智慧自然保护地白皮书.docx

上传人:bo****9 文档编号:76749026 上传时间:2023-03-12 格式:DOCX 页数:25 大小:15.36MB
返回 下载 相关 举报
智慧自然保护地白皮书.docx_第1页
第1页 / 共25页
智慧自然保护地白皮书.docx_第2页
第2页 / 共25页
点击查看更多>>
资源描述

《智慧自然保护地白皮书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智慧自然保护地白皮书.docx(25页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、目录序言01自然保护地智慧化趋势02自然保护地智慧化发展洞察自然保护地智慧化面临的关键挑战0409自然保护地智慧化蓝图智慧自然保护地关键场景智慧自然保护地的特征 自然保护地智慧化阶段12131517自然保护地智慧化方案智慧自然保护地方案架构智慧自然保护地建设方案智慧自然保护地建设实践18192734自然保护地智慧化建设建议42建设路径打造智慧自然保护地生态圈4344自然保护地智慧化趋势04自然保护地智慧化发展洞察09自然保护地智慧化面临的关键挑战02智慧自然保护地白皮书我国经过 60 多年的努力,已建立数量众多、类型丰富、功能多样的各级各类自然保护地,在保护生物多样性、保存自然遗产、改善生态环

2、境质量和维护国家生态安全方面发挥了重要作用。自 1956 年建立第一个自然保护区以来,截至目前,中国已建立各级各类自然保护地近万处,约占陆域国土面积的 18%1。中共中央办公厅、国务院办公厅关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见提出加快建立以国家公园为主体的自然保护地体系,明确指出 2020 年构建统一的自然保护地分类分级管理体制;2025 年初步建成以国家公园为主体的自然保护地体系;2035 年自然保护地规模和管理达到世界先进水平,全面建成中国特色自然保护地体系。按照自然生态系统原真性、整体性、系统性及其内在规律,依据管理目标与效能并借鉴国际经验,我国将自然保护地按生态价值和保护

3、强度高低依次分为 3 类。国家公园:是指以保护具有国家代表性的自然生态系统为主要目的,实现自然资源科学保护和合理利用的特定陆域或海域,是我国自然生态系统中最重要、自然景观最独特、自然遗产最精华、生物多样性最富集的部分,保护范围大,生态过程完整,具有全球价值、国家象征,国民认同度高。自然保护区:是指保护典型的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物种的天然集中分布区、有特殊意义的自然遗迹的区域。具有较大面积,确保主要保护对象安全,维持和恢复珍稀濒危野生动植物种群数量及赖以生存的栖息环境。自然公园:是指保护重要的自然生态系统、自然遗迹和自然景观,具有生态、观赏、文化和科学价值,可持续利用的区域。确保森林、

4、海洋、湿地、水域、冰川、草原、生物等珍贵自然资源,以及所承载的景观、地质地貌和文化多样性得到有效保护。包括森林公园、地质公园、海洋公园、湿地公园等各类自然公园。为构建统一规范高效的中国特色国家公园体制,建立分类科学、保护有力的自然保护地体系,从 2015 年起,全国陆续开展了东北虎豹、祁连山、大熊猫、三江源、海南热带雨林、武夷山、神农架、普达措、钱江源、南山等 10 处国家公园体制试点工作,试点区涉及 12 个省份,总面积超过 22 万平方公里,约占我国陆域国土面积2.3 %。2021 年 10 月 12 日,在昆明举行的生物多样性公约第十五次缔约方大会上,习近平主席宣布中国正式设立三江源、大

5、熊猫、东北虎豹、海南热带雨林、武夷山等第一批国家公园,保护面积达 23 万平方公里,涵盖近 30% 的陆域国家重点保护野生动植物种类。中国正在加快构建以国家公园为主体的自然保护地体系,逐步把自然生态系统最重要、自然景观最独特、自然遗传最精华、生物多样性最富集的区域纳入国家公园体系。以国家公园为主体,以自然保护区为基础,以自然公园为补充的自然保护地体系的建设和管理可能面临监测数据多样、应对情景复杂、管理面积庞大以及实现功能多元等挑战。智慧化手段给自然保护地建设和管理提供了新的思路:利用云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能等新一代数字技术,对自然保护地自然资源保护、利用及其服务过程进行数字

6、化表达、智能化控制和精细化管理,使数据获取和交互感知化、数据传输联接化、数据分析和管理智能化,从而为自然保护地实现资源有效保护、合理利用和永续发展提供有力支撑。1 中国的生物多样性保护白皮书,2021 年 10 月03自然保护地智慧化发展洞察 图:以国家公园为主体的自然保护地政策演进”国务院批转发展改革委关于 2015年深化经济体制改革重点工作意见中共中央国务院印发生态文明体制改革总体方案加强对国家公园试点的指导,建立国家公园体制建立资源环境监测预警数据库和信息技术平台在9个省份开展国家公园体制试点 建立资源环境承载能力监测预警机制中国共产党第十八届中央委员会第三次全体会议建立国家公园体制提出

7、建立国家公园体制,作为党全面深化改革的重点改革任务2013提出任务2015开展试点2017总体布局新环境:良好政策环境,为智慧自然保护地指引清晰方向中共中央办公厅、国务院办公厅联合印发建立国家公园体制总体方案建成统一规范高效的中国特色国家公园体制构建国家公园自然资源基础数据库及统计分析平台近年来,国务院颁布了一系列与国家公园相关的政策,推动建立以国家公园为主体的自然保护地体系。与此同时,系列政策对自然保护地 / 国家公园的信息化、智慧化建设提出不同阶段和不同层次的要求,为自然保护地 / 国家公园智慧化建设创造了良好的政策环境。建成中国特色的以国家公园为主体的自然保护地体系,推动各类自然保护地科

8、学设置,建立自然生态系统保护的新体制新机制新模式,建设健康稳定高效的自然生态系统利用高科技手段和现代化设备促进自然保育、巡护和监测的信息化、智能化到2020年,提出国家公园及各类自然保护地总体布局和发展规划,完成国家公园体制试点,设立一批国家公园到 2025 年,健全国家公园体制,完成自然保护地整合归并优化初步建成以国家公园为主体的自然保护地体系建设各类各级自然保护地“天空地一体化”监测网络体系依托生态环境监管平台和大数据,运用云计算、到2035年,显著提高自然保护地管理效能和生态产品供给能物联网等信息化手段,力,自然保护地规模和管理达到世界先进水平,全面建成中加强自然保护地监测数国特色自然保

9、护地体系据集成分析和综合应用2019明确主体2020完成试点2025初步建成加强自然保护地建设关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见国务院办公厅印发中共中央办公厅、建设智慧自然保护地“2019 年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见中提出,将建设智慧自然保护地作为一项重要任务,并指出智慧自然保护地的应用场景和建设方向:“利用高科技手段和现代化设备促进自然保育、巡护和监测的信息化、智能化;建设各类各级自然保护地天空地一体化监测网络体系,充分发挥地面生态系统、环境、气象、水文水资源、水土保持、海洋等监测站点和卫星遥感的作用,开展生态环境

10、监测;依托生态环境监管平台和大数据,运用云计算、物联网等前沿技术,加强自然保护地监测数据集成分析和综合应用。”全国自然保护地面积占陆域国土面积的 18% 左右到 2025 年,有序推进国家公园设立,初步建成以国家公园为主体的自然保护地体系国家重点保护陆生野生动物种数保护率达到 75%,植物种数保护率达到 8O%到 2035 年,国家公园等自然保护地和野生动植物保护管理达到世界先进水平 , 基本实现国家公园等自然保护地治理体系和治理能力现代化 , 全面建成中国特色的以国家公园为主体的自然保护地体系自然保护地总面积占比稳定在陆域国土面积的 18% 以上国家重点保护陆生野生动物和陆生野生植物种数保护

11、率均达到 85%2025初步建成2035全面建成建立监测体系加强自然保护地建设与物种保护工程建设规划年 联合印发国家公园等自然保护地建设及野生动植物保护重大自然资源部、农业农村部国家林业和草原局、国家发展改革委、财政部、推进自然保护地生态系统稳定和质量提升(2021-2035 )”“2022 年,国家林草局、发改委、财政部、自然资源部、农业农村部联合印发了国家公园等自然保护地建设及野生动植物保护重大工程建设规划(20212035 年),明确将物种监测监管系统建成、信息化管理水平提高作为我国自然保护地建设和野生动物保护未来 15 年的目标任务之一。同时,国家林草局印发的国家公园管理暂行办法提出,

12、国家公园管理机构应当充分运用现代化技术手段,提高管理和服务效能,推动国家公园实现智慧管理和服务。同年公布的国家公园法(草案)(征求意见稿)指出“国务院林业草原主管部门会同国务院有关部门建立全国国家公园天空地一体化监测体系,利用先进科学技术手段,科学布局监测站点,开展综合监测评价,实现国家公园的动态监测和智慧管理。国家公园管理机构应当对国家公园范围内的自然资源、自然生态系统和特定保护对象进行监测,开展生态风险评估预警和人类活动影响分析,与有关部门共享监测数据,定期发布监测评估报告”。2035全面建成2022制度探索 为我国国家公园在相关法律正式颁布前得过渡期开展保护、建设确保国家公园保护管理有法

13、可依国家林业和草原局印发国家公园管理暂行办法 和管理工作提供了基本遵循应当充分运用现代化技术手段,推动国家公园实现智慧管理和服务国家林业和草原局印发国家公园法(草案)(征求意见稿)建立全国国家公园天空地一体化监测体系,实现国家公园的动态监测和智慧管理新要求:自然保护地的科学设计和科学管理需求,为智慧化建设提出明确要求自然保护地建设预定目标的达成需要科学合理的设计和管理。其中,科学设计包括自然保护地的位置适宜性;分区及廊道和缓冲区的设置和管理等;自然保护地管理,即在获取最佳生态效益的前提下争取最大的社会经济效益,具体包括自然保护地的生态目标管理(物种、群落与生态系统结构与功能的保护)、科研管理、

14、行政管理、对外宣传、旅游管理等。为了保证自然保护地设计和管理的科学性,保护地管理者应综合考虑保护地资源和主要保护对象是否得到全面监测,面临的威胁是否得到有效缓解;各种类型的自然资源和文化资源是否得到有效管理;与当地社区的接触是否充分,社区参与及共管是否达到优先解决争端的目的;对当地社区造成的影响及对当地社会经济的影响程度是否得到评估等多个方面的因素。向内需充分探求管理机构和保护地所需的人员、资金、装备和设施等的充分性;同时,也需定期针对开展的管理活动检查目标的实现程度,以及工作计划和安排的贯彻和落实情况,并监督这些管理活动按计划推进。综上所述,保护地的科学设计和科学管理需求为自然保护地的智慧化

15、建设提出明确的方向,即智慧自然保护地需建立在全面获取完备数据的基础上。首先,通过新兴技术手段支撑科学研究和管理,帮助自然保护地落实保护行动,以提升保护价值、缓解威胁;其次,通过协助制定适应的管理计划,争取相关的投入;然后基于科学的管理,实现管理目标,再次确定需要提升保护价值的目标和活动,如此达到保护管理的循环。这一保护管理的循环过程即为通过智慧化方式达到获取数据、控制和有效阻止威胁的目的,从而使自然保护地保护价值增值的过程。新动力:技术快速发展和相关方多层次需求,驱动智慧化建设成为必然以云计算、物联网、大数据、人工智能、5G 等为代表的新兴技术正在全球呈现日益加速的发展趋势,智能终端、新型传感

16、器、无人机设备等也得以迅速发展和深入应用。前沿技术已逐步试验和落地,快速渗透到不同的领域、行业以及人们的日常生活中,并由此催生出各领域的数字化转型以及众多新兴的创新管理模式和应用场景。伴随着智慧园区、智慧校园、智慧交通、智慧城市的不断发展和成熟,科技的应用条件日趋完备,未来新兴技术手段势必会为国家公园的建设和管理提供新的解决方案,帮助解决国家公园等自然保护地建设和管理过程中的难题。2017 年中共中央办公厅、国务院办公厅印发的建立国家公园体制总体方案提出,国家公园倡导国家主导、共同参与原则,应建立健全政府、企业、社会组织和公众共同参与国家公园保护管理的长效机制,探索社会力量参与自然资源管理和生

17、态保护的新模式。随着国家公园体制试点建设的逐步完成和国家公园体制建设日益完善,各相关方在以国家公园为主体的自然保护地体系的建设和管理中将会承担更多责任,也将会有更多相关方参与自然保护地的建设和管理,从而带来更为现实的需求和多层次的要求。相关方快速增长的需求也加快了自然保护地智慧化建设的节奏,将作为自然保护地智慧化发展的重要着力点。关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见指出“建立国家公园等自然保护地生态环境监测制度,制定相关技术标准,建设各类各级自然保护地“天空地一体化”监测网络体系,运用云计算、物联网等信息化手段,加强自然保护地监测数据集成分析和综合应用,全面掌握自然保护地生态系统

18、构成、分布与动态变化,及时评估和预警生态风险,并定期统一发布生态环境状况监测评估报告。对自然保护地内基础设施建设、矿产资源开发等人类活动实施全面监控”。 图:双循环驱动自然保护地智慧化政府(监管机构)(中央、地方)公益机构自然保护地管理机构(中央、地方)游客需求驱动志愿者社区居民科研工作者特许经营者(投资商、企业)学术机构传感器高精度地理信息系统物联网AR/VR有线 /无线网络数字孪生应用技术算力驱动态势网络感知无人机低空遥感技术AI高分辨率卫星遥感技术大数据 图:主要相关方关注内容及智慧化需求自然保护地智慧化面临的关键挑战主要关注内容智慧化需求相关方中央和地方政府 行使自然资源资产所有权实现

19、自然资源的精确化登记和管理开展生态保护修复实时监管自然保护地及其所在行政区现状及发展预测指导和支持自然保护地管理 自然保护地管理机构 守护自然生态系统健康稳定提供全民共享公共服务 保障日常管理高效运行 保护地科学、有效的管理获得更多优质科研成果科研成果应用转化,辅助管理+科研工作者提升生态修复、科研监测等服务能力和成效提高生态执法效能建立高效防灾减灾应急机制评估保护地保护和服务成效实现协同移动办公和人员管理评价获取实时准确的本底数据访问多部门集成的数据库提高科研效率,推动科研成果产品化提升自然保护地的管理水平社区居民生态旅游资源开发改善当地经济收入、生活水平更多本地经营与就业机会保护当地的生态

20、系统和文化资源高质量的游憩和科普教育体验保障个人生命健康安全科学高效的志愿工作管理+特许经营者+游客动态分析本地产业发展状况及影响开发数字生态产品与游客服务,及时获悉就业机会获取游客容量、项目需求、政策动态等信息,为经营者评估最优的经营决策连接自然保护地预约系统和外部旅游分销平台,提供一站式旅游服务+公益机构/ 志愿者分析游客容量承载力,规划游憩路线,通过手机 APP 等多形式享有互动式科普教育机会提升安全事件监测及预警能力,并通过实时定位、视频监控、自动报警等功能保障应急救援效率打造智能化管理的线上办公及活动任务分配平台自然保护地智慧化发展历程自然保护地智慧化的发展可以追溯到自然保护区的智慧

21、化发展过程。从数字化到信息化再到智慧化,自然保护地智慧需求随着以国家公园为主体的自然保护地体系建设逐步深化。整体而言,根据智慧化建设的主要工作,自然保护地智慧化的发展可以分为三个阶段。第一阶段是数据库建设阶段,保护区将基础地理信息、基本生物资源资料、主要管理档案进行数字化管理,将其边界、功能区划、主要保护物种、植被、水文及主要威胁和保护活动在地图上标示出来,利用地理信息系统软件建立自然保护区基于地理空间信息系统,如在国家级自然保护区规划中要求上述资料作为附图(自然保护区总体规划技术指南,2011;自然保护区建设标准,2018),在早期全球环境基金(GEF)项目支持的中国保护区管理项目都将保护区

22、资料数字化,建立生态本底图作为重要内容,如林业可持续发展项目自然保护区管理,开展项目的保护区有湖北神农架、四川唐家河等,广西保护区管理项目中保护区生态本底图建设制作,国家级的风景名胜区也提出了数字化具体要求。第二阶段是信息系统建设阶段,这一阶段随着国家信息化规划,原国家林业局在十一五、十二五、十三五规划中,以及 2011、2012、2013 年相继出台的政策中加强了林业信息化的规定 2,逐步建立起功能齐备、互通共享、高效便捷、稳定安全的林业信息化体系,促进林业管理科学化、办公规范化、监督透明化和服务便捷化,提升林业信息化水平。自然保护区信息化也被纳入其中,并开始利用信息化平台,将监测数据建设为

23、异构信息系统和保护区信息化管理平台,如青海湖保护区与中国科学院合作建立了监测和科学研究数据系统。这一阶段代表性工作是长青、大青山、长白山、卧龙等保护区的自然保护区信息系统平台。第三阶段是智慧化管理试点阶段,2015 年,林业“十三五规划”基本上明确了“互联网+”林业的发展模式,也就是智慧林业的发展模式,充分利用云计算、物联网、移动互联网、大数据等新一代信息技术与林业各项业务深度融合、创新发展,打造林业建设和创新的新模式。2021 年野生动植物保护与自然保护地建设工程规划中,将天空地一体化监测作为国家公园和保护区的核心建设目标。很多自然保护区如卧龙、青海湖、后河开始了智慧化管理尝试。国家公园试点

24、都将智慧化管理作为其中的核心内容,极大地促进了智慧国家公园的发展。三江源、大熊猫、东北虎豹、海南热带雨林、武夷山等 5 个正式成立的国家公园都将信息化、智慧化管理作为国家公园的优先工作。2 2009 年 2 月,国家林业局正式颁发全国林业信息化建设纲要(2008-2020 年)和全国林业信息化建设技术指南(2008-2020 年)自然保护地智慧化现状自然保护地智慧化关键挑战近年来,中国已开始使用智慧化手段实现对自然保护地的精细管理,各国家公园也积极开展信息化建设,探索智慧化手段应用,尤其通过创新的监测技术和监测网络,使数据的感知和获取取得到了改善,自然资源监测监管已经进入大数据和人工智能时代。

25、未来,各自然保护地管理机构也计划通过智慧化手段实时掌握辖内的具体情况,编制更科学精细的管理计划,并以此提高管理效率,提升保护成效与价值,以及科研质量和水平。在增强数据感知的基础上,辅助自然保护地管理机构联结、分析、管理,补足在这些方面的差距。目前,各自然保护地均积极部署智能设备设施,并不同程度地利用信息化手段或智慧化技术开展管理和治理。然而,不同于较为成熟的城市 / 人居环境智能化建设,由于业务和管理对象不同,自然环境下的智能化建设在基础数据获取、标准化体系构建、网络传输、AI 应用分析等方面存在诸多挑战。同时,各个自然保护地的核心资源和保护对象不同,所在地域环境复杂多样,各种应用场景所需的技

26、术手段亦有所区别,这也增加了智慧化的技术、手段及设施在自然保护地建设和管理中的试验和落地的难度。 现状当前较普及的红外相机、声纹采集器和遥感技术不能完全满足对野生动物种群(如数量、分布)的精确监测需求需定期从红外相机和声纹采集器等终端设备收集信息,需人工获取通信盲区设备数据,可能要花费数月时间红外相机的空拍率高、分辨率低、拍摄速度不足以及难以区分野生动物与环境,声纹信息解读困难等现状,导致依赖人工识别采集数据,工作量大难以监测及跟踪外来入侵物种种类组成、区系特征和危害程度等信息,并依此开展管理和治理自然保护地面积广袤,地形多样,施工难度、网络部署费用等因素导致网络覆盖不足,难以支持所有终端设备

27、数据的实时传输森林防火监测火点信息存在监测不及时的情况,影响早期火情处置;同时,各监控指挥平台尚未互联互通,对早期火情调度也存在影响众多自然保护地应用场景(如物种识别、森林防火指挥等)的智慧化需依托算法支持,当前算法的适用性、精准度未能满足不断拓展的智慧场景需求无法全方位监测非法进入、滥伐林木、侵占土地、非法采矿等人为干扰活动,未能有效开展人为活动监管部分自然保护地存在设置终端设备多,数据零散分布,采集数据量大,亟需寻求有效数据存储方式以替换碎片化的零散存储,进一步挖掘数据价值感知需求感知物理世界生态特征信息数字化 需求高效可靠数据存储分析协同数字化平台数据汇总分析与呈现信息智能分析 需求联接

28、数据高效传输传输无障碍 需求管理高精度算法支持自然保护地智能化管理和运行机制图:自然保护地智慧化建设需求及现状1 生态感知能力本底数据难以满足实际应用: 缺乏地理空间、物种及其生境和气象监测等本底数据,已有数据在精度、范围和时效性方面均有不足。智慧自然保护地关键挑战感知体系缺乏统一标准:未能明确监测对象的指向性特征,反映实际生态特征的生态因子、样本数据、样地选择等监测标准有待统一。连续的时空分布数据获取难度大:终端设备及技术无法对大范围、精细化的地物信息或生态指标信息进行连续时空分布监测。终端难以适应野外环境:现有终端设施无法适应野外温度低等环境条件,存在充电受阻等问题,且要求设备本身不应对环

29、境、物种产生负面影响。3 数据分析能力缺乏数据融合标准:现有自然保护地多种类的基础数据库在大数据、云计算方面无统一标准,融合程度不够。尚需寻找有效数据存储方案:自然保护地设置终端设备多,数据零散分布,采集数据量大,亟需寻求有效数据存储方式替换碎片化零散存储,以提升数据价值。缺乏成熟算法支持数据应用:智能识别、AI 等技术对众多信息筛选、归类、摒弃空白和噪音的能力尚未得到全面应用,且自然保护地物种多样性、业务场景多元化,亟需结合业务场景、生物多样性定制化开发算法。2 网络联接能力数据难以实时传输:终端缺乏传输功能,且受山区地形、地貌、森林覆盖率等影响,通信网络难以实现全域覆盖,影响部分紧急数据的

30、时效性。尚需设定综合联接方案:部分联接方案尚未综合考虑场景实际数据传输需求(数据传输量、速度和时效等),方案成本较高。4 运营管理能力存在“重投入轻运营现象”:自然保护地智慧化系统前期建设过程投入充足,但对后期运营的重视有待提高,人才和技术储备不足,基层管护人员以及其知识水平有待提升,系统尚未达到自主运营水平。智慧自然保护地关键场景智慧自然保护地白皮书自然保护地智慧化趋势12自然保护地智慧化蓝图13智慧自然保护地关键场景15智慧自然保护地的特征17自然保护地智慧化阶段12关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见指出“运用云计算、物联网等信息化手段,加强自然保护地监测数据集成分析和综合

31、应用,全面掌握自然保护地生态系统构成、分布与动态变化,及时评估和预警生态风险”。全国自然保护地发展规划(2021-2035 年)提出建设自然保护地监督管理平台,结合 3S 技术 3、数字化、网络、人工智能和可视化等技术,融合云计算、物联网、大数据等信息手段,纳入应急救援与指挥调度等系统,按照自然保护地级别由高到低,依次推进天空地一体化监测监管平台建设,构建“国家省保护地”三级监测平台。通过数据传输实现自然保护地生态监测站点获得的实时监测数据、野生动植物资源及其栖息地监测本底数据、监测影像数据等信息与国家、省两级监管平台全面对接和实时调阅,形成自然保护地“一套数、一张图”。逐步达到看得到野生动植

32、物、管得住人的全新“互联网自然保护地”的数字化、智能化管理模式。国家公园的首要功能是重要自然生态系统的原真性、完整性保护,同时兼具科研、教育、游憩等综合功能;国家公园总体规划技术规范(LY/T 31882020)在生态保护与修复、资源管理、科研监测、科普教育、游憩体验、社区发展、管理与运行等方面提出规划管理及具体发展目标。在国家公园建设与管理中引入云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能等技术手段,是通过应用各种智慧化技术、配套制度与标准,推动国家公园建设和管理向智能化、精细化方向发展,共同助力实现国家公园保护的目标。自然保护地智慧化建设应紧密围绕规划目标,为管理者及相关方需求提供最佳解决

33、方案。基于目前信息化、数字化技术在自然保护地的应用基础、终端设备的功能基础,对智慧化技术和终端功能在未来自然保护地的建设、管理和服务过程中的数字化表达、智能化管控,以及泛在化服务的设想,我们梳理了自然保护地现在或未来积极拥抱数字化、智慧化技术的纵向应用场景。3 3S 技术是遥感技术 (Remote sensing,RS)、地理信息系统 (Geography information systems,GIS) 和全球定位系统 (Global positioning systems,GPS) 的统称。13图:智慧自然保护地关键场景智慧自然保护地的特征智慧自然保护地以技术驱动,从需求出发,立足自然保护

34、地重要自然生态系统的原真性、完整性保护的定位,将数字化技术全面赋能自然保护地建设场景。基于智慧自然保护地的关键挑战、相关方需求,以及数字技术的应用潜力,我们尝试梳理出未来智慧自然保护地的关键特征:智能标识系统生态保护与修复管理与运行社区发展资源管理智慧自然保护地关键场景游憩体验科研监测科普教育多维度生态感知多网络融合通信大数据智慧使能多场景辅助运营利用影像设备、无人机、传感器及物联网技术,将自然保护地的物理信息数字化。开展生态类型与生态因子感知,主动监测及感知数据变化,实现自然保护地内监测数据可立体感知、目标状态可视、发展趋势可预测、入侵及干扰事件可管控、工作及人员可管理的数据基础。灵活选用无

35、线网络、传输专网、光纤网络、窄带通信网等通讯手段的有效组合,将多来源、多维度、跨领域的数据联接,实现全数据的跨域融合。并以此为基础形成不同智慧保护场景, 各场景在拥有个性化应用功能的同时,通过场景要素的协同作用,为内外部相关方提供支撑。以高性能计算和云计算为基础,依托大数据和 AI 技术,精准识别和有效利用海量数据,对自然保护地进行全场景实时分析。 利用人工智 能为生态系统的原真性、完整性保护 提供考量依据和智能管理。智慧自然保护地未来状态更多依赖人工智能及数据,管理人的行动,并实现系统的迭代和演化。对自然保护地进行精细化管理,如辅助开展生态宣教与公众服务,更好地利用人工智能与数据,更加依赖于

36、智能管理,减少人工干预,在各场景实现开放、融合目标。 感知 联接 分析 管理“天空地”一体化生态感知系统利用通讯手段的有效组合,实现从终端到智慧平台的互联利用大数据和AI技术实现数据的分析和利用智能管理保护、修复、巡护、预警等系列动作偷采盗猎防护图:智慧自然保护地特征图自然保护地智慧化阶段未来的智慧自然保护地是运用数字化融合技术,以全面感知和泛在联接为基础,实现人、自然、设备的全面融合与端到端计算;以数字平台打破物理性和逻辑性数据孤岛,连通跨场景协作,支撑自然保护地全场景智慧化的实现;以一体化平台进行顶层设计,实现各场景应用系统与各端侧皆具备更强的分析能力和交互能力,通过智慧自然保护地建设无法

37、一蹴而就。目前,业界尚未出台统一的自然保护地智慧化评估标准,我们尝试基于未来智慧自然保护地蓝图及智慧化建设能力需求,制定智慧自然保护地成熟度模型,用于评估和比较不同发展阶段自然保护地智慧化的成熟度,并为不同发展阶段设定智慧化建设目标。辅助管理实现自然保护地的智慧化管理。单场景数字化阶段多场景智慧化阶段全场景智慧化阶段综上所述,新兴技术在自然保护地的应用场景复杂多样,同时相关方的核心诉求亦呈现多元化、差异化趋势,通过制定智慧自然保护地蓝图框架,可全面展示自然保护地智慧化需求及其发展方向,为全社会关心、支持的智慧自然保护地建设工作提供有益启示。建设基础设施开启数字化管理多方位智能感知推进多场景智慧

38、化管理数字融合全场景应用实现全场景智慧化管理全场景智慧化阶段多场景智慧化阶段单场景数字化阶段电子标识解说平台科普信息展示在线教育平台互动教学 云课堂AR/VR科普教育资源管理防护预警及处置系统 野外巡护预警及管理系统综合监测安防管理系统巡护设备管理巡护任务管理防护预警系统入区管理人员管理社区发展社区协同管理平台人兽冲突预警人为活动监测土地使用改变和经济活动监测运营辅助特征初步开展信息化建设,以网络、数据等信息基础设施为支撑,利用遥感技术、地理信息技术和全球定位系统进行信息的采集和监测。对大量自然保护地核心价值数据进行具有完备的数据采集、存储、计算、采集、分析和融合,指导自然保护地挖掘能力,以数

39、据融合应用为核心,管理和建设。实现智能数据共享和智能管理分析。智慧使能特征聚焦单场景推进数字化应用,并与运营管理等少数基础场景实现初步协同多场景可基于数字进行智能分析及协同管理全场景基于数字进行自主管理与决策生态感知与网络融合特征实现单场景的核心数据采集为单场景搭建稳定的网络联接,实现部分数据的实时传输通过传统数据处理技术,对单场景的数据进行简单存储、运算与可视化分析打造数字化信息库利用多样化感知设备推进多场景核心数据采集利用多种通讯手段提高核心场景网络覆盖率,实现多场景的数据融合通过云计算和大数据等技术,对海量数据进行收集、分析、处理及设计展示打造多场景融合大数据智慧平台通过多维度、跨领域的

40、全面感知对数据进行智能采集融合广泛铺设公网和针对性建设专网实现全场景的网络覆盖在实现端边云的协同计算基础上,将云计算能力下沉,提升端侧 AI算力打造全场景互通互联的综合智慧管理平台图:自然保护地智慧化蓝图 1个目标4个特征各场景横向打通,基于数据逐步实现自我管理、自我演进和优化7个应用每个场景垂直建设联接各场景的解决方案生态 保护与修复资源科研科普游憩社区管理 管理监测教育体验发展与运行打造一套标准体系,七大应用于纵向场景保持一致3个手段数据获取网络联接智能分析天空地一体化监测卫星遥感、视频监控、野保相机、声学监测设备、无人机等稳定可靠连续的网络覆盖光网络、微波、超短波、 3G/4G/5G、W

41、i-Fi、卫星宽带等多数据智能分析云计算、大数据、AI 智能识别及分析等多维度生态感知多网络融合通信大数据智慧使能多场景辅助运营以数字技术使能自然保护地管理信息化、智慧化,支撑自然保护地实现“保护自然生态系统的原真性、完整性”目标科普教育智慧自然保护地方案架构智慧自然保护地白皮书智慧自然保护地解决方案基于 4G/5G、自组网、云计算、物联网、移动互联网、大数据等 ICT 技术(Information and communications technology 信息与通信技术),涵盖生态保护与修复、资源管理、科研监测、科普教育、游憩体验、社区发展、管理与运行等业务。整体解决方案架构采用“七横两纵

42、”逻辑架构,七横主要包括感知层、网络层、边缘计算层、基础设施层、数据层、平台层、应用层,两纵是指政策制度标准体系、安全运维保障体系,横纵之间相互联系、相互支撑,实现信息系统可信、可控、可管。智能应用应用层生态保护与修复资源管理科研监测科普教育游憩体验社区发展管理与运行平台服务AI大数据GIS融合通信IoT卫星遥感服务集成服务智能中枢政策制度标准数据层基础设施基础数据矢量数据遥感数据资源数据云基础服务影像数据专题库.安全运维保障智能连接边缘计算物种识别烟火识别人流量监控人/车识别视频接入声音识别边缘智能网络层无线公网2/3/4/5G微波/LTE传输专网光纤网络窄带通信网物联网Wi-Fi网络智能交

43、互感知层卫星无人机双光谱 生态监测 声学小气象水质巡护移动病虫害./有人机摄像机摄像机监测仪监测站监测仪终端监测车监测仪自然保护地智慧化蓝图18自然保护地智慧化方案19智慧自然保护地方案架构27智慧自然保护地建设方案34智慧自然保护地建设实践1819 无线公网感知层利用视频监测、声学监测、气象水质监测、卫星、无人机/ 有人机、巡护终端、移动监测车等多种智能监测设备、巡护设备、传感器,实现自然保护地内野生动植物信息采集、气候水文等各项生态因子获取,以及灾害的预警、人文活动的实时、准确监测,结合智能终端展示,实现对自然保护地的全面感知和深度感知。 “森林火情卫星遥感监测”:森林火情卫星遥感监测服务以现代地理学、大气科学、林学、火灾科学等为理论基础,以卫星遥感(静止卫星 + 极轨卫星)、地理信息系统、数字高程模型、全球定位系统、空间决策支持系统以及计算机网络等为技术支撑,突破传统的林火监测和扑救模式,对森林防火信息管理,林火监测、火险预报、扑火方案辅助管理、林火损失评估等工作提供帮助。 “生物多样性监测”:在野生动物活动频繁的区域及栖息地参考科学布局和监测需

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 研究报告 > 其他报告

本站为文档C TO C交易模式,本站只提供存储空间、用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。本站仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知淘文阁网,我们立即给予删除!客服QQ:136780468 微信:18945177775 电话:18904686070

工信部备案号:黑ICP备15003705号© 2020-2023 www.taowenge.com 淘文阁