科技支撑气象保障技术服务助力黄河流域生态文明建设

科技支撑气象保障技术服务助力黄河流域吴忠段生态文明建设

建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区，是习近平总书记视察宁夏时赋予的特殊使命和时代重任。为全面贯彻落实《中共宁夏回族自治区委员会关于建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区的实施意见》，推动吴忠市经济社会实现更高质量、更有效率、更可持续发展，争当建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区排头兵，按照中国气象局和区局的安排部署，吴忠市气象局结合地方需求，努力提升生态气象服务保障技术能力，在全区首次实现自动制作分县（市、区）的卫星遥感生态气象服务产品并开展服务，效果显现，得到地方党委和政府及社会公众的充分肯定。

一、背景或出发点

在庆祝新中国气象事业70周年之际，习近平总书记指出气象工作关系生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好，做好气象工作意义重大、责任重大，并要求做到监测精密、预报精准、服务精细，推动气象事业高质量发展，提高气象服务保障能力，发挥气象防灾减灾第一道防线作用。生态气象服务在大气污染防治、生态系统保护、推进绿色发展等生态文明建设工作中发挥着基础性科技保障作用。宁夏实施创新驱动、脱贫富民、生态立区三大战略对气象服务的需求日益旺盛，各地政府在生态文明建设中对气象服务的要求趋于量化、标准化。

基于以上需求及发展方向，吴忠市气象局认真学习相关政策，按照中国气象局和区局关于生态文明建设气象服务的系列部署，围绕守好改善生态环境“生命线”的战略目标，解决吴忠市生态文明建设气象保障技术方面的短板，建设遥感综合应用体系，提高生态气象服务理念，助力生态文明建设。

二、主要内容和过程

（一）生态气象服务主要内容

基于中央财政“三农”气象服务专项，融入宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台，建立吴忠市生态气象服务模块，实现吴忠市及所属利通区、青铜峡、盐池、同心、红寺堡区分县（市、区）制图、产品生成，利用智能化手段开展服务，解决生态气象服务从无到有，提升科技含量。

主要功能包括：

1.基于空间分辨率为500m×500m的MODIS、风云四号卫星遥感监测数据,通过植被覆盖度计算模型，结合天地图卫星遥感影像底图，分析分县（市、区）多年植被覆盖度日、月、季度、生长季、年度变化趋势，结合参考文献，将植被覆盖度划分为低、较低、中等、较高、高5个等级,制定区域植被覆盖度服务指标及分类标准，生成图表及服务产品。

2.基于空间分辨率250m×250m的MODIS卫星遥感监测数据产品（GPP），通过植被净初级生产力(NPP)计算模型，得到8天为一期的NPP合成值，年NPP总量是由45期数据合成，经过投影变化、镶嵌、裁剪等数据处理后，分析分县（市、区）多年植被净初级生产力（NPP）生长季、年度变化趋势，参考相关文献，订正、替换错误格点数据，生成图表及服务产品。

3.以国标GB/T 34815-2017为依据，基于空间分辨率为250m×250m的MODIS卫星遥感监测数据,通过植被生态质量气象评价指数计算模型，分析分县（市、区）植被生态质量，生成图表及服务产品。

4.基于光学与热红外遥感通道数据，通过LST-NDVI特征空间（干湿边方程），进行植被覆盖区域表层土壤水分反演，得到温度-植被干旱指数（TVDI），制定各区域温度植被干旱指数服务指标，分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级；分析分县（市、区）温度植被干旱状况，生成图表及服务产品。

（二）生态气象服务技术研究过程

集思广益，制定生态气象服务方案。市局组织业务人员学习相关政策，通过查询、咨询、调查了解目前全区乃至全国生态气象监测及服务情况，调查了解吴忠市生态文明建设规划及气象服务需求，集体讨论制定了《吴忠市生态气象服务周年方案》。

广泛学习，确定生态气象服务内容。组织业务人员通过查阅文献、网站资料，咨询专家，学习反应生态状况及变化程度的指标内容，分析本地多年的变化特征与趋势，制定本地阈值。

人才引用，构建生态气象服务模块。引用南信大遥感专业技术人员，搭建吴忠市生态气象服务模块。首次实现了市、县气象部门能借助该模块独立开展本区域生态气象服务。

积极主动，开展生态气象服务工作。2020年，吴忠市及所辖县局积极主动，根据本地气温、降水时空变化对植被生长影响以及遥感监测资料，制作《生态气象服务专题》和《专题汇报材料》4期，向政府领导做专题汇报，并获批示及表扬。

（三）生态气象服务科技水平大力提升

服务内容丰富化。生态气象服务模块建设之前，市、县局生态气象服务产品内容只是单纯依据气象监测资料，分析气候概况、干旱状况从而分析生态状况。目前，利用该模块可以从植被覆盖度、温度植被干旱状况、植被净初级生产力（NPP）、水体变化、生态质量气象评价等方面分析评价全市生态质量状况，生态气象服务产品内容较丰富多样化。

服务技术科技化。一是依托WEB GIS气象地理信息技术体系，建立了吴忠市及所属利通区、青铜峡、盐池、同心、红寺堡区分县（市、区）生态气象服务模块，能针对不同区域制作本地服务产品，服务产品具有针对性。二是基于MODIS、风云四号卫星数据，制定统一的评价标准，量化生态气象服务内容。三是基于WEBGL矢量图形渲染技术，实现了高质量的图形渲染。根据不同季节的服务需求制作多种色系图形，采用JAVA ITEX生成文档，使生态气象服务产品图文并茂，能让决策者一目了然。

服务方式智能化。基于生态气象服务模块，可以生成并导出生态监测图、数据表、Word版文本材料，解决了人工处理数据、做图表、撰写材料的复杂、繁琐程序。

三、创新点

首创性。首个实现了市、县气象局能基于MODIS、风云三号、风云四号卫星遥感资料、气象资料,制作市级及所属分县（市、区）图文并茂的生态气象服务产品。

填补空白。实现市、县气象局生态气象服务内容及技术从无到有，提供基础性科技保障服务，解决吴忠市生态文明建设气象保障技术方面的短板。

服务手段更智能。基于模块集成技术，自动生成产品，通过多渠道、多手段开展气象保障服务，提升服务内容的科技含量，实现生态气象服务手段智能化。

推广应用性更强。吴忠市生态气象服务模块，能对接（融入）到宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台，便于全区推广应用。

四、取得的预期成效

利用生态气象服务模块集成技术，制作图文并茂的《生态气象服务专报》和《专题汇报材料》，为政府领导及相关部门开展生态文明建设提供决策依据。

《生态气象服务专题汇报材料》获分管副市长表扬。2020年5月7日，分管副市长专题听取了气象工作汇报后表示：“市气象局工作积极主动，在防灾减灾、生态环境保护、大气污染防治等方面做了大量工作，为保障我市经济社会发展做出了突出的贡献，提出的几点建议十分契合我市经济社会发展的实际需求”。

《生态气象服务专报》受到市委副书记肯定。2020年4月22日，基于生态气象服务模块集成技术，制作《吴忠市生态气象监测分析评估》气象服务专报，受到市委副书记的肯定：“此项工作很有意义，请相关部门参阅”。

吴忠市自然资源局根据政府领导批示，主动与市气象局开展座谈，联合开展常态化生态文明建设服务工作，切实发挥了气象服务生态文明建设的科技支撑作用。

五、存在的不足及进一步完善思路

1.生态气象服务内容不够丰富。生态气象服务工作目前正处于起步阶段，服务内容还需进一步完善和增加。

2.遥感监测数据处理缓慢。历史遥感监测资料的下载与处理需进一步加快。遥感监测数据受云影响使得产品与实际结果有出入，指标需不断完善。

3.智能化手段亟待进一步提高。目前，遥感监测数据及内容需人工操作来生成服务产品。后期将根据服务需求和内容设定时间范围及相关指标，将定期自动生成服务产品。