自然保护地智能管理系统

自然保护地智能管理系统

在生态文明建设成为国家战略的今天,自然保护地作为生态系统的核心载体,其管理效能直接关系到生物多样性保护与可持续发展的成败。传统依赖人力的巡护与管理模式已难以应对日益复杂的生态挑战。为此,我们推出了集成了物联网、人工智能、大数据、AR/VR等前沿技术的自然保护地智能管理系统,旨在构建一个“感知互联、数据驱动、智能决策、高效协同”的智慧生态保护新范式。


本系统通过构建一个立体化的综合管理平台,全方位赋能自然保护地的生态保护、科研监测、科普宣教与日常运营管理,驱动保护地管理工作向数字化、智能化、可视化转型升级。


一、 系统核心架构:五层联动,构筑智慧生态保护体系

该平台采用从底层感知到顶层应用的五层逻辑架构,层层递进,形成一个完整的闭环生态系统。


1. 全面感知层(“天空地”一体化感知网络):

这是系统的“神经末梢”,负责全天候、全方位采集保护地内的各类生态数据。通过部署于“卫星遥感(天)、无人机巡查(空)、地面物联设备(地)”的多种传感器,动态监测动植物种群活动、人为干扰、环境因子(如温湿度、水质、空气质量)、火险隐患等,实现从宏观到微观的全要素数据捕获,为智能管理奠定坚实的数据基石。


2. 数智支撑层(数智融合能力支撑平台):

作为系统的“大脑中枢”,本层汇聚并处理海量感知数据。它集成了三大核心能力:


基础视频能力: 提供视频流的接入、管理、存储与分发。


智能物联能力: 统一管理各类物联网设备,并利用AI算法对视频和传感器数据进行深度分析,实现智能识别与预警。


数据服务能力: 构建生态大数据仓库,通过数据治理、分析与建模,将原始数据转化为有价值的洞察力,为上层的业务应用提供统一、高效的数据服务接口。


3. 创新宣教层(智慧宣教中心):

此层是系统连接公众的“窗口”。它打破传统展板式的宣教模式,利用5D沉浸式体验舱、LED透明屏、VR互动装置等高科技装备,结合实时生态直播画面,为访客创造身临其境的自然体验。通过生动、有趣的方式,有效传播生态保护知识,激发公众的环保意识,将保护地打造成一个充满活力的自然课堂。


4. 智慧指挥层(一体化指挥中心):

这是管理决策的“作战指挥室”。通过融合AR实景地图、VR全景应用、数字孪生“一屏统览”等技术,将保护地的实时状态进行可视化呈现。结合融合通信系统(集成了视频会议、对讲、广播等),指挥人员可以跨越空间限制,进行远程巡查、协同调度与应急指挥,大幅提升在生态监管、森林防火、应急救援等场景下的响应速度与处置效率。


5. 智能应用层(综合业务应用):

基于下层提供的各项能力,本层开发了面向不同业务场景的智能化应用,是系统价值的最终体现。核心应用包括:


生物多样性监测: 自动识别、记录和统计分析动植物物种,为科研和保护提供数据支持。


人为活动监管: 智能识别周界入侵、非法闯入、违规建设等行为,并及时告警。


森林火灾监测: 利用热成像和可见光双光谱技术,实现早期火点识别与精准定位。


生态因子监测: 对气象、水文、土壤等环境数据进行长期连续监测。


智能巡护管理: 规划巡护路线、记录巡护轨迹、线上上报事件,实现巡护工作的数字化管理。


二、 方案核心优势:从四个维度重塑保护地管理

智能化的生态保护: 变被动发现为主动预警。通过AI算法,实现对火灾、病虫害、人为干扰等生态威胁的精准识别与早期预警,将生态灾害扼杀在萌芽状态,构筑坚实的生态安全防线。


一体化的科研监测: 打破数据孤岛。构建的“天空地”一体化监测体系,为科研工作者提供了长期、连续、多维度的生态数据,极大地支撑了生物多样性研究、生态系统演变规律探索等科研工作。


多样化的科普宣教: 变单向灌输为互动体验。借助科技手段,让枯燥的自然知识“活”起来,显著提升科普的吸引力与感染力,是培养公众生态意识、打造保护地文化品牌的有效途径。


可视化的指挥调度: 变模糊指挥为精准决策。通过AR/VR与一图统览,指挥者能够“看得全、看得清、看得透”,实现信息无缝流转与指令精准下达,确保指挥调度工作高效、科学、有序。


0.00
0.00
  
参数指标

在生态文明建设成为国家战略的今天,自然保护地作为生态系统的核心载体,其管理效能直接关系到生物多样性保护与可持续发展的成败。传统依赖人力的巡护与管理模式已难以应对日益复杂的生态挑战。为此,我们推出了集成了物联网、人工智能、大数据、AR/VR等前沿技术的自然保护地智能管理系统,旨在构建一个“感知互联、数据驱动、智能决策、高效协同”的智慧生态保护新范式。


本系统通过构建一个立体化的综合管理平台,全方位赋能自然保护地的生态保护、科研监测、科普宣教与日常运营管理,驱动保护地管理工作向数字化、智能化、可视化转型升级。


一、 系统核心架构:五层联动,构筑智慧生态保护体系

该平台采用从底层感知到顶层应用的五层逻辑架构,层层递进,形成一个完整的闭环生态系统。


1. 全面感知层(“天空地”一体化感知网络):

这是系统的“神经末梢”,负责全天候、全方位采集保护地内的各类生态数据。通过部署于“卫星遥感(天)、无人机巡查(空)、地面物联设备(地)”的多种传感器,动态监测动植物种群活动、人为干扰、环境因子(如温湿度、水质、空气质量)、火险隐患等,实现从宏观到微观的全要素数据捕获,为智能管理奠定坚实的数据基石。


2. 数智支撑层(数智融合能力支撑平台):

作为系统的“大脑中枢”,本层汇聚并处理海量感知数据。它集成了三大核心能力:


基础视频能力: 提供视频流的接入、管理、存储与分发。


智能物联能力: 统一管理各类物联网设备,并利用AI算法对视频和传感器数据进行深度分析,实现智能识别与预警。


数据服务能力: 构建生态大数据仓库,通过数据治理、分析与建模,将原始数据转化为有价值的洞察力,为上层的业务应用提供统一、高效的数据服务接口。


3. 创新宣教层(智慧宣教中心):

此层是系统连接公众的“窗口”。它打破传统展板式的宣教模式,利用5D沉浸式体验舱、LED透明屏、VR互动装置等高科技装备,结合实时生态直播画面,为访客创造身临其境的自然体验。通过生动、有趣的方式,有效传播生态保护知识,激发公众的环保意识,将保护地打造成一个充满活力的自然课堂。


4. 智慧指挥层(一体化指挥中心):

这是管理决策的“作战指挥室”。通过融合AR实景地图、VR全景应用、数字孪生“一屏统览”等技术,将保护地的实时状态进行可视化呈现。结合融合通信系统(集成了视频会议、对讲、广播等),指挥人员可以跨越空间限制,进行远程巡查、协同调度与应急指挥,大幅提升在生态监管、森林防火、应急救援等场景下的响应速度与处置效率。


5. 智能应用层(综合业务应用):

基于下层提供的各项能力,本层开发了面向不同业务场景的智能化应用,是系统价值的最终体现。核心应用包括:


生物多样性监测: 自动识别、记录和统计分析动植物物种,为科研和保护提供数据支持。


人为活动监管: 智能识别周界入侵、非法闯入、违规建设等行为,并及时告警。


森林火灾监测: 利用热成像和可见光双光谱技术,实现早期火点识别与精准定位。


生态因子监测: 对气象、水文、土壤等环境数据进行长期连续监测。


智能巡护管理: 规划巡护路线、记录巡护轨迹、线上上报事件,实现巡护工作的数字化管理。


二、 方案核心优势:从四个维度重塑保护地管理

智能化的生态保护: 变被动发现为主动预警。通过AI算法,实现对火灾、病虫害、人为干扰等生态威胁的精准识别与早期预警,将生态灾害扼杀在萌芽状态,构筑坚实的生态安全防线。


一体化的科研监测: 打破数据孤岛。构建的“天空地”一体化监测体系,为科研工作者提供了长期、连续、多维度的生态数据,极大地支撑了生物多样性研究、生态系统演变规律探索等科研工作。


多样化的科普宣教: 变单向灌输为互动体验。借助科技手段,让枯燥的自然知识“活”起来,显著提升科普的吸引力与感染力,是培养公众生态意识、打造保护地文化品牌的有效途径。


可视化的指挥调度: 变模糊指挥为精准决策。通过AR/VR与一图统览,指挥者能够“看得全、看得清、看得透”,实现信息无缝流转与指令精准下达,确保指挥调度工作高效、科学、有序。



层级/模块设备类别具体硬件名称主要功能描述
感知层
(天空地一体化)
高空瞭望监测双光谱(热成像/可见光)云台摄像机实现大范围、远距离的森林火情监测、烟雾识别及日常全景监控。

地面视频监控高清网络球机/枪机对重点区域、出入口、道路进行细节监控,支持行为分析、人数统计等。

生态物联监测气象监测站、水质监测站、土壤监测站实时采集温度、湿度、风速、风向、降雨量、水质参数、土壤墒情等环境数据。

生物多样性监测红外相机、鸟类监测雷达、声音记录仪无干扰地监测记录兽类、鸟类等野生动物的活动、种类和数量。

人为活动监测周界入侵报警系统(振动光纤/电子围栏)、无人机巡护系统防范非法入侵,对违规建设、盗伐盗猎等行为进行空中巡查与取证。

巡护管理终端手持智能巡护终端/PAD用于巡护人员接收任务、上报事件、记录轨迹、实时通信与数据查询。
网络传输层有线/无线通信工业级交换机/路由器组建保护区核心有线网络,保障数据传输稳定。


无线网桥/4G/5G通信模块在无有线网络覆盖的野外区域,实现视频和数据信号的无线回传。

专网通信数字集群对讲系统(PoC公网对讲/专网基站)实现保护区内巡护人员、指挥中心之间的即时语音通信与组呼。
支撑与平台层计算与存储云服务器/边缘计算服务器部署平台软件、运行AI算法、处理业务逻辑。


网络存储设备(NVR/IPSAN)集中存储和管理海量的视频录像、图片及结构化数据。

核心平台设备智能分析服务器、数据服务器专门用于视频智能分析、生态大数据处理与建模。
宣教中心显示与互动LED大屏/透明屏、液晶拼接屏用于展示宣传片、生态直播画面、保护成果等。


5D/4D沉浸式体验舱、VR互动体验设备为访客提供震撼的沉浸式自然体验,增强科普趣味性。

广播与讲解数字音响系统、无线讲解系统用于背景音乐播放、应急广播和团队讲解。
指挥中心显控系统小间距LED显示屏/LCD拼接大屏作为“智慧大脑”的可视化核心,一屏统览所有业务信息。


分布式坐席协作系统实现多信号源灵活调度、跨屏幕交互控制,提升指挥效率。

融合通信视频会议终端、麦克风、音响支持与上级部门、野外巡护人员的远程视频会商与指挥。

指挥坐席一体化操作台、指挥坐席为指挥、调度、值班人员提供专业、舒适的工作环境。
基础设施动力与环境UPS不同断电源、防雷接地系统保障所有电子设备在断电、雷击等异常情况下稳定运行。


精密空调、环境监控系统为机房和设备间提供恒温恒湿的运行环境,并实时监控其状态。