物聯網在青海省生態系統服務功能監測中的應用

劉維棟

摘要 青海省是我國青藏高原生態安全屏障的重要組成部分，其生態系統服務功能重大，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保護綜合試驗區的建設工作，為了給生態系統的各項服務有個科學量化指標，采用物聯網技術，將遙感監測、GPS、航空監測、傳感器網絡監測等技術集成起來，形成天空地人一體化林業生態監測體系。通過在全省范圍內對各類典型的生態系統開展科學監測，為青海省生態立省戰略的深入實施提供科學依據。

關鍵詞 物聯網；生態服務；監測

中圖分類號 S126 文獻標識碼 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、青海湖祁連山等生態保護與建設工程，取得了顯著成效。如何得到科學的、全面的評估數據，闡明工程的生態效益，評估工程效果，并且繼續擴大生態建設規模和質量，是管理和決策部門繼續解決的問題[1-10]。為此，通過評估生態系統服務功能價值實現成本-收益分析，可為生態保護所創造的收益提供明確的計量，對生態工程建設的影響進行預測和評估，從而激勵在生態建設方面的投資行為，為生態建設籌集多渠道的資金。

1 物聯網在生態系統服務功能監測中的具體應用

林業物聯網將各種傳感識別技術、網絡信息技術、智能信息處理技術集成應用于推動產業發展方式轉變，促進林業生態建設，保障生態安全，實現生態文明，提高林業生產的產量、質量、效益和可持續性能力的交叉學科。青海省在生態工程監測、自然保護區監測、森林資源監測、災害預警監測等4個方面具體應用。

1.1 生態工程監測應用

利用現有的森林、草地、荒漠、濕地、冰川凍土的監測網點，補充重點領域專項監測，通過資料收集、定點監測、實地調查和3S技術等方法和手段，廣泛收集和整理青海省重點林業工程監測數據、遙感數據、林業普查數據、長期氣象觀測資料、重要物種、生態系統、土壤、植被、土地利用、社會經濟指標等數據，建立氣候因子、生物多樣性、土地利用、社會經濟等數據庫，構建青海生態系統服務功能評估監測網絡體系。主要有天然林保護工程管理系統、退耕還林工程管理系統、三北防護林體系建設工程管理系統等。

1.2 自然保護區監測應用

在三江源、青海湖自然保護區建立智能無線傳感器網絡，建設數據監測節點、數據視頻基站和遠程監測中心等3個部分，建成生態保護與建設綜合管理平臺、生態綜合監測預警預報平臺、生態作業綜合管理平臺、生態科研開放性試驗與轉化平臺、區域新型產業發展平臺，對重點區域的視頻信息進行感知、采集、處理和傳輸，進而實現對自然保護區內動物、植物、人為活動、濕地、湖泊、江河等科學監測。

1.3 森林資源監測應用

通過地理信息系統技術對青海省森林資源普查數據進行生態系統類型分區圖像技術處理，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測量。利用紅外技術整合數字攝像技術，捕捉動物行為圖像，開展野外動物追蹤。采用條碼、紅外感應、射頻識別等數據采集技術，運用有線或無線網絡將木材生產中采集的數據實時傳送到國家數據中心，實現木材生產從采伐、運輸、貯木場管理、木材銷售全程木材身份認證。

1.4 災害預警監測應用

主要應用在林業有害生物監測預警和野生動物疫源疫病監測預警。通過計算機技術、人工智能技術、地理信息系統技術和網絡技術，以數據管理、監測分析、統計、查詢、可視化輸出等為核心應用的數據處理和管理系統，當前端數據視頻基站或巡護人員發現有潛在病蟲害或得病動物個體時，即時通過衛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，并通過網絡連接到國家網絡森林醫院，得到專家的遠程診斷。

2 結語

該研究提出了物聯網技術在青海省生態系統服務功能監測中的應用。通過先進的科學技術量化分析森林、濕地、草原和荒漠等生態系統所提供的生態服務功能價值，為實施生態補償政策提供依據，使青海的生態保護和建設獲得持續的動力。

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