国家级自然保护区场景下的信息化建设方案研究

刘俊 蒋友文 孟斌

国家级自然保护区现多为人工管理，缺少系统的信息化建设体系。信息化技术的快速发展的今天，我国的国家级自然保护区迫切需要由传统的人工管理模式走向智慧化管理模式，通过信息化手段实现自然保护区全方位监测，促进保护区相关科研成果的产出和转化，改善保护区宣教条件，发挥保护区的社会服务功能。

自然保护区是为保护各种重要的生态系统及其相关环境、拯救各种濒危的生物物种、保护自然历史遗产等而划定的进行保护和管理的特殊地域。自然保护区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。在我国，保护区多有地势偏远、地形复杂、覆盖面大、资源监测和保护任务重的特点。

自然保护区的建设需要通过对现有保护基础设施设备的整合和优化，使国家级自然保护区的基础设施设备设置更加科学合理；采取形式多样的保护措施，最大限度地保护好保护区内自然环境、自然资源和自然景观，使其免遭破坏和污染，维护区域生态系统的原真性和完整性；并且通过各项保护工程的实施，使正在退化或已遭破坏的生态系统得到恢复，使自然保护区的生态系统更加稳定，结构更加合理，各物种种群数量不断增加，使正在流失的人文资源得到保护和恢复，自然保护区生态质量得到进一步提高；建立健全的自然保护区管理体制和运行机制，形成较为完善的保护管理体系。全面保护好现有的自然和人文资源；探索保护与利用协调发展的有效途径，为科学地管理自然、保护自然、实施可持续发展战略提供样板、最终达到人与自然和谐共处。

本文通过构建保护监测、科研工作和宣教工作三大体系，形成自然保护区的信息化监测体系，从而实现自然保护区全方位监控覆盖，促进保护区建设与管理相关科研成果的产出和转化，进一步改善保护区宣教条件，发挥保护区的社会服务功能，使保护区成为科普教育、生态文明教育基地。

（一）人工管理效能低下

在我国，保护区多有地势偏远、地形复杂、覆盖面大、资源监测和保护任务重的特点，且信息化建设较为滞后，多为人工管理。人工管理则存在巡护监测情况掌握不清楚、监管效率低、管护压力大等问题。

（二）灾害预警和突发情况下快速响应能力偏低

在人工管理模式下，这些数据需要人定期到现场进行观察和手工记录，数据来源不够及时、准确，这大大降低了保护区在灾害预警和突发情况下快速响应的能力。

（三）数据资源综合利用率偏低

在人工管理模式下、各项数据的收集和整理是以手工填写和纸质存档的方式进行的。这种方式不仅很难将多项关联指标相对比，更不能及时将数据进行分享，大大降低了数据的利用率。

（四）宣教工作不到位

自然保护区宣传教育设施缺乏、设备落后，以及保护区管理人员的不足，使保护区宣教范围不广、力度不够，也未起到更加全面有效的作用。

（一）保护监测体系

构架保护监测体系，通过先进技术与设备，对整个保护区布下完整的监控覆盖网络，提高管护效率与准确度，缓解管护压力，解决保护区灾害预警和突发情况下快速响应能力不足的问题，实时对保护区进行全方位监控覆盖，建立高效畅通的保护管理沟通渠道，使保护区能更加全面有效地开展管护工作。总体架构如图所示。

1.前端感知设备

根据保护区生态特点，前端设备建设包括：建设具备可靠的烟火识别算法及引擎的火情监测智能终端，实现火情早期发现、有效降低烟火识别误报率、提高烟火识别的准确度等特点，从而解决保护区内森林防火预警问题；建设基于长焦高清的视频监控设备，实现对野生动物及栖息地、人为活动等进行视频实时监控，大大提高保护区的监管能力；建设基于无线红外自动触发照相机，通过网格化部署，实现野生动物视频监控数据的实时回传，降低设备数据采集难度，避免巡护人员及外业调查人员频繁进出重点野生动物活动区域，减少人类干扰，避免人兽冲突，从而实现对野生动物种群数据的监测和调查；在关键道路、出入卡口、重点区域等主要区域，部署卡口监控智能终端，对进出保护区的车辆、人员进行7×24小时监控和录像。

2.传输及基础设施

保护监测体系采用运营商现有网络及无线网桥等技术，实现整个保护区内设备及网络的联通。

根据需要，部署包括服务器、存储、安全及网络设备等，用于支撑整个系统前端及后端的应用。

3.全面的人类活动监管、野生动物种群监测业务应用系统

结合野生动物监测和人类活动监测的业务特点，系统后端管理平台应具备：野生动物物种名录、野生动物监测数据运维管理及数据统计分析、人类活动监测数据管理与统计分析、监控设备运维管理等业务系统。

4.指挥中心中控系统建设

在自然保护区建设指挥中心，用于监控、处突、会议、决策等，实现对自然保护区的监测预警、信息报送、指挥调度、协同联动、会商决策等需要。将各个系统有机的整合在一起，以实现集中控制为目标，通过显示系统、数字会议系统等满足决策的要求，实现本地、遠程的灵活控制，实现智能化、一体化管理。

（二）科研工作体系

保护区除保护现有生物资源外，更重要的职责是对现有的森林及野生动植物资源进行科学研究，以便更好地保护生物多样性。保护区内生物多样性丰富，生态系统极为复杂，科研领域广、内容多，开展科研监测意义重大。通过构建科研工作体系解决自然保护区科研工作中数据的收集、整理、对比和分析的问题，充分发挥保护区的资源优势，促进保护区建设与管理相关科研成果的产出和转化，把科研成果作为保护区自然资源保护管理最直接的科学依据，从而更好地推动保护区内科学研究工作。

自然保护区区域广，地势复杂，缺乏针对科研监测的设施设备及监测巡护车辆等。可根据自然保护区实际情况，配备相应的科研辅助设备（数码单反相机、数码摄像机、红外数码夜视仪、红外线自动触发相机、电脑、帐篷、GPS等），用于日常科研工作。并建立相应的管理制度，从而保证科研工作的规范性及持续性等。

（三）宣教工作体系

保护区宣传教育设施缺乏、设备落后，以及保护区管理人员的不足，使保护区宣教范围不广、力度不够，也未起到更加全面有效的作用。通过构建宣教工作体系，进一步改善保护区宣教条件，发挥保护区的社会服务功能，使保护区成为科普教育、生态文明教育基地，使保护区周边社区群众的自然保护和生态文明意识得到加强。

自然保护区具有良好的自然资源和景观资源，通过建设具备开展自然教育与科普宣传能力为一体的自然科普教育基地，充分融合多媒体的多样化表现形式，设计集趣味性、科普性、科技性于一体的自然教育课程，实现保护区的教育及科普功能。

建立志愿者交流与合作机制，开展志愿服务能力建设，建设自然保护地志愿者队伍，鼓励公众与保护组织参与保护地科研宣教工作，发挥组织和桥梁作用，定期开展面向自然保护区工作人员、社会公众及社区居民等不同人群的教育培训活动，把面向社会开展自然教育、提高公众生态保护意识纳入保护区的重要工作日程。

针对自然保护区，构建数字化解说系统，为公众提供智慧化生态解说服务，让公众在游自然保护区的同时，激发其对自然生态环境的兴趣，了解生态系统、动植物、自然保护区保护的相关知识，感受自然保护区环境的优美和乐趣。

本研究在自然保护区信息化建设行业中具有普适性。通过对自然保护区现有问题的分析和研究，构建国家级自然保护区场景下的信息化建设体系，全面提高自然保护区保护管理信息化水平，进一步提高科普宣教能；以科技为依托，以自然保护为根本，以促进保护区和周边社区的可持续发展为目的，以加强自然保护区有效保护和提升管理水平为突破口，构建智慧保护监测体系。

作者单位：中通服咨询设计研究院有限公司

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