一、前言
根据《十四五生态环境监测规划》的要求，强化数据挖掘与综合评价，整合唤醒各类生态环境监测及关联数据资源，推进全社会算力的投入与提升及算法创新，开发环境质量预测预警与模拟、污染溯源追因、政策措施评估等场景，开展联合研究和应用示范，充分释放监测数据价值。创新监测技术，推动卫星遥感、热点网格、无人机/无人船、走航巡测等非现场手段应用，扩展视频和物联网数据采集，强化生产状况、污染治理设施运行情况和污染排放联合监控，利用大数据精准高效发现问题。中国联通集团推出空地一体大数据分析与100米热点网格污染溯源模型。
二、热点网格技术应用必要性
“十四五”时期，大气质量改善进入了由量变到质变的关键时期，大气质量治理的复杂性、艰巨性更加凸显。面对投入越来越大、治理效果越来越小的困局。靠增加监测站点达到增加溯源精度的办法由于硬件与维护成本的增加变得难度越来越大，大气监测与治理面临新的挑战。
利用遥感监测星地数据为基础，将分散的各级监测数据进行数据集中，将数据壁垒实质性打通，海量监测数据有效归集和智能分析应用于精准污染溯源代替监测点位的增加是经过验证的可行的解决之道。
三、热点网格技术概况
持续推动空气质量持续改善，深入打好蓝天保卫战，聚焦精准治污、科学治污和依法治污仍是“十四五”时期我国生态文明建设的重要任务，大气热点网格识别作为一种服务大气污染精细治理的技术方法，是加强重点地区大气污染监控、推进精细化污染源头管理的重要手段。
热点网格是指在将大气PM2.5污染监管重点地区按照3km×3km大小进行网格划分的基础上，利用卫星遥感技术结合地面监测和气象数据，将PM2.5污染浓度较高、排放较重的网格进一步细分为500×500m大小确定的精细化监管网格。该项技术被称为大气污染防治的“千里眼”，于2016年京津冀及周边“2+26”城市区域的大气污染防治强化督察中首次实施，在我国《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中发挥了一定作用。但在地市大气污染源排查中仍存在空间范围过大、方向目标不明、排查效率过低等痛点问题。并且，现阶段的污染溯源结果与现场排放之间时间差太大，不利于及时对动态排放的治理与现场状态控制。
四、百米级热点网格技术的研发
百米级热点网格技术构建了大气污染时空精细模拟技术描述，突破了长时间跨度、大地理范围精细时空尺度大气污染时空分布高精度模拟的技术瓶颈，形成了全国首套百米级日均大气污染浓度数据集；在国际上率先提出了大气污染场景制图理论，突破了城市微场景下的百米、小时级大气污染物浓度精细制图与大数据模拟技术；相关技术方法已在湖南长沙芙蓉区进行可行性验证，定位准确性与精度可以达到应对动态排放源的实时性要求。2022年，依托大气污染浓度百米尺度小时级制图技术进一步发展了百米级热点网格溯源技术，助力长沙市入选了生态环境部全国16个生态环境智慧监测创新应用试点。
五、热点网格技术的创新应用实践
在大气污染百米级热点网格技术落地长沙市芙蓉区生态环境智慧监测创新应用的实践中，项目通过集成大气污染热点网格精细识别模型、污染源动态锁定模型和大气质量情景预测与管控措施有效性评价模型等算法模型，开发了大气污染精准智能防控决策支持平台，并作为业务化运行平台在PM2.5污染特护期逐小时持续为试点应用单位提供PM2.5热点网格识别结果，现场核验热点网格100米级精准锁定污染源的有效率高达80%。
百米级热点网格技术的成功应用，受到了中国环境监测总站的高度关注。相关技术力量已作为核心技术之一参与支撑国家智能治理实验基地建设与智慧监测试点项目建设，并参与由中国环境监测总站牵头的相关标准制定。
图1 项目建设内容
图2 大气污染智能防控决策支持平台
图3 轻度污染场景智慧平台PM2.5污染源锁定
