物聯(lián)網(wǎng)在青海省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能監(jiān)測中的應(yīng)用

劉維棟

摘要 青海省是我國青藏高原生態(tài)安全屏障的重要組成部分，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重大，惠及中國、亞洲甚至全球范圍。2012年，青海省開始實施三江源生態(tài)保護綜合試驗區(qū)的建設(shè)工作，為了給生態(tài)系統(tǒng)的各項服務(wù)有個科學(xué)量化指標(biāo)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將遙感監(jiān)測、GPS、航空監(jiān)測、傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測等技術(shù)集成起來，形成天空地人一體化林業(yè)生態(tài)監(jiān)測體系。通過在全省范圍內(nèi)對各類典型的生態(tài)系統(tǒng)開展科學(xué)監(jiān)測，為青海省生態(tài)立省戰(zhàn)略的深入實施提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；生態(tài)服務(wù)；監(jiān)測

中圖分類號 S126 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-04110-01

近年來，青海省實施了退耕還林、天然林保護、三江源自然保護區(qū)、青海湖祁連山等生態(tài)保護與建設(shè)工程，取得了顯著成效。如何得到科學(xué)的、全面的評估數(shù)據(jù)，闡明工程的生態(tài)效益，評估工程效果，并且繼續(xù)擴大生態(tài)建設(shè)規(guī)模和質(zhì)量，是管理和決策部門繼續(xù)解決的問題[1-10]。為此，通過評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值實現(xiàn)成本-收益分析，可為生態(tài)保護所創(chuàng)造的收益提供明確的計量，對生態(tài)工程建設(shè)的影響進行預(yù)測和評估，從而激勵在生態(tài)建設(shè)方面的投資行為，為生態(tài)建設(shè)籌集多渠道的資金。

1 物聯(lián)網(wǎng)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能監(jiān)測中的具體應(yīng)用

林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將各種傳感識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能信息處理技術(shù)集成應(yīng)用于推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進林業(yè)生態(tài)建設(shè)，保障生態(tài)安全，實現(xiàn)生態(tài)文明，提高林業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、效益和可持續(xù)性能力的交叉學(xué)科。青海省在生態(tài)工程監(jiān)測、自然保護區(qū)監(jiān)測、森林資源監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測等4個方面具體應(yīng)用。

1.1 生態(tài)工程監(jiān)測應(yīng)用

利用現(xiàn)有的森林、草地、荒漠、濕地、冰川凍土的監(jiān)測網(wǎng)點，補充重點領(lǐng)域?qū)ｍ棻O(jiān)測，通過資料收集、定點監(jiān)測、實地調(diào)查和3S技術(shù)等方法和手段，廣泛收集和整理青海省重點林業(yè)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、林業(yè)普查數(shù)據(jù)、長期氣象觀測資料、重要物種、生態(tài)系統(tǒng)、土壤、植被、土地利用、社會經(jīng)濟指標(biāo)等數(shù)據(jù)，建立氣候因子、生物多樣性、土地利用、社會經(jīng)濟等數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建青海生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。主要有天然林保護工程管理系統(tǒng)、退耕還林工程管理系統(tǒng)、三北防護林體系建設(shè)工程管理系統(tǒng)等。

1.2 自然保護區(qū)監(jiān)測應(yīng)用

在三江源、青海湖自然保護區(qū)建立智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)數(shù)據(jù)監(jiān)測節(jié)點、數(shù)據(jù)視頻基站和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心等3個部分，建成生態(tài)保護與建設(shè)綜合管理平臺、生態(tài)綜合監(jiān)測預(yù)警預(yù)報平臺、生態(tài)作業(yè)綜合管理平臺、生態(tài)科研開放性試驗與轉(zhuǎn)化平臺、區(qū)域新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺，對重點區(qū)域的視頻信息進行感知、采集、處理和傳輸，進而實現(xiàn)對自然保護區(qū)內(nèi)動物、植物、人為活動、濕地、湖泊、江河等科學(xué)監(jiān)測。

1.3 森林資源監(jiān)測應(yīng)用

通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)對青海省森林資源普查數(shù)據(jù)進行生態(tài)系統(tǒng)類型分區(qū)圖像技術(shù)處理，得出青海省森林立木蓄積量空間分布圖。采用植物莖桿生長測量儀對樣地樹木生長進行自動連續(xù)測量。利用紅外技術(shù)整合數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)，捕捉動物行為圖像，開展野外動物追蹤。采用條碼、紅外感應(yīng)、射頻識別等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，運用有線或無線網(wǎng)絡(luò)將木材生產(chǎn)中采集的數(shù)據(jù)實時傳送到國家數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)木材生產(chǎn)從采伐、運輸、貯木場管理、木材銷售全程木材身份認(rèn)證。

1.4 災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測應(yīng)用

主要應(yīng)用在林業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)警和野生動物疫源疫病監(jiān)測預(yù)警。通過計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以數(shù)據(jù)管理、監(jiān)測分析、統(tǒng)計、查詢、可視化輸出等為核心應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理和管理系統(tǒng)，當(dāng)前端數(shù)據(jù)視頻基站或巡護人員發(fā)現(xiàn)有潛在病蟲害或得病動物個體時，即時通過衛(wèi)星定位手持智能終端和視頻終端對潛在病蟲害局部或得病動物個體進行拍照、描述并實時上傳至指揮中心，指揮中心收到信息后進行分析，并通過網(wǎng)絡(luò)連接到國家網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院，得到專家的遠(yuǎn)程診斷。

2 結(jié)語

該研究提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在青海省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能監(jiān)測中的應(yīng)用。通過先進的科學(xué)技術(shù)量化分析森林、濕地、草原和荒漠等生態(tài)系統(tǒng)所提供的生態(tài)服務(wù)功能價值，為實施生態(tài)補償政策提供依據(jù)，使青海的生態(tài)保護和建設(shè)獲得持續(xù)的動力。

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