公園管理的技術需求，知道如何利用自己的專業(yè)知識解決國家公園監(jiān)管的技術難題——這一點，是利用航天技術助力大型國家公園智慧建園的關鍵因素。全年扎根高原，缺氧不缺精神。面對惡劣的自然條件，團隊沒有退縮而是迎難而上，克服身體不適堅持完成任務，他們時時刻刻踐行航天精神、可可西里堅守精神，開啟三江源生態(tài)保護、航天技術應用創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)，書寫了一曲奮斗的青春之歌。
習近平總書記指出
“中華水塔”是國家的生命之源
保護好三江源
對中華民族發(fā)展至關重要
確?！耙唤逅驏|流”
助力生態(tài)文明建設
衛(wèi)星應用
大有作為，也大有可為！
