项目需求和技术方案要求

项目需求和技术方案要求A包：环境大数据体系与应用路径研究一、项目研究背景我国持续推行环境保护国策与生态文明建设国家战略，在削减重度污染和避免重大环境灾害等方面取得了重大成就。然而，由于环境问题的发生发展、来源输送和作用影响涉及众多领域和因素，导致环境问题异常复杂、仍面临许多严峻挑战，诸如水-气-生态的多要素统筹治理、多污染物协同防治、跨区域联防联控、监测数据造假、“碳达峰、碳中和”、生态环境保护国际合作、生态环境治理体系现代化、生态环境保护与经济协同发展等。生态环境大数据是对海量、多源、异构、复杂的生态环境数据进行处理和分析，并从中发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代环境信息技术和服务业态。结合高性能计算（HPC）、人工智能（AI）、机器学习（ML）等新型数据分析与知识挖掘技术，生态环境大数据在多源异构数据的采集、存储、数据挖掘、关联分析等方面具有处理效率高、计算速度快、分析能力强的显著优势。通过大数据技术对海量生态环境数据进行高效采集、处理和分析，有助于提升海量生态环境数据的同化融合与挖掘分析能力，革新生态环境问题综合研判、追踪溯源、预测预警、精准防治的技术手段与智慧化程度，提高生态环境管理多部门联动、跨区域协作的治理能力与业务水平。生态环境大数据正在与我国生态文明建设和环境保护工作发生深度融合，并成为高效获取生态环境数据、实时分析生态环境变化，全面提升生态环境精细化管理水平的重要支撑手段。然而，当前现有的生态环境大数据系统大多注重于前端数据大屏的信息丰富度、UI显示与交互效果，忽视了数据分析与知识挖掘对于大数据体系构建的核心地位。当前多数生态环境大数据系统的功用停留在数据采集、信息展示、简单分析等层面，未能够深入触及行业痛点与业务难点。因此，亟需深入发掘生态环境领域的典型行业需求并以此为根本构建生态环境大数据体系，明晰大数据技术在生态环境管控与治理领域的应用路径。二、研究内容立足生态文明建设新形势新任务新要求，针对我国生态环境质量问题突出、类型多样、复杂度高的特点，深入开展面向大气环境、水环境、生态环境等领域的应用需求分析，凝练面向生态环境监管与治理的典型大数据应用场景，明确各类需求间的共性实现路径与差异化结构模式。通过构建融汇多源遥感反演技术、机器学习/深度学习算法、自然语言处理算法、空间关联分析方法等形成大数据信息挖掘技术体系，结合典型业务的大数据组成与机构特点（如：遥感与非遥感、结构化-半结构化-非结构化等），形成环境问题诊断、生态环境状况态势研判、环境污染风险预测预警、在线监测数据造假辨识等功能于一体的环境大数据体系和解决方案。具体研究：1、环境问题智能诊断大数据技术体系。针对大气环境、水体环境、生态环境中存在的污染物排放、违规资源开发与损害等问题，基于长时序密集型地面站点观测与遥感观测数据、相关的环境质量关键参数与产品等大数据，面向不同类型、不同时空尺度生态环境问题系统梳理问题诊断应用场景与技术需求。在水环境方面，研制基于时间序列分析、遥感水质反演模型、空间关联分析等技术的水质问题主动发现方法体系，自动辨识流域/断面的瞬时、连续、间歇等不同污染过程或污染事件的水污染异常问题，诊断水污染的类型、强度、分布区域、时段和影响范围等信息。在大气环境方面，基于卫星遥感资料、重点污染源在线监测数据等，研制特征识别、异常检测、机器学习等大数据技术体系，实现典型大气污染源及其异常排放进行自动识别和定量分析，为执法监察提供依据和证据。在生态环境方面，面向各类自然保护地研制针对矿产资源开发、工业开发、房屋扩建以及违法排放污染物等生态环境破坏事件的遥感诊断方法，构建基于深度学习算法、遥感变化检测算法、遥感时间序列分析算法的技术体系，实现干扰斑块的成因要素、受损地物类型、破坏范围等关键属性参量的快速诊断和智能研判。2、生态环境状况态势研判大数据分析技术体系。综合水体、土壤、大气、生物等生态环境系统基本要素的状态，重点围绕生态系统“质量、格局、服务功能”评价指标体系的统一构建、生态系统“问题-胁迫”的发现与诊断等大数据相关业务需求开展研究，形成统一、高效、综合、精准的生态状况监测支撑体系。具体包括：基于异构大数据（如多源定量遥感产品、地面站点观测、遥感光谱反射率和发射率）开展数据协调分析、高质量样本筛选、机器学习建模与真实性验证，实现植被指数、植被覆盖度、NPP等植被参量产品等下垫面物理参量产品的常态化生产功能。研制基于历史遥感产品与环境统计大数据的生态环境质量智能评估模型，结合国家相关标准与区域生态系统特异性服务功能构建评价指标体系，获取区域历史生态环境质量状况综合指数。研究融合回归分析、趋势检验、时间序列分析、决策树分析等算法的生态系统态势研判方法，形成区域生态环境质量整体演变态势的智能评价技术体系，提升生态系统管理能力与决策制订的智慧化水平与前瞻性。3、环境污染风险预测预警大数据技术体系。围绕大气环境质量预测预警、水环境污染风险预测预警过程中的关键环节，研究基于多源时空大数据的环境污染预测预警大数据分析体系，辨识环境质量的关键驱动因素、创新环境质量预测方法、赋能环境污染风险预警和突发事件的应急决策，实现业务化场景应用。在水环境方面，针对旬/周/日尺度的短期水质预测问题，研究基于基准期的断面监测和遥感反演数据，以及水质短期变化的关键驱动因素的水质预测方法。利用LSTM、循环神经网络GRU、Transformer等人工智能方法构建旬/周/日尺度的水质参数预测模型，实现流域/断面水质5年以上的水质预测分布专题制图。结合国家、地区相关标准，构建风险评价模型并实现风险等级量化评估，研发流域水质异常风险区域的分布位置、时间、危险程度和变化趋势快速辨识方法，形成风险驱动预警-风险受体预警-污染风险趋势预警的三级预警能力。在大气环境方面，重点针对近地面大气污染研究预测预警技术。研制和建立大数据驱动的高精度三维空气质量预测模型，实现目标区域未来72小时逐小时主要大气污染物浓度的自动模拟，结合近地面大气污染物浓度的达标与超标情况构建大气重污染预警报告方法，实现疑似大气重度及中度污染的地区、时段、首要污染物等关键信息的智能获取与风险预警。在线环境监测数据造假辨识方法体系。环境监测是环境保护的基础性工作，确保监测数据真实性是整个环保工作的底线。针对重点行业排污单位通过篡改、伪造或干扰自动监测设施等方式弄虚作假、逃避监管违法排放污染物等问题，结合造假数据专业性、隐蔽性等特点，研发基于大数据技术的在线监测数据异常分析方法体系。根据在线监测数据观测密度高、监测指标间关联度高等多方面特点，对于数据恒值、特定时间出现某种波动、达到超标临界值后数据异常变化等数据造假情况，研制基于时间序列异常检测、近缘数据协同评价、多源数据通盘分析、特征图谱对比分析等技术的造假数据识别方法，通过异常波动检测、异常关联度检测、异常特征图谱检测等途径实现造假数据的“软解”。对于隐匿性强、异动性弱造假数据，基于深度学习模型联合常规末端观测、背景参量同步观测、企业生产过程的关键工况监测数据（如来料数据，用水、用电数据等）等信息构建和训练大数据预测模型，通过对比、环比、类比等手段检测预测数值与在线监测数值间的异动，破解在线监测与实际运行情况明显不符的情况，通过“硬解”方式辨识造假数据，为环保部门精准执法提供线索。三、绩效目标聚焦气、水和生态对大数据需求和应用场景进行梳理，形成问题诊断、态势研判、风险预测及数据造假辨识的环境大数据体系，形成项目研究报告，为山东环境大数据发展和相关部门决策提供支撑。B包：山东海域生物群落变化机理及对生态环境影响评价研究一、项目研究背景海洋生态系统是一定海域内生物群落与周围环境相互作用构成的自然系统，具有相对稳定功能并能自我调控的生态单元。但由于各种生态因子的综合影响，导致某些特定海域中海洋生物量出现波动，生物群落随之发生变化。近年来，山东黄海海域浒苔绿潮暴发、胶州湾海域贝类养殖区海星激增、白泥蚂聚集等问题逐年突出，对近岸海水水质保护、滨海旅游和海水养殖等产业发展，以及沿岸居民正常生产生活造成了很大影响，成为我省海洋生态环境保护的重点领域。本项目通过开展山东海域海洋生物群落变化与海洋生态环境相互影响的调查、机理研究，初步掌握造成海洋生物群落结构变化的深层次原因与机理，提出符合山东省海洋生态环境保护管理需求且可行的对策建议，为山东省统筹做好海洋生态灾害防控和海洋生态环境保护工作提供技术支撑和决策参考。二、主要研究内容1、山东海域生物群落现状与生态环境影响调查研究。开展山东海域生物群落、生态环境变化特征的调查研究，分析营养盐浓度和比例在近岸海域中的变化趋势，分析水产养殖业带来的生态系统结构性变化及其对海域生态环境的影响，识别海洋生物群落变化的环境驱动因素，提出山东海域生态灾害监测预警对策建议。2、山东海域生物群落变化机理的研究。综合山东海域生态环境监测评价数据，以浒苔、海星和白泥蚂等生态灾害物种为研究对象，分析其对多种生态因子波动的响应机制，探索构建物种分布、迁移和时序变化模型，识别生态灾害的主要驱动因素，揭示生物群落变化的内因与机理。3、山东海域生物群落变化对策研究。综合国内外相关科学研究成果，从维持海洋生态系统平衡和保护海洋生物多样性角度，开展山东海域生物群落变化的系统性、驱动性、预警性策略研究，归纳提出基于顶层设计和可操作性监控措施的对策建议，为山东海域生物群落变化的预警防控工作提供技术支撑，为海洋生态系统综合监测评估提供决策咨询。三、绩效目标全面解析山东省海域生物群落变化与生态环境相互作用的机理，识别海洋生物群落变化的主要环境驱动因素，提出维护山东海域生态系统健康，提升海洋生态环境保护水平的具体对策建议。C包：青岛国家绿色低碳发展深海试验区建设研究一、项目研究背景海洋是高质量发展战略要地。近年来，青岛市深入贯彻习近平总书记“关心海洋、认识海洋、经略海洋”重要指示要求和落实省委省政府海洋强省建设决策部署，在推动海洋经济从“沿海”走向“深远海”方面开展了深入探索，特别是启动了“深远海设施渔业”科技示范工程，在推进深远海生态环境保护和高质量发展方面取得了大量研究成果，积累了丰富的实践经验。以青岛为试点，进一步加强海洋绿色低碳和环境保护研究，研究设立青岛国家绿色低碳发展深海试验区，有助于推动形成青岛绿色低碳发展试验区示范效应，对于拓展海洋经济空间载体、优化海洋开发空间格局、促进海洋高新技术发展、培育海洋产业新动能等具有重要战略意义。二、主要研究内容将绿色低碳发展理念贯穿于青岛市发展深海资源开发利用全过程，针对深远海资源开发利用、生态环境保护、绿色低碳发展等重点领域，开展青岛国家绿色低碳发展深海试验区建设可行性研究，明确青岛市推动深海绿色低碳发展的总体思路、发展目标和重点任务，推动海洋产业生态化与生态产业化同步发力，建立健全发展深海生态产品价值实现机制，致力打造国家绿色低碳发展深海试验区。编制形成《青岛国家绿色低碳发展深海试验区建设方案》，推动实现发展深海资源开发和生态环境保护共赢，探索形成可复制、可推广、可持续的青岛绿色低碳发展深海试验区经验和模式。绩效目标形成《青岛国家绿色低碳发展深海试验区建设方案》，研究提出青岛国家绿色低碳发展深海试验区建设的指导思想、试验方向、基本原则、建设目标，围绕协同推进降碳、减污、扩绿、增长，制定碳减排和碳增汇措施，推动实现深海全产业链近零碳发展目标，打造全国首个绿色低碳发展深海试验区。D包：生态环境技术体系与创新需求研究一、项目研究背景科技是生态环境工作的重要支撑，是解决生态环境问题的利器。近年来，我省不断加强生态环境技术发展创新，涌现了一批创新理论、技术和装备，在积极推进“双碳”目标进程、高质量打赢污染防治攻坚战、全面提升生态环境治理体系和治理能力等方面了发挥重要作用，极大推动了全省生态环境质量持续改善和经济社会的高质量发展。但随着黄河流域生态保护和高质量发展国家战略持续推进，污染防治攻坚战不断深入，全省生态环境工作逐渐进入深水区，一些新型、复合型、叠加型污染问题开始凸显，生态环境工作面临更加复杂和严峻的形势，亟需进一步发挥科技创新的支撑引领作用，不断创新技术方法和手段，推进生态环境工作取得新突破。本项目着眼生态环境领域科技创新与成果运用，全面梳理和评估现有生态环境各专业领域的技术标准、技术路径和技术成果等体系架构，科学分析全省生态环境工作关键重点领域和突出共性问题，把握我省生态环境领域科技创新发展的重点需求和方向，研究形成各重点领域技术发展路径措施和重点方向，提出生态环境领域重点科技攻关项目指南建议。同时，针对生态环境部分重点领域，组织开展针对性研究，解决生态环境突出问题。二、主要研究内容1、生态环境技术体系研究。按照生态环境各主要和细分领域，分析梳理国内外生态环境各专业方向的主要技术路径、技术标准和主流技术成果，以及相关成效和问题分析，总结形成生态环境技术体系和系统架构，同时对比分析我省现有生态环境技术体系建设的基本情况，以及生态环境技术应用现状。2、生态环境技术创新需求研究。对照生态环境技术体系，结合“十四五”期间我省生态环保重大任务要求，研究我省在碳减排，水、海洋、大气、土壤污染防治，固体废物利用处置，清洁生产、生态保护等各重点领域关键、急需和共性技术问题，列出我省生态环境领域“卡脖子”技术和“国产化替代”装备清单，形成生态环境领域重大技术创新需求方向和目录清单。3、生态环境技术创新体系建设实施路径研究。根据我省生态环境技术创新需求情况，提出我省生态环境领域重点技术研发、技术成果转化、科研能力建设、人才队伍培育、创新环境优化等方面的对策建议，制定生态环境科技创新体系建设的实施路径。三、绩效目标聚焦国内外生态环境各领域技术体系梳理和我省生态环保重大任务要求，形成水、气、土、海洋、固废和碳排等环境重点领域科技创新需求方向和技术装备清单，提出我省生态环境技术创新体系建设的对策建议并制定实施路径，形成项目研究报告，为山东省生态环境科技创新体系建设和相关部门决策提供支撑。E包：绿水青山转化为金山银山的机制与路径研究一、项目研究背景绿水青山就是金山银山理念，是习近平生态文明思想的核心内容和鲜明特色。推动绿水青山向金山银山转化，核心是将生态效益转化为经济效益和社会效益，建立健全以产业生态化和生态产业化为主体的生态经济体系。通过绿水青山向金山银山转化，倒逼、引导以绿色为底色的经济发展方式和经济结构，建立生态环境保护者受益、使用者付费、破坏者赔偿的利益导向，营造各方共同参与生态环境保护修复的良好氛围。良好的生态环境质量是“两山”转化的基础，近年来，我省生态环境工作取得突破性进展，“十三五”污染防治攻坚战目标任务高质量打赢，2021年在国家对各省污染防治攻坚战成效考核中我省首次荣获优秀等次，全国排名比上年大幅跃升17个位次，PM2.5浓度首次进入“30+”阶段，历史性全面消除五类水体，全省生态环境质量大幅改善，人民群众生态环境获得感显著增强。这些成绩的取得为我省推进“两山”转化打下坚实基础。本项目着眼政策支持、金融支撑、项目投入等研究方向，以实现两山转化生态产品产出和增值，实现生态价值与经济价值互相转化，生态环境高水平保护和经济社会高质量相统一为目的，开展“两山”转化良性制度体系和具体实施路径研究。二、主要研究内容1、绿水青山向金山银山转化的实践与理论分析。“两山”理念提出后，各地积极开展“两山”转化路径的探索和实践，本课题拟对全国现有的“两山”转化典型案例进行归纳分析，总结其主要特征和主要类别，及其蕴含的内在逻辑，对“两山”转化的理论进行探讨分析。2、绿水青山向金山银山转化的主要路径和推进机制研究。本课题在分析总结“两山”转化的实践的基础上，研究提出“两山”转化的总体思路和主要路径。同时，分析提出健全“两山”转化的组织推进机制、利益导向机制、市场推进机制、创新机制、金融支持机制、培育和反哺机制等方面的具体举措建议，为我省深入落实“两山”理念，加快推进“两山”转化提出措施建议。3、相关领域碳汇核算方法与标准体系研究。主要开展森林、草地、海洋等碳汇核算方法学与标准体系研究，重点对“两山”转化中相关林业碳汇经济价值评估方法学与标准体系进行研究，包括碳汇总量、定价方法以及碳汇交易机制等分析研究，并研究提出相应的标准体系建议。三、绩效目标形成绿水青山转化为金山银山的机制与路径研究报告，提出绿水青山向金山银山转化的推进机制和措施建议，并研究提出碳汇交易机制及相应的标准体系建议。F包：新时期环境影响评价体系面临的挑战与对策研究一、研究背景环境影响评价（以下简称“环评”）是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。环评作为生态环境保护的一项基本制度，是正确认识和统筹经济发展、社会进步和环境保护的一种科学技术方法，是强化生态环境管理的有效手段，是在发展中守住绿水青山的第一道防线，对协同推动经济高质量发展和生态环境高水平保护发挥重要作用。1973年第一次全国环境保护会议揭开了我国环境保护事业的序幕，环评的概念开始引入我国，经过40余年的发展，我国