
遗产地的遥感动态监测与评估工作是遗产保护与可持续发展的重中之重,基于“星-空-地”一体化立体协同是空间技术在遗产领域的重要科学平台,近十年来,在长城保护、九寨沟2017震后恢复重建和保护管理、大熊猫栖息地空间整体监测保护等科学方向开展了深入研究,并为叙利亚遗产地的战争前后遗产地变化提供了数据支持,遥感技术在动态监测方面的功效,为遗产地的保护提供全新视野及科学支持。
HIST研究团队通过采集并分析1993-2024年精确空间时序影像数据,对天山博格达峰生物圈保护区开展冰川与积雪覆盖的时空动态监测。研究表明博格达峰地区冰雪覆盖总体呈持续减少趋势,40年间面积缩减达75%,并直接影响区域水文循环,对遗产地生态环境与旅游资源产生潜在影响。研究提供了冰雪退缩的科学依据,为气候变化及其对自然遗产的影响及保护措施提供了重要数据支持。
HIST研究团队利用1983-2023年长时间序列卫星遥感数据,结合支持向量机(SVM)土地覆被分类和植被覆盖度(FVC)反演,定量评估了1986年台风灾害后长白山生物圈保护区西南坡的植被恢复过程。研究监测分析了不同海拔区域的植被演替规律,为山地生态系统灾害响应与恢复策略提供了40年期的科学依据。
HIST团队利用多时相遥感影像(1989-2019年Landsat TM与Sentinel-2数据)和空间分析方法,对盐城滨海湿地世界遗产地核心区开展生态系统退化、珍稀物种栖息地丧失等关键科学问题研究。研究通过湿地栖息地评估与模拟分析,准确监测了丹顶鹤等珍稀物种适宜栖息地面积与连通性变化,提出季节性芦苇收割(秋冬季)和条子泥保护区高质量建设等生态恢复策略,显著提升鸟类栖息地网络连通性。研究成果直接支撑保护区内管理措施优化,相关学术成果发表于《遥感学报》,体现了空间技术在自然遗产保护中的综合应用价值。
HIST团队集成红外相机网络(覆盖全域93种物种,含3种国家一级保护动物新记录)、多源卫星遥感(1987-2024时序)与景观可达性模型,构建了南岭山地首个“天空地一体化”监测体系。核心成果包括:1)实现10米级栖息地评估;2)记录80万份野生动物影像,发现家养动物活动在2023年出现峰值;3)量化森林覆盖率从92%(1987)增至98%(2024),EVI指数提升0.15。成果直接支撑保护区边界优化及管理策略制定。
HIST研究团队采用多源卫星遥感(Sentinel-1 SAR、VIIRS夜间灯光、CMIP6气候模型)和InSAR技术,系统监测了普林西比岛生物圈保护区的海岸线动态(2017-2024)、地表形变(精度毫米级)、光污染生态效应及海平面上升风险。研究发现东北沿海31%的沙质海岸受侵蚀威胁,Santo Antonio城区至2100年淹没风险达42%,并首次量化了夜间光照对绿海龟繁殖区的干扰强度(照明度增加85%)。这些成果直接支撑了该岛保护地规划与气候适应策略制定,为全球小岛屿国家的防灾减灾和可持续发展目标(SDG14、15)的实现提供了可复制的技术范式。
HIST利用自主研发的灾害全过程空天遥感定量表达技术实现对“丝绸之路:长安-天山廊道的路网”系列遗产地的动态风险监测与评估。研究表明,丝绸之路遗产地整体保存状况良好,但建成区面积的大幅增加凸显遗产保护与经济发展平衡的挑战。研究特别揭示了保持植被覆盖率和实施分洪导流措施对于洪水预防的重要性,有效识别了遗产地洪水风险,为丝绸之路遗产保护提供了科学支撑。
HIST编制了《非洲濒危世界自然遗产地遥感监测报告》。该报告通过遥感技术与景观生态分析方法的结合,对非洲多国的濒危世界遗产地的保护状况进行全面评估。研究系统分析了偷猎与非法野生动物贸易、非法采矿与资源开采、大规模森林砍伐、气候变化影响、武装冲突以及农业扩张等多重因素对遗产地生态系统的叠加影响,揭示了在采矿活动加剧和武装冲突频发的背景下,多个自然遗产地面临的复杂挑战与可持续发展机遇。
天空地协同遥感对地观测技术,可为明长城线性遗产宏观观测、价值展示、动态监测和预防保护提供第一手科学数据。社会经济汇聚的地球大数据技术,为长城资源开发和持续化利用(病害识别和风险评估)提供全新视野。
2017年九寨沟Ms7.0级震后,HIST受九寨沟世界遗产管理局的委托,对灾后滑坡灾害和植被恢复情况开展的“天-空-地”一体化监测和评估。结果显示,2017年8月至2020年下半年九寨沟滑坡面积进一步增加,但是滑坡体的数量有所减少。2020年雨季泥石流活动比较活跃,同震滑坡造成的坡积物受降雨激发,破坏面积进一步扩展,形成泥石流等,原有不稳定山体继续崩滑的风险极高。此外,监测显示稳定区域的滑坡治理工作已初见成效,小面积的崩滑面消失,这是造成滑坡体数量减少的主要原因。
“天-空-地”一体化空间技术的监测和评估为九寨沟世界遗产地灾后恢复和重建管理提供了有力支撑,构建了一套助力九寨沟世界自然遗产地“山-水-林-湖”系统恢复监测和保护管理的空间信息监测系统。为地震灾后遗产地的恢复重建、保护管理和可持续发展提供重要科学数据和技术支撑。
叙利亚目前拥有大马士革古城(1979)、布斯拉古城(1980)、帕尔米拉古城遗址(1980)、阿勒颇古城(1986)等共6项世界文化遗产和12项世界遗产预备名单。基于卫星遥感的监测与评估分析表明,自2011年叙利亚内战爆发后,6项世界遗产在2013年全部被列入濒危世界遗产名录,该评估结果将有助于内战结束后叙利亚世界遗产保护与管理措施的制定,并促进其可持续发展。
我们选取世界遗产阿勒颇(Aleppo)古城和预备世界遗产杜拉欧罗普斯(Dura Europos)古城遗址作为案例,针对叙利亚内战中叙利亚境内世界遗产损毁、非法盗掘等突出问题,基于多源高分辨率卫星遥感数据,利用数字图像处理技术开展叙利亚内战前后世界遗产的变化监测与卫星遥感监测评估发现,叙利亚内战爆发后,阿勒颇古城在叙利亚内战中被战火严重破坏,包括阿勒颇卫城、阿勒颇大清真寺等在内重要历史建筑都遭到了不同程度的损毁,2015年以后阿勒颇古城得到一定的保护与修复;杜拉欧罗普斯古城遗址大部分建筑遗迹因为挖掘行为而面目全非,并在地面上留下了不计其数的盗坑,其保护形势仍然很严峻。
HIST与世界遗产中心签署合作协议,在荷兰政府信托基金的支持下,根据东伦内尔岛2001-2015年的多源卫星数据和2015年高分数据,HIST科研团队分析了伦内尔全岛,尤其是西伦内尔岛2015年土地覆盖情况和2001至2015年的植被覆盖变化,并预测了未来几年植被覆盖率的动态变化趋势。遥感数据客观地反映了所罗门群岛东伦内尔岛世界遗产因森林砍伐威胁其生态完整性;并于2013年被UNESCO世界遗产委员会列入濒危世界遗产名录。利用空间技术监测南太平洋所罗门群岛濒危世界遗产地近15年植被覆盖变化;2020年4月热带气旋“哈罗德”遥感监测显示,气旋对该地影响较小;
2014年6月16日,HIST主任郭华东与斯里兰卡亚瑟·克拉克现代技术研究所(Arthur C. Clarke Institute for Modern Technology, ACCIMT)所长Sanath Panawennage在斯里兰卡科伦坡ACCMIT总部签署了《合作谅解备忘录》。2019-2020年,HIST研究团队基于多源卫星遥感数据对斯里兰卡大象栖息地生态环境变化进行了分析,包括栖息地土地利用、破碎度、生境质量的变化分析等。2020年,HIST研究团队基于多源卫星遥感数据对全域亚洲象栖息地森林损失进行了变化监测和分析,包括栖息地森林损失面积、森林损失比例、森林损失驱动力等,为亚洲象栖息地保护提供了一个更新的、高分辨率的、长时间序列的数据集,描述了自然保护区栖息地最近的森林损失,为栖息地保护和恢复以及野生种群恢复奠定了基础,未来将有助于亚洲象的可持续管理。
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