总结与展望 3 总结与展望 01 地球大数据支撑可持续发展目标报告（2019） 目录 04 序 26 SDG 6 清洁饮水和卫生设施 06 前言 28 背景介绍 08 执行摘要 29 主要贡献 10 案例汇总表 30 案例分析 中国地表水水质良好水体比例分析 \ 30 12 地球大数据服务联合国可持续发展目标 32 本章小结 14 数据密集型范式 14 地球大数据 34 可持续城市和社区 15 地球大数据支撑 SDGs 实施 SDG 11 36 背景介绍 18 SDG 2 零饥饿 37 主要贡献 38 案例分析 20 背景介绍 中国可便利使用公共交通的人口比例 \ 38 21 主要贡献 中国城镇化监测与评估 \ 41 22 案例分析 SDG 11.4 内涵解析和指标量化 \ 44 中国粮食生产可持续发展进程监测 \ 22 中国城市细颗粒物（PM2.5）监测与分析 \ 48 25 本章小结 中国城市开放公共空间面积比例 \ 50 52 本章小结 02 总结与展望 54 SDG 14 水下生物 80 总结与展望 56 背景介绍 84 主要参考文献 57 主要贡献 88 编写组成员 58 案例分析 中国近海典型海域富营养化评估 \ 58 中国近海典型海域生态系统健康评估 \ 61 64 本章小结 66 SDG 15 陆地生物 68 背景介绍 69 主要贡献 70 案例分析 中国钱江源国家公园保护地有效性评估 \ 70 中国受威胁物种红色名录指数评估 \ 74 大熊猫栖息地的破碎化评估 \ 77 79 本章小结 03 地球大数据支撑可持续发展目标报告（2019） 序 2015 年 9 月，在联合国成立 70 周年之际，各国 此相互增强或制约的关系。因此，SDGs 本身是一个 元首和代表相聚纽约联合国总部，通过了《变革我们 复杂、多样、动态和相互关联的庞大的体系。对各目 的世界：2030 年可持续发展议程》。该议程是人类社 标的有效度量和监测是保障实现可持续发展目标最重 会基于历史经验和对未来共同期望所提出的全面、系 要的环节，但如何度量这些目标仍然面临很大困难， 统、开拓进取的发展框架，为未来 15 年全球和各国 迫切需要建立科学合理和完善的可持续发展评估指标 的发展指明了方向，勾画了蓝图。该议程的核心是实 体系。目前只有大约 45% 的 SDGs 指标实现了既有方 现全球可持续发展目标（SDGs），其指标体系已被全 法又有数据，约 39% 处于有方法无数据状态，还有多 球所接受并采取各自的国别方案积极落实。 达 16% 的 SDGs 指标既没有统一的方法也没有数据。 随着科技发展的日新月异，其在 SDGs 实施中所 显然，如果在这些方面不能尽快取得进展，2030 年议 发挥的关键作用越发凸显。为此，联合国启动了技术 程全面落实必然会大打折扣。 促进机制（TFM）以凝聚科技界、企业界和利益攸关 为有效应对上述挑战，中国科学院围绕零饥饿、 方的集体智慧，支持和促进实现 SDGs，使全球走上 清洁饮水和卫生设施、可持续城市和社区、水下生物 可持续发展的道路，实现人与自然的和谐共处。面对 和陆地生物 5 个目标和 11 个指标，特别是针对在数 可持续发展这个人类共同的宏大使命所提出的新需求 据和方法方面存在不足的指标上开展了工作。这份报 和新挑战，中国科学院作为全球科技界的一员，正在 告所呈现的数据分析成果，表明地球大数据及其相关 组织研究力量积极行动。 技术和方法可以为我们认识这些 SDGs 相关重大问题 SDGs 由 17 项目标，169 项具体目标和超过 230 提供新的发展分析工具和数据依据。可以预期，在地 个指标构成。世界各个国家发展的阶段和不同国家在 球大数据方面的这些示范工作的进一步开展和持续深 不同领域的发展存在各种差异，不同目标之间有着彼 入，将形成对 SDGs 目标指标体系有力的数据服务和 04 序 支撑。对于众多发展中国家来说，尤其是对数据获取和处理， 发展指标监测和评估方面技术能力相对薄弱的国家来说， 中国在地球大数据面向 SDGs 的应用研究方面的探索和经验 具有特别重要的意义。 地球大数据支撑可持续发展工作是对联合国 2030 年议 程的有益贡献，同时也为中国科学家参与和推动全球实现 SDGs 与合作共享提供了全新的平台。感谢郭华东院士领导 的团队以科技创新积极服务 SDGs 实施所付出的努力，期待 今后每年的报告中可以看到新的更出色的成果。 中国科学院院长 05 地球大数据支撑可持续发展目标报告（2019） 前言 联合国 2030 年可持续发展议程在落实过程中面 中国科学院积极利用地球大数据服务 2030 年议 临 4 个方面的挑战：1）数据缺失和指标体系动态变化； 程落实。可持续发展目标特别是地球表层与环境、资 2）SDGs 目标繁多且相互关联；3）目标度量监测本 源密切相关的诸多目标，具有大尺度、周期变化的特 土化问题复杂多样；4）SDGs 监测评价指标模型化存 点，地球大数据的宏观、动态监测能力为可持续发展 在难度。这些挑战需要科技的支撑，其中指标数据的 评价提供重要手段。 严重不足是监测 SDGs 目标的主要挑战之一，一半以 地球大数据服务 SDGs 的主要目标是实现地球大 上的指标没有数据支撑。 数据向 SDGs 相关应用信息的转化、为 SDGs 落实提 为充分利用科技创新有效推动 SDGs 指标评估和 供决策支持、构建地球大数据支持 SDGs 指标体系和 目标实现，联合国提出了 SDGs 技术促进机制（TFM）。 集成、并从地球系统的角度研究各目标间的关联和耦 该技术促进机制由联合国科技创新促进可持续发展目 合。我们根据地球大数据的优势和 SDGs 指标体系的 标跨机构任务组和 10 人专家组、科技创新促进可持 特点，遴选出 5 个 SDGs 目标中的 11 个指标进行剖 续发展目标多利益攸关方协作论坛以及网上平台三部 析，以期对 6% 的 Tier II 和 8% 的 Tier III 指标作出实 分组成，以充分发挥科技创新在实现可持续发展目标 质贡献。这 5 个 SDG 目标分别是：零饥饿（SDG 2）、 中的作用。TFM 最紧迫任务是实现对 Tier II（有方法 清洁饮水和卫生设施（SDG 6）、可持续城市和社区 无数据）和 Tier III（无方法无数据）数据和指标方法 （SDG 11）、水下生物（SDG 14）、陆地生物（SDG 的突破。 15）。 作为科技创新的重要方面，大数据正在为科学研 地球大数据支持 SDGs 指标主要通过三个模式来 究带来新的手段和方法论。集地球科学、信息科学和 实现：1）数据贡献：利用地球大数据弥补数据缺失， 空间科技等交叉融合的地球大数据，数据不仅来源于 提供评估数据新来源；2）方法模型贡献：基于地球 空间对地观测，还包括陆地、海洋、大气及与人类活 大数据技术和模型，创立 SDGs 评估新方法；3）决策 动相关的数据，具备海量、多源、异构、多时相、多 实践贡献：提供地球大数据 SDGs 案例，监测 SDGs 维度、高复杂度、非平稳以及非结构化等特点，成为 指标实践进展。通过协同设计方式，充分利用多源地 我们认识地球的新钥匙和知识发现的新引擎，可在促 球大数据，采用众源采集、云数据分析、人工智能等 进可持续发展中发挥重大作用。 方法，系统分析从全球到地方尺度的典型案例，构建 06 前言 全球和区域 SDGs 空间评估指标体系，动态评估相关 联合国的技术促进机制是实现可持续发展目标 SDGs 的全球和国别进展。 的重要基础，中国的创新驱动战略以相同的理念在 这本《地球大数据支撑可持续发展目标》报告， 推动可持续发展。作为创新科技的地球大数据，在 汇聚了围绕 5 个 SDGs 目标所开展的案例研究、指标 支撑可持续发展目标实现中具有巨大潜力。我们计 建设和可持续发展状态评估。报告总结了 12 个典型 划持续开展 SDGs 研究工作，每年出版“地球大数 研究案例。这些研究案例分在数据、方法模型和决策 据支撑可持续发展目标”报告，欢迎国内外领域同 支持方面对相关 SDGs 目标和指标进行了深入研究和 行合作开展研究。 评估，提供了较为系统的方案。在数据库建设、指标 本报告形成过程中得到中科院、外交部、科技部 体系建设、指标进展评估等方面各有侧重。每一个典 领导和相关部门的悉心指导，团队科研人员付出了辛 型案例首先清晰地列出对应目标和指标，然后依次从 勤的劳动。值此报告出版之际，一并表示衷心感谢。 研究方法、所用数据、结果分析、展望四个方面展开。 可以看出，地球大数据作为新的科学方法论的生命力 和巨大应用价值。报告最后概括总结了地球大数据促 进 SDGs 的主要进展和下一步的研究重点。 近期“联合国 2019 年可持续发展报告”出版， 联合国秘书长古特雷斯在其前言中讲到：2030 议程在 中国科学院院士 一些关键领域正在取得进展，但要更好地利用数据， 地球大数据支撑可持续发展目标团队负责人 在科技创新时要更加注重数字转型。联合国副秘书长 刘振民也讲到：对于一半以上的全球指标，大多数国 家没有定期收集数据，要确保有足够的数据为 2030 年议程各方面的决策提供信息。可见数据的重要性和 紧迫性，地球大数据有能力为可持续发展目标作出特 有的贡献。 07 地球大数据支撑可持续发展目标报告（2019） 执行摘要 2015 年，联合国可持续发展峰会通过了一份由 在SDG 6清洁饮水和卫生设施方面， 193 个会员国共同达成的成果文件，即《变革我们的 本报告遴选了地球大数据技术支撑 世界——2030 年可持续发展议程》，旨在推进经济、 的 SDG 6.3.2 环境水质指标，通过案 社会、环境三位一体可持续协调发展，是国际发展 例例证了地球大数据技术对 SDG 6 合作的一个重要里程碑。然而，该议程在实施过程 目标实现的支撑作用。在案例中重点应用了卫星遥 中依然面临数据缺失、方法不完善、目标相互关联制 感、互联网、传统统计等多源数据，通过时空数据融 约以及本地化问题多样等挑战。技术创新机制是应 合和模型模拟方法，实现了对中国省、市两个尺度地 对以上挑战的重要手段，其中地球大数据整合多源 表水环境的高分辨率监测和整体分析，结果表明，通 数据，通过不同学科和领域间知识与数据的交叉与 过多年的集中治理，中国地表水水质呈现逐渐改善的 集成，生成地理空间上更清晰、更丰富和更完整的信 态势。中国 2017 年地表水水质较 2016 年有小幅改善， 息产品以用于复杂的、频繁的决策分析和支持，服务 全国范围内西部地区地表水水质总体优于东部地区， 于 SDGs 落实的分析、评估和监测工作，能为可持续 重点区域需要进一步加强治理。 发展做出贡献。本报告通过利用地球大数据的优势和 在 SDG 11 可持续城市和社区方面， 特点，推动地球大数据服务于 SDG 2 零饥饿、SDG 6 聚焦SDG 11.2.1 公共交通、SDG 清洁饮水和卫生设施、SDG 11 可持续城市和社区、 11.3.1 城镇化、SDG 11.4.1 文化和 SDG 14 水下生物和 SDG 15 陆地生物等五个 SDGs 自然遗产、SDG 11.6.2 PM 、SDG 中的 11 个指标的监测与评估，在数据产品、技术方法、 2.5 11.7.1 公共空间共 5 个指标开展 SDG 11 指标监测与 案例分析和决策支持方面做出了新的探索。 评估。引入地球大数据数据，突破了以传统统计数据 在 SDG 2 零饥饿方面，本报告瞄准 为主的限制，提高了 SDGs 指标评价的时空分辨率； 指标 SDG 2.4.1 从事生产性和可持续