近年来，在地球环境可持续发展备受关注的背景下，荒野因其独特的自然生态价值，受人类活动干扰的强度一直倍受学界重视。作为连接广阔荒野地区和人类聚居点的重要纽带，长程步道的变化反映着联合国2030可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs）实现的进展。然而，长程步道往往空间跨度大，严重制约了高时效、高精度人类活动信息的采集，因此鲜有研究关注大空间尺度上的步道可持续发展状况。
步道的遥感数据是评估其可持续发展状况的重要信息来源，而夜间灯光影像能通过光照强度的时空变化，表征社会经济发展强度，成为分析和评价人类活动影响的重要工具。由可持续发展大数据国际研究中心研制、运维的可持续发展科学卫星1号（SDGSAT-1）于2021年11月成功升空，是全球首颗专门服务联合国2030年可持续发展议程的科学卫星。SDGSAT-1搭载了热红外、微光和多谱段成像仪3个有效载荷，通过3个载荷全天时协同观测，旨在实现“人类活动痕迹”的精细刻画，SDGSAT-1首次在星载夜光传感器中引入了红绿蓝三波段设计，其彩色波段空间分辨率可达40米，全色波段空间分辨率更精细至10米（图1），卓越的数据质量使得全球范围内的夜间灯光“纤毫毕现”，可为精确量化和评估步道区域内的人类活动强度以及可持续发展状况提供关键数据支撑。
图1：SDGSAT-1卫星数据简介
我校空间地球科学研究团队与可持续发展大数据国际研究中心、清华大学、利兹大学合作，基于SDGSAT-1微光数据和LandScan人口数据，提出了一种高时效量化人口数据的方法，并选取美国七条著名长程步道为研究对象，结合土地利用、放牧强度和交通网络等人类活动指标，绘制了增强人类足迹指数（E-HFI）地图（图2），以量化人类活动对步道荒野性的影响。研究结果显示，步道的天然荒野水平从高到低依次为：海杜克步道、太平洋西北步道、太平洋山脊步道、亚利桑那步道、阿巴拉契亚步道、冰河期步道、七叶树步道；发现超过80.37%的步道区域受到了不同程度的人类活动影响，其中放牧强度和各类型的土地开发利用是最主要的人类活动压力源。该研究提出的E-HFI为评估不同生态系统和区域环境下的人类活动影响程度提供了新思路，为荒野长程步道的保护和可持续发展提供了重要参考。同时，该研究提出的基于SDGSAT-1微光数据的人口量化方法具有易操作、高空间分辨率的优势，未来有望推广至其他荒野区域。
该研究成果近日在线发表在遥感领域顶级期刊《Remote Sensing of Environment》，地科院硕士研究生王立丁为第一作者，空间地球科学研究院吕明阳助理教授为通讯作者。该研究得到了可持续发展大数据国际研究中心节点培育项目（CBAS2022GSP02）、国家自然科学基金（42101124）和太阳成集团tyc33455ccwww教育部集成攻关大平台-揭榜挂帅项目的资助。SDGSAT-1卫星数据可通过其开放科学计划免费申请获取（https://www.sdgsat.ac.cn/）。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2024.114499
图2：美国七条长程步道的增强人类足迹指数（E-HFI）地图
图文：吕明阳、王立丁
审核：董婷
