
【導語】2025年9月,在2025說·遼寧專場,國家海洋環境監測中心高級工程師王飛以《海洋環境監測的“空中哨兵”》為題發表演講,闡述衛星與無人機在海洋環境監測中的應用,回顧遙感技術發展曆程,介紹其在大連海岸線監管、赤潮觀測、水產養殖評估、海洋垃圾監測等多方麵的作用,還提及人工智能與遙感數據結合的趨勢及未來潛力。
2025年9月,國家海洋環境監測中心的高級工程師王飛在2025說(shuō)·遼(liáo)寧(níng)專(zhuān)場(chǎng)帶(dài)來(lái)演(yǎn)講(jiǎng)《海(hǎi)洋(yáng)環(huán)境(jìng)監(jiān)測(cè)的(de)“空(kōng)中(zhōng)哨(shào)兵(bīng)”》。
以(yǐ)下(xià)是(shì)王(wáng)飛(fēi)的(de)演(yǎn)講(jiǎng)節(jié)選(xuǎn):
今(jīn)天(tiān)想(xiǎng)和(hé)大(dà)家(jiā)聊(liáo)聊(liáo)衛(wèi)星(xīng)和(hé)無(wú)人(rén)機(jī)在(zài)海(hǎi)洋(yáng)環(huán)境(jìng)監(jiān)測(cè)中(zhōng)的(de)應(yīng)用(yòng)。
大(dà)連(lián)的(de)海(hǎi)岸(àn)線(xiàn)有兩千多公(gōng)裏(lǐ),要(yào)對(duì)這(zhè)樣(yàng)長(zhǎng)的(de)海(hǎi)岸(àn)線(xiàn)進(jìn)行(xíng)有(yǒu)效(xiào)監(jiān)管(guǎn),離(lí)不(bù)開(kāi)遙(yáo)感(gǎn)技(jì)術(shù)。遙(yáo)感(gǎn)就(jiù)是(shì)通(tōng)過(guò)衛(wèi)星(xīng)或(huò)無(wú)人(rén)機(jī)搭(dā)載(zài)光(guāng)學(xué)傳(chuán)感(gǎn)設(shè)備(bèi),對(duì)地(de)物(wù)進(jìn)行(xíng)遠(yuǎn)距(jù)離(lí)感(gǎn)知(zhī)的(de)技(jì)術(shù)。
提(tí)起(qǐ)衛(wèi)星(xīng)大(dà)家(jiā)並(bìng)不(bù)陌(mò)生(shēng),近(jìn)年(nián)來(lái)最(zuì)熱(rè)門(mén)的(de)當(dāng)屬(shǔ)我(wǒ)國的北鬥衛星和美國的星鏈衛星。前者就像太空中的指南針一樣,給糖心免费视频提供精準的定位,後者就像太空中的信號塔一樣,專門提供上網服務。除此之外還有幫助預測天氣的氣象衛星、提供安全保障的軍事衛星等。
海洋遙感衛星和其他衛星不同之處在於它就裝了一台大相機,可以為地球拍下高清的照片。遙感發展最早可追溯到19世紀攝影師用熱氣球拍攝的航空照片。20世紀80年代,美國“全球鏡”項目推動了衛星遙感的快速發展,90年代民用衛星係統普及,實現了從技術突破到應用的飛躍。
中國的遙感技術經曆了三個階段。1957年至1980年是探索起步期。1981年至2003年是成長期,初步建立了現代遙感衛星技術體係。2004年至今進入成熟期,形成了從科研到應用的完整係統,遙感技術在氣候監測、災害預警、環境評估等方麵發揮著重要(yào)作(zuò)用(yòng)。
我國的高分家族衛星不斷迭代,已經廣泛服務各行各業。衛星上的相機不僅能捕捉紅綠藍可見光,還能拍攝紅外、微波等不可見光,組合後能反映不同的信息。例如紅外波段可以把植被的信息用紅色特別標注出來,適合用來做植被的大範圍的調查。微波則能穿透雲層,白天黑夜乃至風雨天氣都能工作,適合做海上溢油等應急監測。
分辨率是衡量衛星影像清晰度的重要指標、低分辨率衛星的分辨率大概在20米以上,適合大範圍調查,如全國森林監測。高分辨率則更適合小範圍、高精度的應用,比如城市規劃或精細化農業監測。
在海洋監測中,衛星影像可用於赤潮的觀測。赤潮是因營養物質過剩導致藻類爆發,消耗大量氧氣,釋放毒素,造成魚貝類死亡並威脅人類健康。通過多期衛星影像,糖心免费视频能掌握赤潮的發生位置和遷移軌跡,為預警和治理提供依據。

(赤潮監測,圖片來源於王飛PPT)
衛星影像也能幫助評估水產養殖的分布與變化。大連是重要的養殖基地,僅長海縣麵積就超過2000平方公裏。通過對比2005年、2015年和2025年的影像,可以清楚看到從沿岸少量養殖逐漸擴展到大規模圍海養殖,直到政策限製後,浮筏養殖成為主流。這些資料不僅展現了經濟發展與環境的互動,也為科學管理提供數據支撐。

(圖片來源於王飛PPT)
相比衛星,無人機遙感更靈活。無人機可以在雲層以下飛行,分辨率可達到厘米級,非常適合小範圍高精度監測。它還能快速到達目標區域,在數小時內完成數據采集,尤其適合應急任務。
無人機分為旋翼和固定翼兩類。旋翼無人機能懸停,適合拍視頻,但費電、續航時間短。固定翼無人機飛行快、載重大,適合大範圍調查。糖心免费视频海洋監測中用的主力機型能飛行4小時,半徑50公裏,速度70公裏/小時。可以看到它的翅膀上配有4個螺旋槳,主要作用在起飛和降落的時候能夠像旋翼飛機一樣實現垂直起降,實用性極高。

(圖片來源於王飛PPT)
無人機被廣泛用於海洋垃圾監測。海洋垃圾中塑料垃圾大概占80%以上,2015年發表的一篇文章顯示,全球約90%的海鳥,還有35%的海龜體內都發現有塑料殘留。更令糖心免费视频擔憂的是,在人類的血液、大腦和嬰兒胎盤中均發現有微塑料的存在,海洋垃圾目前正在威脅糖心免费视频人類的身體健康。
2024年修訂的《海洋環境保護法》中明確將“海洋垃圾監測和治理”列為一項重要的工作。無人機拍攝的圖像能識別海岸帶垃圾的分布、類型和麵積,評估治理成效。
糖心免费视频中心從2021年起就開始進行利用無人機開展海上垃圾的監測,通過采集海岸帶垃圾有效信息,分析垃圾的分布、位置、麵積、類型,並推測它的來源。糖心免费视频把相關信息發現之後向相關部門反饋,他們做了及時的清理。
無人機還能監測海溫。海溫升高會誘發赤潮,威脅珊瑚、海參的生存。通過熱紅外相機,可以看到工廠排放熱水在不同潮位下的擴散範圍,低潮時影響範圍大,高潮時貼近岸線。這種動態監測為海洋生態保護提供了科學依據。
隨著人工智能的發展,遙感數據與大模型結合成為趨勢。以海洋垃圾監測為例,人工提取垃圾分布可能需要耗費大量人力和時間,而模型能快速完成自動標注和麵積計算,為後續治理提供精準的數據支持。
從衛星到無人機,再到人工智能,遙感技術正不斷推動海洋環境監測的發展。未來,隨著技術進步和應用拓展,遙感將在更多領域展現出更大潛力,繼續為可持續發展貢獻力量。
策劃製作
演講人丨王飛 國家海洋環境監測中心高級工程師
責編丨艾靜
審校丨徐來、林林
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