基于物联网的黄山风景区生态环境质量集成监测网络规划与实施途径分析

2017-05-30钱阳平

安徽农业科学 2017年36期

关键词：风景区黄山监测点

钱阳平

摘要以黄山风景区为例，基于互联网+、大数据、云平台等高科技信息技术，在黄山风景区建立统一的生态环境监测网络，初步形成“天-地-生一体化”监测网络，并将天-地-生一体化监测系统与常规监测方案进行了比较。

关键词黄山风景区；物联网；生态环境质量监测；天-地-生一体化监测系统

中图分类号X83文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）36-0213-04

AbstractTaking Huangshan Scenic Area as an example，based on Internet+，big data，cloud platform and other high scitech information technologies，uniformed ecological environment quality monitoring network was established in Huangshan Scenic Area，and heavenearthorganism integration monitoring network was formed. And the heavenearthorganism integration monitoring system was compared with routine monitoring schemes.

Key wordsHuangshan Scenic Area；Internet of things；Ecological environment quality monitoring；Heavenearthorganism integration monitoring system

生态环境监测是解决生态环境问题的基础，而目前我国生态环境监测存在范围和要素覆盖不全，建设规划、标准规范与信息发布不统一，信息化水平和共享程度不高，监测与监管结合不紧密等突出问题[1-3]。深化生态环境监测、促进生态环境监测网络的建立是实现信息共享、环境统一管理的重要途径[4]。笔者以黄山风景区为例，基于互联网+、大数据、云平台等高科技信息技术，对黄山风景区全面设点，建立统一的生态环境监测网络，初步形成 “天地一体化”的监测网络，旨在全面、快速地反映景区生态环境质量，实现景区高效、安全、绿色生产及自然生态环境保护服务。

1研究区概况

1.1自然地理特征

黄山风景名胜区位于安徽省南部的黄山市内，地处118°01′～118°17′E，30°01′～30°18′N，连绵横亘于古徽州中心。黄山生态系统稳定平衡，植物群落完整而垂直分布，景区森林覆盖率为98.29%，有高等植物252科955属 2 431种。研究区地处湿润亚热带，气候复杂，年平均气温6～15 ℃，多年平均年降水量为2 394.4 mm。多年平均云雾日达256 d，易形成“云海”、雨凇、雾凇等自然景观。

1.2研究范围研究范围以国务院批复的黄山风景区总体规划面积 160.6 km2 为核心区，并考虑保护地带及毗邻景区周边乡镇作为缓冲区，面积约490 km2。重点调查核心区生态环境状况，缓冲保护区内生态环境调查将选取区域内重点乡镇进行研究，如图1所示。

2环境空气质量监测网络物联网功能规划

2.1总体规划

天-地-生一体化监测系统是根据监测要求适当采购相应的仪器，逐渐完善监测站配置，对部分指标采用自动监测仪器开展实时、在线监测工作，结合 3S技术（RS、GIS、GPS）的动态监测，实现黄山风景区全面设点，建立统一的生态环境监测网络，并统一规划、整合优化现有环境质量监测点位，涵盖大气、水、土壤、噪声、植被等要素，基于互联网信息技术，将监测数据传输至大数据云平台，实现黄山风景区生态环境监测的互联网模式。黄山风景区环境空气质量监测网络物聯网功能框架示意图如图2所示。

2.2水环境监测

水环境监测依照《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）、《城镇污水处理厂污水污泥排放标准》（GJ 3025-93）、《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164—2004）等标准合理选取监测点位和指标，对黄山风景区的地表水、地下水、饮用水及污水处理站出水等水质开展每季度一次的常规监测，同时在每年的丰水期和枯水期对地表水和地下水增加部分监测项目进行监测。

2.3土壤监测

通过遥感技术对GPS变型位移、边坡、泥石位移、地裂缝、水土流失等进行观测，开展风景区内地质灾害监测。重点监测点位为前山（温泉）、北大门（松谷）、西大门（钓桥）、山上（天海）4个点位。具体监测指标与方法见表1。

2.4声环境监测

黄山风景区噪声主要来自宾馆、饭店、商店、文化娱乐设施、居民生活和车辆运行，该方案在主要通道和游客密集地共设置4个噪声监测点，分别为北大门、西大门、南大门、天海。按照《声环境质量标准》（GB3096—2008）中规定的方法，采用噪声统计分析仪对4个点位的昼、夜间噪声情况进行测定，主要指标为昼间、夜间等效连续A声级，社会区域噪声Leq、L10、L50、L90、Lmax、Lmin。观测频度为1次/季度，不少于3次；观测场地为松谷、钓桥、温泉、天海。

2.5植物、森林群落监测

重点监测点位设在迎客松、黑虎松、重点古树名木以及黄山特有植物。通过空间遥感影像观测植物区，收集并建立野外光谱模型库。利用野外光谱在线观测系统，自动在线观测叶片、冠层尺度的实时光谱数据，及时汇集样点数据，得到景观或区域尺度的光谱特征，分析植物的生物量和生长状况、叶绿素含量、冠层结构、光合作用对入射光的利用效率；估算叶片生化组分、籽粒品质、纤维素和木质素干燥状态的碳含量；估测植被中与胁迫性相关的色素、植被冠层中水分含量、重金属污染程度等。具体监测内容及方法如表2所示。

2.6环境空气质量监测

根据《环境空气质量标准》（GB 3095—2012），选取相应的指标，开展风景区内大气环境监测。由于黄山风景区多云雾的气象特征，在基本气象观测系统基础上建立云雾降水特征观测系统，测量下落雨滴的总量、大小、强度和运动速度。常规气象要素和大气环境监测指标与方法见表3。

3实施途径分析及比较

3.1天-地-生一体化监测系统实施途径

黄山风景区东部和西部侧重强调自然生态系统的保持，以林地和风景游赏用地为主，主要用于开展生态旅游。考虑景区用地布局，东部和西部利用程度较低，南部、北部利用程度较高，中部利用程度一般，因此目前监测点位主要集中布设在南部、北部和中部（图3）。

基于正在建设的“黄山风景区生态环境监测体系基础数据库”以及遥感监测数据分析，识别区域生态环境监测关键要素与重要节点，建成由9个监测站点组成的生态环境监测网络，为实现黄山全域的空间插值和区域环境拟合趋势面评价提供基础依据。

3.2实施途径的分析及比较

3.2.1监测数据适用性原理分析。

黄山风景区创新实施的天-地-生一体化监测系统采用多种融合式检测方式，适应于多种检测原理、检测方式及形式。该方案将系统采用的监测原理方法与国标原理方法进行差分统计分析，定期标定与校准系统误差，从而保障了数据的精确度和准确度。

3.2.2实时感知连续在线多指标监测。

该方案能够连续、实时、在线、快速、有效、自动地从黄山风景区生态系统中获取各種类型的环境指标监测数据。在常规监测过程中，要严格控制采样时间、实验室分析过程中的操作步骤及相关试验条件[5]。与常规方案相比，该方案具有高效性和时效性。

3.2.33S技术和地面监测相结合。