物联网在青海省生态系统服务功能监测中的应用

刘维栋

摘要 青海省是我国青藏高原生态安全屏障的重要组成部分，其生态系统服务功能重大，惠及中国、亚洲甚至全球范围。2012年，青海省开始实施三江源生态保护综合试验区的建设工作，为了给生态系统的各项服务有个科学量化指标，采用物联网技术，将遥感监测、GPS、航空监测、传感器网络监测等技术集成起来，形成天空地人一体化林业生态监测体系。通过在全省范围内对各类典型的生态系统开展科学监测，为青海省生态立省战略的深入实施提供科学依据。

关键词 物联网；生态服务；监测

中图分类号 S126 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）13-04110-01

近年来，青海省实施了退耕还林、天然林保护、三江源自然保护区、青海湖祁连山等生态保护与建设工程，取得了显著成效。如何得到科学的、全面的评估数据，阐明工程的生态效益，评估工程效果，并且继续扩大生态建设规模和质量，是管理和决策部门继续解决的问题[1-10]。为此，通过评估生态系统服务功能价值实现成本-收益分析，可为生态保护所创造的收益提供明确的计量，对生态工程建设的影响进行预测和评估，从而激励在生态建设方面的投资行为，为生态建设筹集多渠道的资金。

1 物联网在生态系统服务功能监测中的具体应用

林业物联网将各种传感识别技术、网络信息技术、智能信息处理技术集成应用于推动产业发展方式转变，促进林业生态建设，保障生态安全，实现生态文明，提高林业生产的产量、质量、效益和可持续性能力的交叉学科。青海省在生态工程监测、自然保护区监测、森林资源监测、灾害预警监测等4个方面具体应用。

1.1 生态工程监测应用

利用现有的森林、草地、荒漠、湿地、冰川冻土的监测网点，补充重点领域专项监测，通过资料收集、定点监测、实地调查和3S技术等方法和手段，广泛收集和整理青海省重点林业工程监测数据、遥感数据、林业普查数据、长期气象观测资料、重要物种、生态系统、土壤、植被、土地利用、社会经济指标等数据，建立气候因子、生物多样性、土地利用、社会经济等数据库，构建青海生态系统服务功能评估监测网络体系。主要有天然林保护工程管理系统、退耕还林工程管理系统、三北防护林体系建设工程管理系统等。

1.2 自然保护区监测应用

在三江源、青海湖自然保护区建立智能无线传感器网络，建设数据监测节点、数据视频基站和远程监测中心等3个部分，建成生态保护与建设综合管理平台、生态综合监测预警预报平台、生态作业综合管理平台、生态科研开放性试验与转化平台、区域新型产业发展平台，对重点区域的视频信息进行感知、采集、处理和传输，进而实现对自然保护区内动物、植物、人为活动、湿地、湖泊、江河等科学监测。

1.3 森林资源监测应用

通过地理信息系统技术对青海省森林资源普查数据进行生态系统类型分区图像技术处理，得出青海省森林立木蓄积量空间分布图。采用植物茎杆生长测量仪对样地树木生长进行自动连续测量。利用红外技术整合数字摄像技术，捕捉动物行为图像，开展野外动物追踪。采用条码、红外感应、射频识别等数据采集技术，运用有线或无线网络将木材生产中采集的数据实时传送到国家数据中心，实现木材生产从采伐、运输、贮木场管理、木材销售全程木材身份认证。

1.4 灾害预警监测应用

主要应用在林业有害生物监测预警和野生动物疫源疫病监测预警。通过计算机技术、人工智能技术、地理信息系统技术和网络技术，以数据管理、监测分析、统计、查询、可视化输出等为核心应用的数据处理和管理系统，当前端数据视频基站或巡护人员发现有潜在病虫害或得病动物个体时，即时通过卫星定位手持智能终端和视频终端对潜在病虫害局部或得病动物个体进行拍照、描述并实时上传至指挥中心，指挥中心收到信息后进行分析，并通过网络连接到国家网络森林医院，得到专家的远程诊断。

2 结语

该研究提出了物联网技术在青海省生态系统服务功能监测中的应用。通过先进的科学技术量化分析森林、湿地、草原和荒漠等生态系统所提供的生态服务功能价值，为实施生态补偿政策提供依据，使青海的生态保护和建设获得持续的动力。

参考文献

[1] 王在磊.基于物联网的铁路建设监理管理信息系统研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[2] 刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010，37（6）：1-4.

[3] 黄涛.物联网技术与应用发展的探讨[J].信息通信技术，2010，4（2）：9-13.

[4] 何可.物联网关键技术及其发展与应用[J].射频世界，2010（1）：32-35.

[5] 尹连庆，解莉.生态系统健康评价的研究进展[J].环境科学与管理，2008，32（11）：163-167.

[6] 杨永志，高建华.试论物联网及其在我国的科学发展 [J].中国流通经济，2010（2）：46-49.

[7] 于秀波，夏少霞，何洪林，等.鄱阳湖流域主要生态系统服务综合监测评估方法[J].资源科学，2010，32（5）：810-816.

[8] 张宇斯，何道婷.基于物联网技术的大东湖生态水网水质环境监测系统的研究[J].商品与质量：学术观察，2012 （7）：312-313.

[9] 张丹，王建华，吴玉华.物联网技术在农业温室大棚中的应用研究[J].安徽农业科学，2013，41（7）：3218-3219.

[10] 罗志祥.森林防火及生态保护数字化物联网监测预警指挥系统浅析[J].森林防火，2013（1）：38-41.