《衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放》編制說明

1、氣象行業(yè)標準衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放編制說明一、工作簡況1. 任務來源本標準由全國衛(wèi)星氣象與空間天氣標準化技術委員會（SAC/TC347）提出并歸口。2019年 9 月30 日由中國氣象局政策法規(guī)司下達各省( 區(qū)、市) 氣象局，各直屬單位，各內(nèi)設機構(gòu)（氣法函 201958 號），項目編號QX/T-2020-45，立項名稱為 衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放。2. 協(xié)作單位本標準由國家衛(wèi)星氣象中心負責起草，無協(xié)作單位。3. 主要工作過程（ 1）編制準備工作本項目于 2019 年初成立標準起草組，開始有關衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測技術導則編制的準備工作；1）收集國內(nèi)外相關部門衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測

2、技術的內(nèi)容，進行分類整理；2）初步形成衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測技術的框架和內(nèi)容；3） 2019 年 4 月 4 日，完成氣象標準制定的項目申報工作；4）2019 年 5 月 8 日，國家衛(wèi)星氣象中心業(yè)務科技處組織了氣象系統(tǒng)內(nèi)的專家對標準進行了立項評審， 編寫組對評審會上專家提出的意見進行了認真仔細的分析，并根據(jù)專家意見進行了修改完善。（ 2）初稿編制工作1）2019 年 9 月 30 日中國氣象局政策法規(guī)司關于下達2020 年氣象行業(yè)標準制修訂及預研究項目計劃的通知（起法函2019 58 號），衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放正式立項，項目編號QX/T-2020-45 ，隨即編寫組開始標準的規(guī)范編

3、寫工作；2）在編制初稿前，首先認真學習了衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測方法第 1 部分：總則-QX/T344.1-2016，衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測方法第 2 部分：火點判識-QX/T344.2-2019，衛(wèi)星遙感秸稈焚燒過火區(qū)面積估算技術導則-454-2018等標準，了解現(xiàn)有的衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測的相關規(guī)范。3） 2019 年 10 月，國家衛(wèi)星氣象中心衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放編制工作啟動，召開標準起草工作會議，明確參加標準起草人員工作職責，制定編制工作計劃。4）組織起草人員開展調(diào)研工作，收集整理國內(nèi)外相關碳排放及其相關參數(shù)研究的文獻資料，調(diào)研國內(nèi)外衛(wèi)星遙感碳排放估算方法，整理衛(wèi)星遙感森林草原火災碳排放模型研究

4、成果；5） 2019 年 11 月，對于各種調(diào)研資料進行整理、研究，凝練形成標準的主要范圍和涉及的技術內(nèi)容。6） 2019 年 12 月，研究衛(wèi)星遙感野火碳排放估算的衛(wèi)星數(shù)據(jù)要求，主要包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)源要求和前期數(shù)據(jù)處理的要求，確定了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)預處理的過程等。7）分析衛(wèi)星遙感野火碳排放估算的相關參數(shù)，形成了適合中國區(qū)域的野火碳排放的可燃物載量、排放因子、燃燒轉(zhuǎn)換系數(shù)等相關參數(shù)列表。8）2020 年 1 月，研究不同衛(wèi)星遙感野火碳排放估算方法的差異，基于火燒跡地的碳排放估算方法通過利用30m、500m和 1km 等不同空間分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，進行了不同空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的尺度效應對野火碳

5、排放估算的影響分析。9）2020 年 2 月，研究基于火點輻射功率的碳排放估算方法的衛(wèi)星遙感野火碳排放估算，基于 MODIS、 FY-3 中等分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展了中國華北區(qū)域的碳排放的估算和對比分析。10） 2020 年 3 月，標準起草工作小組完成衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術導則野火碳排放初稿編制；11）完成標準文本初稿內(nèi)容編制，組織單位內(nèi)部技術人員對標準提出初步意見，進一步完善后形成標準討論稿。12） 2020 年 3-5 月，進行進一步的調(diào)研，起草組編寫人員集中討論并對討論稿進行修改，形成征求意見稿，上報氣象標準化網(wǎng)。4. 標準主要起草人及其所做的工作本標準主要起草人為高浩、鄭偉、邵佳麗、陳潔、劉誠

6、。高浩，本標準起草負責人，負責組織、任務分工、標準的起草、征求意見和標準制定的撰寫修改；鄭偉，負責資料收集匯總、組織協(xié)調(diào)，參與標準的起草和修改；邵佳麗，負責資料收集、參與起草編制說明；陳潔，負責資料收集、參加初稿起草；劉誠，參加標準的審定和技術把關。二、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的論據(jù)說明：標準的主要內(nèi)容包括技術指標、參數(shù)、公式、性能要求、 試驗方法、 檢驗規(guī)則等；論據(jù)包括試驗、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。修訂標準時，應增列新舊標準水平的對比。1、編制原則本標準在起草的過程中，對衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測工作進行了深入的調(diào)研，在充分了解衛(wèi)星遙感碳排放監(jiān)測技術和應用的基礎上，按照GB/T 1.1 2020標準化

7、工作導則第 1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草， 遵照中國氣象局相關法律、法規(guī)、規(guī)章、技術政策、標準及其規(guī)范，以及氣象行業(yè)標準的特點，本著實用、可操作、系統(tǒng)的原則進行編制。（ 1）實用性本標準中所涉及到的衛(wèi)星資料均來自目前遙感部門可實時獲取的對地觀測業(yè)務運行衛(wèi)星，均具備衛(wèi)星遙感碳排放監(jiān)測的通道和產(chǎn)品設置；同時可根據(jù)衛(wèi)星的分辨率不同，制作不同分辨率的野火碳排放的監(jiān)測產(chǎn)品。（ 2）可操作性本標準所用的處理方法和產(chǎn)品均具有明確的定義，相關技術成熟可靠，并對需要用戶自己選用的參數(shù)予以說明。（ 3）系統(tǒng)性本標準對衛(wèi)星遙感野火碳排放估算的技術方法和產(chǎn)品和具有共性的處理方法均予以予以和說明。2、主

8、要內(nèi)容及確定依據(jù)森林草原火災監(jiān)測是氣象衛(wèi)星的重要監(jiān)測應用領域，自上世紀八十年代以來，以氣象衛(wèi)星為主的衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測技術得到廣泛發(fā)展，成為森林草原火情監(jiān)測的重要技術手段，氣象、林業(yè)等部門都建立了相關的監(jiān)測系統(tǒng)和業(yè)務服務。氣象行業(yè)通過星地同步試驗，逐步形成了覆蓋全球的火災監(jiān)測技術和業(yè)務服務，為氣象系統(tǒng)決策服務部門和有關行業(yè)部門提供相關服務。野火碳排放是森林草原火災監(jiān)測評估的重要因子，其對溫室氣體和氣溶膠的增加有顯著影響， 也是生態(tài)環(huán)境變化的主要擾動因子。森林草原防火季中，森林草原火災和農(nóng)作物秸稈焚燒釋放的污染氣體和可顆粒物常導致華北和東北等區(qū)域出現(xiàn)大范圍的大氣污染過程，給我國的大氣污染防治造成困

9、擾。近年來隨著國家對生態(tài)環(huán)境的日益重視，衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測估算也得到了研究和應用，利用衛(wèi)星遙感技術可以對野火碳排放進行有效的監(jiān)測評估。伴隨我國空間技術的快速發(fā)展，風云三號，環(huán)境減災衛(wèi)星（HJ-1B）， GF衛(wèi)星等新型國產(chǎn)衛(wèi)星在空間分辨率和觀測頻次方面有明顯提升，為衛(wèi)星遙感野火碳排放估算提供了豐富的數(shù)據(jù)源。由于以往基于衛(wèi)星遙感的野火碳排放監(jiān)測技術并不成熟，國內(nèi)尚未形成衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測的統(tǒng)一規(guī)范。因各部門間的碳排放估算方法不一致，導致野火碳排放估算的差異較大，給氣象系統(tǒng)野火碳排放估算業(yè)務服務、應用技術交流和應用效果等方面帶來了較大的困擾，同時也在一定程度上限制了氣象衛(wèi)星遙感在野火碳排放監(jiān)

10、測方面的應用推廣。隨著衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測數(shù)據(jù)源的日益豐富，也對衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測技術規(guī)范提出了更加迫切的需求。本標準的目的是在研究分析野火碳排放方法的基礎上，基于目前可用于野火碳排放的各種業(yè)務運行衛(wèi)星資料，包括風云三號，EOS/MODIS，環(huán)境減災衛(wèi)星（HJ-1B）， GF衛(wèi)星等，編制衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測技術導則，包括衛(wèi)星遙感野火碳排放估算技術方法的前期數(shù)據(jù)要求，基于火燒跡地的碳排放估算方法和基于火點輻射功率的碳排放估算方法等。為氣象系統(tǒng)和有關部門提供衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測的統(tǒng)一規(guī)范，提高衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測的應用水平和服務效益。編制本標準采用的依據(jù)：以GB/T 1.12020標準

11、化工作導則第 1 部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則系列標準為基礎，參考出版行業(yè)的相關編寫規(guī)定，遵照中國氣象局相關法律、 法規(guī)、規(guī)章、技術政策、 標準及其規(guī)范， 以及氣象行業(yè)標準的特點，本著簡明、 規(guī)范、實用的原則進行編制。三、主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術經(jīng)濟論證，預期的經(jīng)濟效果1、綜述報告隨著衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展， 為衛(wèi)星遙感野火碳排放估算提供了豐富的數(shù)據(jù)源。 國內(nèi)外在該領域陸續(xù)開展了相關研究工作， 通過野外觀測、 實驗和模型模擬以及經(jīng)驗估計獲取參數(shù)的生物質(zhì)燃燒碳排放估算模型方法適用于小尺度估算，受條件限制其并不適用于大尺度應用。國外相關機構(gòu)基于衛(wèi)星遙感技術形成了多個全球尺度的野火碳

12、排放清單數(shù)據(jù)集，取得了一批具有重要意義的成果。 但是由于估算方法的差異， 造成不同排放清單間存在一定的差異， 數(shù)據(jù)間準確性和可對比性都有一定的局限性。本標準制定前期，項目組調(diào)研了衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測方法的情況，包括基于火燒跡地的碳排放估算方法、基于火點輻射功率的碳排放估算方法，以及統(tǒng)計信息和衛(wèi)星火點監(jiān)測結(jié)合的針對秸稈焚燒排放估算方法。首先通過區(qū)域尺度的不同方法的研究分析，統(tǒng)計信息和衛(wèi)星火點結(jié)合的排放估算方法不適用于森林草原火災的碳排放估算，予以排除。 基于火燒跡地和基于火點輻射功率的野火碳排放方法是目前較為成熟的方法，項目組以這兩種方法為基礎進行調(diào)研、 分析開展標準的編制。項目組基于衛(wèi)星遙感

13、的火燒跡地和火點數(shù)據(jù)開展了兩種碳排放估算方法的對比研究，以中國華北區(qū)域為研究對象，開展了近 5 年的農(nóng)業(yè)火情碳排放的估算， 結(jié)果顯示雖然兩種方法的排放估算在空間分布上存在一定的差異，但是總體的空間分布是具有高度的相似性，碳排放的估算在同一數(shù)量級，兩種野火碳排放監(jiān)測技術能夠保證監(jiān)測的精度和需求。同時，針對不同數(shù)據(jù)源的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，針對2006 年東北一次森林大火，基于火燒跡地的碳排放估算方法，分析了碳排放的不確定性，估算了東北林區(qū)重大森林火災的碳排放量， 明確了尺度效應對碳排放量估算的不確定性，結(jié)果顯示采用基于火燒跡地的碳排放估算方法，不同尺度的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能夠滿足野火碳排放監(jiān)測技術的使用要求。

14、本標準的野火碳排放監(jiān)測技術方法已應用在風云三號，EOS/MODIS，環(huán)境減災衛(wèi)星（HJ-1B）， GF衛(wèi)星上，實現(xiàn)了基于火燒跡地和火點輻射功率野火碳排放的監(jiān)測，經(jīng)過測試和試用， 不同空間分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能夠滿足野火碳排放監(jiān)測技術的使用要求，同時基于火燒跡地和火點輻射功率野火碳排放的監(jiān)測結(jié)果精度滿足監(jiān)測需求，同時兩種方法能夠保證野火碳排放監(jiān)測的業(yè)務需求，充分驗證了標準規(guī)范的適用性和可靠性。后續(xù)項目將繼續(xù)推進該標準的應用， 同時針對風云系列衛(wèi)星的參數(shù)進行進一步驗證優(yōu)化，推動衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測的標準化工作。2、預期經(jīng)濟效果近年來，我國東北和西南地區(qū)重大的森林草原火災頻發(fā)，此外，雖然華北區(qū)域的

15、秸稈焚燒得到遏制， 但是東北區(qū)域的春秋兩季的秸稈焚燒卻顯著增加。每年野火對我國造成重要的經(jīng)濟損失， 同時也導致區(qū)域的大氣污染，造成大氣質(zhì)量的下降。衛(wèi)星遙感的野火碳排放估算是評估森林草原火災的重要手段，同時也提供高精度的也會碳排放清單數(shù)據(jù)，增強大氣污染監(jiān)測評估和防治的科學性、針對性和有效性， 更加科學、 客觀的為相關部門開展區(qū)域大氣空氣污染防治和制定減排戰(zhàn)略提供支撐，取得突出的社會經(jīng)濟效益。本標準的完成將形成我國衛(wèi)星遙感野火碳排放估算的統(tǒng)一規(guī)范，提高衛(wèi)星遙感野火碳排放估算的精度， 提高衛(wèi)星遙感碳排放估算的效率、遙感產(chǎn)品應用效果和業(yè)務服務質(zhì)量，實現(xiàn)衛(wèi)星遙感野火碳排放估算清單的可對比性，及其在大氣污

16、染防治工作的應用。標準的研究與制定緊跟氣候變化和大氣污染防治的需求、業(yè)務發(fā)展及規(guī)劃， 可為有關部門及時提供火災碳排放量信息， 合理有效的估算火災碳排放量，從而正確認識森林草原野火碳排放的變化規(guī)律，增強氣象部門基于衛(wèi)星遙感對大氣污染監(jiān)測評估能力，標準的制定將在公眾服務、決策服務中發(fā)揮重要作用。四、采用國際標準和國外先進標準的程度，以及與國際、國外同類標準水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關數(shù)據(jù)對比情況無。五、與有關的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準的關系本標準制定的內(nèi)容符合國家相關法律、法規(guī)、 政策的規(guī)定，與現(xiàn)行有關法律、 法規(guī)和強制性標準沒有矛盾，符合 GB/T 1 標準化工作導則系列標準的要求。本標準屬于氣象行業(yè)標準，是氣象行業(yè)衛(wèi)星遙感野火碳排放的指導性規(guī)范。六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)無。七、標準作為強制性標準或推薦性標準的建議本標準的制定內(nèi)容主要根據(jù)氣象行業(yè)應用需求和業(yè)務能力現(xiàn)狀， 建議本標準為推薦性標準，并在貫徹實施時做好宣傳工作， 說明采用標準化的衛(wèi)星遙感野火碳排放監(jiān)測技術對提高森林草原火災監(jiān)測服務水平、 加強技術交流和擴大服務效益所帶來的益處。 對準備采用標準的單位和部門進行有關使用該標準的培訓，以