中國網/中國發展門戶網訊 可持續發展概念的起源可追溯至?20?世紀?60?年代。1972?年，羅馬俱樂部發表了關于未來人口、食物、工業生產、污染和不可再生自然資源消耗之間相互關系的研究報告——《增長的極限》。1987?年，聯合國委托世界環境與發展委員會提交了《我們共同的未來》的研究報告，該報告系統闡述了可持續發展思想，首次將可持續發展定義為：“既能滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展”。1992?年，聯合國在里約熱內盧召開“環境與發展大會”，通過了以可持續發展理念為核心的《里約環境與發展宣言》《21?世紀議程》等文件。

2000?年，在聯合國千年首腦會議上，各國領導人就消除貧窮、饑餓、疾病、文盲、環境惡化和對婦女的歧視，商定了一套發展目標和指標，即千年發展目標（MDGs）。該目標實施后，成績斐然；但受區域之間的發展不平衡，以及全球經濟危機等影響，目標實現的進程仍面臨阻力。2015?年，在第?70?屆聯合國大會上，193?個成員國通過包括?17?個可持續發展目標（SDGs）和?169?項具體目標為核心內容的《變革我們的世界：2030?年可持續發展議程》（以下簡稱《2030?年可持續發展議程》）。SDGs?旨在以綜合方式全面解決社會、經濟和環境?3?個維度的發展問題，從而使人類全面走向可持續發展的道路。

SDGs?面臨的問題與挑戰

數據缺失、發展不均衡、目標間關聯且相互制約等問題正在成為?SDGs?實現的主要挑戰，2020?年全球新冠肺炎疫情的暴發使?SDGs?如期實現面臨更為嚴峻的局面，這對科技創新提出了更高的需求。目前，SDGs?落實面臨的挑戰主要包括?4?個方面。

數據缺失

聯合國秘書長安東尼奧?·?古特雷斯在《2020?年可持續發展目標報告》中特別強調需要更好地利用數據，尤其是更加注重發揮科學技術和創新在數據采集中的作用。《2030?年可持續發展議程》通過之后的近?6?年時間里，本處于無方法、無數據狀態的?SDG?指標均得到了改善；但截至?2020?年?12?月，仍有?42%?的指標處于有方法、無數據狀態。而有方法、有數據指標的量測以統計方法為主，缺乏有效空間分布信息。不同尺度、客觀精準的空間數據可為?SDGs?實現提供必要的數據支撐。整體而言，由于缺少充分有效的數據支持，無法對全球范圍內約?68%?的?SDG?指標進行及時有效地監測。

面向全球環境變化導致的極端高溫熱浪、火災頻次增加、海洋酸化、富營養化加劇、持續的土地退化、生物多樣性減少、農業生產生態環境影響增加等問題，采集科學數據，及時定量評估其狀態，準確預測其未來趨勢，將為有效應對上述問題，促進?SDGs?實施提供重要參考。

發展不均衡

受經濟發展水平和資源環境壓力制約，很多發展中國家面臨著兒童生長遲緩比率高、教育覆蓋率低、城市住房和公共空間不足、抵御災害能力差、難以獲得安全衛生的淡水資源、基礎設施不足等問題，其定期、有效收集與分析數據的能力也普遍較弱，尚未能有效利用先進技術開展?SDG?指標進展監測與評估。數據的缺乏可使上述問題“隱形”，在一定程度上加劇了這類地區的弱勢。

目標間關聯且相互制約

SDG?指標體系涉及面廣，時間跨度長，指標間相互依存、相互關聯，其涉及的內容體現了整體性與多樣性的統一、層次性與有機性的結合、復雜性與可行性的整合。厘清?SDG?指標體系間的內在關聯，采集標準統一、可量化的科學數據，提出客觀、有效的指標監測和評估方法模型，成為亟待突破的重要方向，也是?SDGs?實施面臨的主要挑戰之一。同時，對于數據生產的現勢性和質量之間潛在的權衡關系也值得重點關注。

新冠肺炎疫情的沖擊

新冠肺炎疫情全球蔓延雖然是公共衛生安全領域的事件，但對全球可持續發展的各個方面都造成了巨大的沖擊，已演變成經濟和社會危機。許多國家的衛生系統已臨近崩潰的邊緣，全球一半勞動力的生計受到嚴重影響。超過?16?億學生離開學校，數千萬人重返極端貧困和饑餓。全球可持續發展得分自?2015?年實施以來首次下降。與此同時，疫情正危及對實現?SDGs?至關重要的數據生產，許多國家的實地數據采集受到了嚴重干擾。

大數據應對

如何應對?SDGs?實現的挑戰，大數據特別是地球大數據具有強大能力和重大作用。大數據指海量、高速、復雜和可變的數據集合，需采用先進技術以實現信息的捕獲、存儲、分發、管理和分析。地球大數據是具有空間屬性的地球科學領域大數據。它不僅具有海量、多源、異構、多時相、多尺度、非平穩等大數據的一般性質，同時還具有很強的時空關聯和物理關聯，以及數據生成方法和來源的可控性。目前，廣泛用于?SDGs?研究的地球大數據主要包括衛星遙感數據、傳感網絡數據、軌跡數據、社會經濟統計數據、觀點和行為數據、交易數據及調查數據等；其中，衛星遙感數據在與環境相關的?SDG?指標應用中較為常見。從地球大數據在?SDGs?研究中發揮的作用來看，地球大數據能夠通過生產新的數據集，從而進一步提高監測指標的覆蓋范圍，并可提供更及時的數據以填補和重構時間序列的空缺，在此基礎上，得到時空分辨率更精細的?SDG?指標監測結果。總之，地球大數據可促進理解地球自然系統與人類社會系統間復雜的交互作用和發展演進過程，可為實現?SDGs?作出重要貢獻。

“地球大數據科學工程”專項

2018?年，中國科學院啟動了戰略性先導科技專項（A類）“地球大數據科學工程”（CASEarth），而利用地球大數據服務?SDGs?是該專項的一個重大目標?。CASEarth?以科技創新促進機制為導向，結合地球大數據的優勢和特點，推動地球大數據服務于?SDG 2（零饑餓）、SDG 6（清潔飲水和衛生設施）、SDG 11（可持續城市和社區）、SDG 13（氣候行動）、SDG 14（水下生物）和?SDG 15（陸地生物）6?項?SDGs?的指標監測與評估，在數據產品、技術方法、案例分析和決策支持方面作出貢獻。地球大數據科學為研究和實現全球跨領域、跨學科協作提供了一種解決方案，是技術促進機制支撐?SDGs?實現的一項創新性實踐。

CASEarth?通過?4?個方面助力聯合國?SDGs?科技實踐與落實（圖?1）： 發射可持續發展科學衛星（SDGSATs），支撐相關?SDG?指標監測與評估研究；構建可持續發展大數據信息平臺系統，從數據共享、產品在線按需生產、指標在線計算、成果可視化演示方面為?SDG?指標監測與評估提供支撐；利用地球大數據構建?SDGs?的方法體系，實現?SDG?指標監測與評估； 發布“地球大數據支撐可持續發展目標”年度系列報告，展示地球大數據支持《2030?年可持續發展議程》落實的新進展。下面進行詳細介紹，其中地球大數據支撐?SDGs?實現的相關內容將在第?3?節重點介紹。

研制可持續發展科學衛星?1?號（SDGSAT-1）

SDGSAT-1?是全球首顆專門服務《2030?年可持續發展議程》的科學衛星。該衛星由?CASEarth?研制，計劃于?2021?年?10?月發射。SDGSAT-1?擁有熱紅外、微光和多光譜成像儀?3?種載荷，具有?300 km?幅寬的數據獲取能力，11?天可實現全球覆蓋。通過晝夜全天時、多載荷協同觀測，SDGSAT-1?旨在實現“人類活動痕跡”的精細刻畫，為表征人與自然交互作用的?SDG?指標提供強專屬數據支撐。

構建可持續發展大數據信息平臺系統

該平臺系統基于對象存儲系統和云服務模式，實現?SDGs?數據的統一存儲、管理與計算服務，以及面向公眾、科研人員和決策支持?3?類服務場景。該平臺提供了中英雙語門戶系統、科研工作臺和?SDGs?專用存儲庫?3?個主要功能模塊。其中，科研工作臺通過對接?DataBox、EarthDataMiner?等多個數據計算引擎和數據環境，集成了包括森林覆蓋、水體分布、土地利用率在內的?SDGs?數據生產和指標計算工具，并為用戶提供應用間共享的存儲空間，以滿足科研人員/團隊的數據計算分析需要。同時，該平臺服務于?SDGs?的技術應用推廣工作，為?SDGs?實現提供全球數據支撐和決策支持。

發布“地球大數據支撐可持續發展目標”年度系列報告

2019?和?2020?年，CASEarth?撰寫“地球大數據支撐可持續發展目標報告”年度系列報告，連續?2?年由中國國家領導人在聯合國大會高級別會議期間發布。其中，《地球大數據支撐可持續發展目標報告（2019）》被列為中國政府參加第?74?屆聯合國大會的?4?個正式文件之一和聯合國可持續發展目標峰會的?2?個文件之一，為國際社會填補數據和方法論空白、加快落實《2030?年可持續發展議程》提供了新視角、新支撐；在聯合國成立?75?周年、《2030?年可持續發展議程》通過?5?周年之際，《地球大數據支撐可持續發展目標報告（2020）》由中國國家領導人在?2020?年?9?月?26?日減貧與南南合作高級別視頻會議期間發布，為各國加強《2030?年可持續發展議程》落實監測評估提供借鑒。

地球大數據支撐?SDGs?實現

聯合國于?2015?年啟動的技術促進機制，從科學、技術和創新出發，推進落實《2030?年可持續發展議程》；《2019?年全球可持續發展報告》以“未來即現在，科學促進可持續發展”為主題，提出?6?個切入點、4?個杠桿的手段，指導可持續發展的轉型。CASEarth?通過科學和技術杠桿，以及食物系統和營養模式、城市與城郊發展、全球環境公域等?3?個切入點，充分展示地球大數據助力?SDGs?實現的支撐作用（圖?2）。

食物系統和營養模式。針對?SDG 2.2.1（5歲以下兒童生長遲緩率），CASEarth?監測了2002—2017?年中國?5?歲以下兒童生長遲緩率空間格局及動態變化（圖?3）；并發現監測期間中國?5?歲以下兒童生長遲緩率從?18.8%?下降至?4.8%，已達到?SDG 2.2.1?對應目標（5.9%）。針對?SDG 2.4.1（從事生產性與可持續農業的農業地區比例），提出了集成多學科模型的糧食生產可持續發展進程監測方法；并發現?1987—2015?年，中國糧食生產的單位環境影響減小，糧食生產系統朝著更為可持續的方向邁進。

城市與城郊發展。針對?SDG 11.2.1（公共交通），CASEarth?生產?2015、2018、2020?年分性別、年齡段的高精度精細人口公里格網數據，結合公共交通網絡數據，分性別、年齡段對可便利使用公共交通的人口比例進行定量評估，發現?2020?年中國可便利使用公共交通人口整體比例達?90.15%，與?2018?年相比上升?9.59%。針對?SDG 11.3.1（城鎮化），生產了2015?和?2018?年全球?10 m?分辨率不透水面產品、1990—2020?年城市建成區數據集，為該指標監測提供數據支撐；擴展?SDG 11.3.1?指標體系，從經濟、社會和環境?3?個維度分析了自?20?世紀?90?年代以來中國城市化時空演變格局，并對?2020—2030?年中國城市土地利用效率進行預測和分析，揭示了中國城市化趨向協調發展的歷史進程和主要挑戰（圖?4）。通過省、市兩級尺度?SDG 11?多指標綜合評估，為中國城市包容、城市安全、城市土地利用、城市環境等方面監測與評估提供數據支撐和決策支持，為全球城市可持續發展提供中國方案。

全球環境公域。針對?SDG 15.1.1（森林覆蓋），CASEarth?自主生產了?2019?年全球?30 m?分辨率森林覆蓋數據產品，精度?86.45%，結果顯示全球森林總面積為?36.92×10⁸ hm²，約占全球陸地總面積的24.78%；從大洲角度來看，南美洲森林覆蓋率最高（47.45%），大洋洲森林覆蓋率最低（12.80%）（圖?5）。

我國設立全球首個?SDGs?大數據研究機構

科技創新是實現?SDGs?的重要手段。聯合國的技術促進機制和中國提出的創新驅動理念高度契合，二者都是通過科技創新促進各領域發展和?SDGs?的實現。2020?年?9?月?22?日，國家主席習近平在第?75?屆聯合國大會一般性辯論上宣布，中國將設立可持續發展大數據國際研究中心，為落實《聯合國?2030?年可持續發展議程》提供新助力。在經過近一年的籌備工作之后，可持續發展大數據國際研究中心（CBAS）將于?2021?年?9?月正式成立。

CBAS?定位。全球首個以大數據服務聯合國?SDGs?的機構，是可持續發展科學研究中心、數據信息服務與技術創新中心、全球可持續發展高端智庫、人才培養與培訓能力建設中心，以支持聯合國相關機構和成員國落實《2030?年可持續發展議程》。

CBAS?主要任務。建立可持續發展大數據信息平臺系統；開展?SDG?指標監測與評估科學研究；研制和運行可持續發展系列科學衛星；建設科技創新促進可持續發展智庫；以及提供面向發展中國家的教育和培訓。

CBAS?致力成為地球大數據支撐?SDGs?實現研究的引領者。CBAS?利用大數據、人工智能、空間信息等新興科技，加強自然科學、社會科學和工程學等多學科知識的交叉融合，深入理解地球自然系統與人類社會系統間復雜的交互作用和發展演進過程，開拓地球大數據驅動的可持續發展研究新范式。CBAS?是“一帶一路”沿線發展中國家?SDGs?大數據方法的傳播者。通過支持和發展“數字絲路”國際科學計劃，中心不斷加強數字絲路國際卓越中心建設，構建形成共同研究、優勢互補、互利共贏的“一帶一路”SDGs?大數據合作開放基地，并以“數字絲路”國際科學計劃的國際卓越中心為支點，形成具有不同區域優勢和研究特色的、輻射周邊地區的?SDGs?大數據合作網絡?。CBAS?是科技創新促進?SDGs?實現的推動者。CBAS?建立全球?SDG?指標監測與評估體系，為把握?SDGs?實現的總體進程，定量解讀全球及相關國家和地區在具體?SDG?指標上的動態變化趨勢，以及所面臨的可持續發展問題等提供科學依據和決策支持。

展望

當前，由于極度缺乏數據交換、存儲和處理的數字基礎設施，受疫情影響，低收入國家和地區?SDGs?基本數據的收集和分析能力顯著降低，SDGs?實現進程受阻。全球從新冠肺炎疫情中復蘇，實現更具韌性的發展也面臨新的挑戰和機遇。各國政府制定的經濟復蘇計劃，將面臨高污染、高碳的不可持續發展方式與綠色、低碳的可持續發展方式的選擇。各國政府、國際計劃和組織等在推動科技創新促進SDGs實現中發揮了不同的作用。但是，亟待各利益攸關方攜手，制定一個系統的科技創新促進?SDGs?實現路線圖，以統籌協調全球科技資源，支撐?SDGs?實現。

我國科技界在利用地球大數據服務可持續發展方面已開展了全面實踐。為以系統性和整體性的理念去研究?SDGs?實現面臨的一系列重大科學問題，還需要重點開展以下?5?個方面工作。

提升?SDGs?數據服務能力。研究?SDGs?數據資源實時獲取、按需匯聚、融合集成、開放共享與分析技術方法，形成地球大數據支撐?SDG?指標評估的技術和方法體系，研發?SDG?指標評估的系列空間信息產品，并實現向聯合國各機構、成員國等的開放共享。

加強?SDG?指標監測與評估科學研究。結合深度學習、人工智能、區塊鏈、空間信息等前沿技術，研究?SDG?指標監測的新方法和新模型，實現?SDG?指標動態、快速監測；研究?SDG?指標實現預測模型，為未來?SDGs?實現評估提供治理仿真指導。

研發?SDGs?科學系列衛星。針對?SDGs?主要指標的特定需求，設計和規劃?SDGs?系列科學衛星，結合國內外已有衛星資源，綜合論證 SDGs科學系列衛星載荷的性能指標，支撐系列高性能?SDGs?科學衛星研制，以期對聯合國成員國提供?SDGs?研究專有衛星數據。

建設科技創新促進可持續發展智庫。開展科技創新促進可持續發展路線圖研究，發展地球大數據支撐可持續發展系列案例，研究科技創新驅動“一帶一路”區域可持續發展的技術實踐方案，支持重大研究成果的集成分析和重大決策的交互式情景推演，為聯合國和我國科技創新促進可持續發展提供支持。

面向發展中國家的教育和培訓。面向發展中國家，特別是“一帶一路”沿線國家和地區，提供地球大數據服務于?SDG?指標監測和評估的專業人才教育培養和能力建設，構建?SDGs?數據服務、SDG?指標體系本地化處理、SDG?指標監測前沿技術、SDG?指標在線計算和?SDG?指標評價等方面的能力建設體系，提升“一帶一路”SDGs?實現的科技能力。（作者：郭華東、梁棟、陳方， 可持續發展大數據國際研究中心、中國科學院空天信息創新研究院、  中國科學院大學；孫中昶、劉潔，可持續發展大數據國際研究中心、中國科學院空天信息創新研究院 。《中國科學院院刊》供稿）。

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