济南构建“天、空、地”一体化监测网络

（来源：中国环境网）

转自：中国环境网

在黄河济南段的一处滩区，一架无人机腾空而起，沿着预设航线自动巡航。地面上的技术人员盯着屏幕，河流水系、岸边植被等生态面貌场景实时回传。

“以前全靠两条腿跑，一天也跑不了几个样方。现在无人机飞一圈，什么都有了。”山东省济南生态环境监测中心（以下简称省济南监测中心）生态与遥感室高级工程师刘建军说。

这是济南生物多样性监测数智转型的一个缩影。近年来，省济南监测中心深耕生态监测技术创新，把卫星遥感、无人机巡航、地面智能监测等手段融在一起，搭建起一套“天、空、地”一体化的监测网络，建成全域覆盖的生物多样性智慧观测体系，推动监测工作从单一数据采集向全链条智能监管跨越。

济南市生态环境局党组成员，省济南监测中心党委书记、主任郭莹说：“我们要给泉城的生物多样性保护装上一个‘智慧大脑’，让生态监测从‘靠人跑’变成‘靠数据跑’。”

天上有卫星，空中有无人机，地面有“哨兵”

“过去搞生态监测，范围有限，往往只能盯着几个重点区域。现在不一样了。”刘建军说。

为突破传统监测局限，省济南监测中心在全国生态环境系统率先建成地市级遥感解译标志库，利用高分辨率和高光谱卫星遥感监测网络，常态化开展生态类型解译、生态保护红线监管、蓝藻水华识别、生态系统碳汇测算、植被精细分类等工作。

“卫星一扫，全市域的情况都清楚了。”刘建军告诉记者，这套系统把生态质量监测范围从重点区域拓展到了整个济南，哪个地方生态发生变化，哪片水域出现蓝藻，都能及时发现。“以前是‘点’上用力，现在是‘面’上掌控。”

卫星看得广，但有些细节还需要无人机来补充。

在全国第五次生态评估生态系统参数验证工作中，济南市首次运用无人机开展点位核查与样方监测。生态系统类型、生物量、植被覆盖度、叶面积指数……这些过去需要大量人力徒步采集的数据，如今无人机配合便携式观测架和移动终端，轻轻松松就能拿到。

“在农业面源遥感校验中，一次性就完成了60处土地利用点位、30处地类边界点位的现场核查。”刘建军回忆，“耕地、林地、草地三类植被覆盖度数据都采集很顺利，一手掌握，又快又准。”

不仅如此，济南市还参与了《草地植物多样性无人机调查技术规范》的编制，把自家的实践经验变成了可供行业参考的“教科书”。

天上有卫星、空中有无人机，地上还有一张密实的“感知网”。在地面监测方面，省济南监测中心科学布设了5类生态系统34个生态质量样地、36个水生态监测点，覆盖黄河干支流、小清河及各大重点湖库。

“我们常态化开展植物、鸟类、蝶类、水生生物等资源调查，就像给这片土地定期做‘体检’，为生态质量评价夯实数据基础。”省济南监测中心纪委书记王绍凯说。

在大明湖、柳埠森林公园等重点区域，省济南监测中心布设的鸟类声频、视频、红外相机等智能感知设备24小时值守，实现鸟类、哺乳动物等全天候智能监测。这些数据汇聚到一起，一个内容丰富的本地生物多样性数据库正在逐步建成。

从“跟跑”到“领跑”的数智转身

技术手段多了，如何把它们融合好，加速实现数智升级？

省济南监测中心积极创新业务应用场景，探索出“地面样地精细监测—无人机区域巡查—卫星全域覆盖”三级协同监测模式。生态与遥感室负责人姜腾龙打了个比方：“卫星负责‘看全貌’，无人机负责‘查重点’，地面样地负责‘摸细账’，三层互补，既保精度又保广度。”这套模式在黄河流域山东段率先落地，有效解决了传统监测“点位精细、全域薄弱”的痛点。

生态保护红线监管也实现了闭环。“我们探索搭建了‘遥感发现问题—智能设备核查—人工现场整改—数据回溯评估’链条，这条链跑通了，问题就藏不住了。”姜腾龙说。

2023年至2025年，连续开展人为活动遥感监测，排查植被破坏、固体废物堆放等各类疑似生态破坏线索，实现生态监管动态化、常态化。“以前很多破坏行为是事后才发现，现在刚露头就能盯上。”姜腾龙感慨。

在技术装备上，济南市也闯出了一条新路。在全省生态环境系统率先落地国产鸟类自动识别系统、野生动物声纹智能监测设备、藻类自动分析系统，打破了国外技术垄断。融合环境DNA技术与传统形态学调查，让物种识别更完整、更准确。

省济南监测中心积极尝试新型监测装备，“机器狗+激光雷达”作业模式让人眼前一亮。在森林样地，一只四足机器狗驮着激光雷达在森林里钻进钻出，自动穿行、自动扫描。“采用该模式开展作业，生物量测算精度较人工方式提升15%。”姜腾龙说。

算法层面也在发力。基于大量本地鸟类图像和鸣声数据，省济南监测中心训练出高精度识别模型，相似物种、易混淆物种也能准确区分。水生生物AI智能分类模型则实现了浮游植物、浮游动物的全自动识别、分类和计数。

“以前用显微镜观测浮游生物，眼睛都看花了，效率还低。”姜腾龙告诉记者，“现在机器自动识别，水生生物监测工作效率提升了5倍，准确率也更高了。”

绿水青山的“智慧守护”看得见摸得着

技术的升级，最终反映在实实在在的变化上。

先看效率。目前，省济南监测中心已建成高时效、高分辨率卫星遥感数据库，可实现山东省全域双月度全覆盖；智能监测设备已经替代了部分野外人工调查，人力和工时缩减50%以上；藻类自动化分析技术让水生生物监测效率提升了5倍；环境DNA技术助力黄河流域济南段累计发现鱼类近百种，其中包含濒危物种黄河刀鲚。“以前几年才能积累的数据，现在一年就能拿到。”姜腾龙说。

再看生态。数智监测显示，黄河流域济南段生态状况持续向好，浮游植物种类从2014年的53种增加到141种，水体生态稳定性持续增强。黄河刀鲚多次在干支流现身，说明洄游通道畅通了。全市现有陆生脊椎动物192种，其中国家重点保护野生动物58种，生物多样性丰富度持续提升。

依托数智监测数据，科学优化小清河湿地保护举措，累计恢复湿地2993.4公顷，自然岸线率提升至10.98%，震旦鸦雀、黄胸鹀等珍稀鸟类频频现身，小清河济南段成功入选省级“美丽河湖优秀案例”。“鸟回来了，鱼多了，群众也乐意到河边走走了。”生态与遥感室高级工程师谢勇长期从事跟踪监测，感受着身边环境的变化，语气里透着自豪。

济南的探索没有“锁在柜子里”，多次在国家、省级会议上分享实践经验，为全国生物多样性监测数智化转型输出“济南经验”。这些经验已经融入《山东省黄河流域生态保护和高质量发展规划》《山东省生物多样性保护条例》等政策文件，相关监测指标也纳入全省水生态考核体系，推动全省水质监测向水生态监测转型。

郭莹告诉记者：“中心将持续优化升级‘天、空、地’一体化监测网络，纵深推进生态监测数智化转型，让监测网络更密、识别更准、响应更快，把黄河流域生物多样性保护的‘数字底座’夯得实实的，为美丽山东、美丽济南建设持续贡献监测力量。”