云端巡护·智慧共生 | 国家公园数智化管理体系建设方案

建设背景

 

在全球生态保护的宏大叙事中,国家公园作为自然生态系统的精华所在,既承载着保护典型生态系统和珍稀物种的使命,又通过提供环境相容的精神、科学、教育、休闲和游憩机会,实现人与自然和谐共生‌。

当前,5G、AI和物联网等技术的快速发展,使传统保护模式难以适应国家公园精细化、动态化管理需求。本方案拟构建"空天地一体化"智能监测网络,基于云计算、大数据和AI算法建立智慧管理框架,旨在实现国家公园生态保护智能化升级管理决策科学化转型社会效益协同化发展三大目标。

建设原则

 

科学规范‌:严格遵循技术标准,客观反映监测对象动态变化。

点面结合‌:全面规划生态感知体系,重点覆盖珍稀物种与特殊生境。

灵活布局‌:合理设置长期与流动监测站点,适应季节性变化。

智能联动‌:应用3S、物联网等技术,提升科研、巡护等管理能力。

共建共享‌:对接国家监测网络,引导多方参与数据共享与保护。

安全便捷‌:强化数据防护,提供简洁易用的操作界面。

高效运维‌:通过智能化工具实现快速维护与系统升级。

技术架构

 

本方案以“天基卫星观测-空基无人机巡航-地基物联感知”多维度采集数据为基础,形成“四层联动”技术体系:

国家公园技5555架构 .jpg

① 数据采集与传输层:

整合卫星、无人机集群、地面传感器、高清监控阵列、红外相机阵列等,形成立体感知终端,实现区域生态环境稳定性、生物多样性及人为活动的全天候动态感知。

② 数据预处理与存储层:

依托边缘计算节点实现核心区数据实时预处理,通过混合云架构保障海量监测数据的安全存储与高效调用,破解设备兼容性差、数据孤岛等瓶颈。

③ 数据处理与分析层:

构建“国家公园数智中台”,聚焦多源数据融合、AI模型构建及可视化分析,利用深度学习解析光谱特征、点云数据,建立自然灾害分析模型、物种识别模型等。

 应用层:

赋能四大核心场景:生态保护、灾害预警、旅游管理、科研支撑,通过“一数一源、一网通办”模式,推动监测数据跨部门共享、保护决策跨系统协同,满足自然资源“全域-全程-全要素”智慧治理需求。

应用模块

 

本方案围绕生态保护智能化升级、管理决策科学化转型、社会效益协同化发展核心目标,聚焦地质奇观保护、生物多样性维护、灾害风险防控、生态旅游协同的雨雾需求,形成全域覆盖、多源协同的智慧化监测网络及应用模块,为国家公园保护提供科学支撑。

 

1

构建基础本底数据库

▸ 部署激光雷达测绘+卫星遥感系统

▸ 构建三维地质模型与生态数据库

▸ 地形地貌、土壤水文等参数动态更新
▸ 支撑保护区划科学调整
 

2

资源环境监测

▸ 水质监测浮标网络
▸ 空气质量微型站
▸ 无人机+AI识别植被覆盖度
 

3

生物多样性监测

▸ 红外相机网格+声纹监测系统

▸ 珍稀物种、生态廊道、入侵物种监测

 

4

灾害与人类活动监测

▸ 自然灾害监测与演变模拟

▸ 人类活动异常行为监测

▸ 游客密度监测、生态承载阈值预警
 

5

社区与旅游管理

▸ 全域智能导览系统

▸ 游客量预测及分流‌

▸ 电子围栏

▸ 构建消费、环境监测等多源数据驾驶舱,辅助社区经济规划‌
 

6

科研与文化遗产监测

数字孪生应用:

▸ 古树名木生命体征监测(年轮生长AI分析)

▸ 红层盆地侵蚀模拟、古水文重建。

▸ 30年气象数据分析、植被响应模型

▸ 视觉景观敏感性、风化防护阈值

 

7

安全管理与监督

智能防控体系:

▸ 无人机自动巡航系统 
▸ 护林员网格化巡护系统
▸ 防火视频分析
▸ 卡口人车识别追踪
 

8

公众服务与宣教

沉浸式体验:

▸ AR地质遗迹解说(多语言支持)
▸ 生态教育VR课程(6大主题场景)
▸ 物种个体识别小程序(游客行为激励)
 
 

9

数据整合与应用

▸ 多源数据清洗引擎

▸ 时空大数据可视化看板

▸ 智能预警决策支持系统

 

 

2025年8月25日
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