第一章 绪论
为如期实现联合国“2030年可持续发展议程”所提出的17个SDGs，2020年1月，联合国正式发起可持续发展目标“十年计划”行动，呼吁加速采取可持续解决方案来应对目前所有重大挑战。然而，突发的新冠肺炎疫情对联合国“2030年可持续发展议程”的全球实现产生了严重影响。新冠肺炎疫情加剧了全球粮食系统脆弱性，2020年面临饥饿的人口数量比2019年增加约1.18亿人，增幅达18%，且突发性粮食不安全状况飙升至5年来的*高水平；过去一个世纪，全球用水量的增速是人口增速的两倍多，而根据联合国相关估计，到2030年，全球淡水资源将面临40%的短缺，暴发水资源危机的可能性极大；在新冠肺炎疫情暴发之前，城市的贫民窟居住人数就已经在不断增加，空气污染日益严重，公共开放空间极小，公共交通便利性有限，而疫情进一步暴露并加大了城市的脆弱性；主要温室气体在大气中的浓度持续增加，2015～2020年是有记录以来*热的6年，气候变化使得多项SDGs 的实现变得更加困难；海洋不断受到污染、变暖和酸化的威胁，这些问题正在扰乱海洋生态体系；毁林和森林退化、生物多样性持续丧失和生态系统持续退化正在对人类福祉和生存产生深远影响，全球未能实现2020年遏制生物多样性丧失的目标（UnitedNations，2021a，2021b）。
联合国在《2021年可持续发展目标报告》（Sustainable Development Goals Report 2021）中指出，全球需要共同努力，支持由联合国“2030年可持续发展议程”指导的复苏，而监测和评估数据的获取和可用性是实现更好复苏能力的关键因素之一。多年来，支撑SDGs监测与评估的数据显著增加，然而，在数据的空间覆盖和及时性方面，仍然存在重大缺口。联合国可持续发展指标数据库（UN SDG Indicators Database）显示，仅有少数几个可持续发展目标的数据覆盖超过了80%的国家，且对于大部分目标而言，数据存在严重的时间滞后的问题（United Nations，2021c）。以上数据缺口对实时监测各目标进展及评估区域间差异造成了阻碍。
数据创新是解决上述缺口、加速实现SDGs 的关键，而创新的一个重要领域是地理空间信息和统计信息的融合。通过卫星、无人机、地面传感器等获取的对地观测数据，不仅可以作为官方统计和调查数据的补充，其与传统数据结合，还可以创造更及时、空间代表性更强的高质量信息。以对地观测数据为基础、具有空间属性的地球大数据一方面具有海量、多源、异构、多时相、多尺度、非平稳等大数据的一般性质，另一方面具有很强的时空关联和物理关联，具有数据生成方法和来源的可控性（Guo，2017；Guo et al.，2016）。
地球大数据可促进理解地球自然系统与人类社会系统间复杂的交互作用和发展演进过程，从而为实现SDGs 作出重要贡献。地球大数据科学的主要技术体系包括：地球大数据泛在感知；地球大数据可信共享；地球大数据多元融合；地球大数据孪生及复杂过程模拟；地球大数据智能认知（图1.1）。利用地球大数据支撑SDGs 监测与评估具有独*优势：一是数据来源多样，相互验证，使SDGs 监测结果更透明、可重复；二是赋予SDGs 指标空间差异信息、动态变化信息，进而有利于决策者通过空间信息发现发展不平衡和薄弱环节、补齐短板，并通过时间动态变化明确变化趋势和政策效果。
图1.1 地球大数据科学的主要技术体系
自2018年开始，中国科学院（Chinese Academy of Sciences，CAS）在利用地球大数据支撑SDGs 实现方面开展了诸多实践。依托中国科学院战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”（Big Earth Data Science Engineering Program，CASEarth）建立了地球大数据共享服务平台、地球大数据云服务基础设施，从SDG 数据源、SDG 数据管理、SDG 计算与分析等方面为SDGs 指标监测与评估提供支撑（图1.2）。截至2021年12月31日，CASEarth共享数据总量约11PB，并每年以3PB 的数据量持续更新，累计174个国家和地区的超过41万独立IP 用户访问，总浏览量超过6600万次。
在17个可持续发展目标中，零饥饿（SDG 2）、清洁饮水和卫生设施（SDG 6）、可持续城市和社区（SDG 11）、气候行动（SDG 13）、水下生物（SDG 14）和陆地生物（SDG15）是与表征地球表层环境、资源密切相关的目标，地球大数据在这些目标的监测与评估中可发挥重要作用。针对上述目标，《地球大数据支撑可持续发展目标报告：中国篇》进一步遴选了能充分发挥地球大数据优势的指标开展监测。2019年、2020年中国科学院发布的两期《地球大数据支撑可持续发展目标报告》中，收录了SDGs 监测与评估新方法、新产品和决策支撑案例。
图1.2 地球大数据支撑SDGs 路线图
《地球大数据支撑可持续发展目标报告（2021）：中国篇》专注于新方法和新指标的探索、可持续发展进程的跟踪评估，以及多指标交叉研究的理论与实践，针对27个具体目标汇集了52个典型案例，展示了在典型地区和中国两个尺度上针对SDGs 指标的研究和监测评估成果，包括36套数据产品、25种方法模型和41个决策支持。这些分析成果，包括近20年中国耕地复种指数变化和自然与人工水体变化、中国城市绿地空间变化等。
基于连续三年的《地球大数据支撑可持续发展目标报告：中国篇》研究成果，针对6个可持续发展目标中的20个指标，我们开展了2010～2020年的中国可持续发展进程评估（表1.1）。
目前，评估的20个指标中，中国有4个指标整体已接近或达到2030年可持续发展目标，包括SDG 2.2.1五岁以下儿童发育迟缓发病率，SDG 11.2.1可便利使用公共交通的人口比例，SDG 15.3.1已退化土地占土地总面积的比例以及SDG 15.4.2山区绿化覆盖指数，未来需要关注的重点是地区间的差异。然而SDG 6.4.1按时间列出的用水效率变化和SDG15.5.1红色名录指数，虽然近年有所改善，但仍面临较大挑战，未来需要重点关注并加大节约用水和野生动植物保护力度。结果显示，2010～2015年有2个指标变差，正在改善的有11个；2015～2020年无变差的指标，正在改善的有16个。总之，中国的6个可持续发展目标正朝着2030年可持续发展目标迈进，尤其是2015年之后，改善幅度较大。
表1.1 基于地球大数据的中国SDGs 进展评估表（2010～2020年）
8 背景介绍
9 主要贡献
10 案例分析
45 本章小结
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