佘先明

（湖南應用技術學院，湖南 常德 415100）

云南省桃花源旅游景區(qū)在維護景區(qū)生態(tài)平衡的基礎上，借助其獨特的資源優(yōu)勢發(fā)展生態(tài)旅游，相繼建成了野象谷、望天樹、綠石林、雨林谷、夢源奇景等生態(tài)旅游景區(qū)。通過構建生態(tài)旅游景區(qū)，普及了自然科學知識，增強了游客的自然保護意識，全國科普教育基地的功能和云南科普教育基地已經(jīng)完成。通過先進的現(xiàn)代科技手段監(jiān)測景區(qū)生態(tài)環(huán)境動態(tài)，獲取實時的景區(qū)生態(tài)環(huán)境信息，對于保護桃花源旅游景區(qū)生態(tài)權益、防災減災、保護景區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。目前，隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術的不斷成熟，桃花源旅游景區(qū)已開發(fā)應用了先進的智能生態(tài)環(huán)境監(jiān)測設備，在維護景區(qū)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測設備普遍采用的數(shù)據(jù)傳輸管理系統(tǒng)為INMARSAT、ARGO。這些源自國外的系統(tǒng)，不僅保密性差，而且自主性低。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自主研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可快速功能定位、精確定時、發(fā)送和接收短消息。筆者設計了一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，將短報文通信與移動通信相結合，能夠?qū)崿F(xiàn)對景區(qū)生態(tài)環(huán)境的遠程、實時、自動、全天候監(jiān)測，具有較高的穩(wěn)定性和安全性。

1 BDS與氣象及大氣環(huán)境

由于能提供“北斗一號”氣象保障服務，“北斗+”已經(jīng)被廣泛用于氣象領域。氣象數(shù)據(jù)的傳輸方式不一而足，使用最廣泛的當屬以下三種：一是基于聯(lián)通和移動通信技術的GPRS和4G模式；二是短波無線電；三是基于衛(wèi)星通信的VSAT通信站。目前，中國已經(jīng)建成了以北斗為基礎的氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，由衛(wèi)星發(fā)射站、北斗系統(tǒng)以及國家和省級服務平臺組成。自動氣象站采集的氣象數(shù)據(jù)將傳輸?shù)奖倍吠ㄐ沤K端。同時，基于北斗氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還具有特殊化的短報文通信功能，能有效傳輸偏遠地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)。如果能掌握基本的天氣情況，地面主站就可以對遠程站的北斗通信終端加以控制，對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率加以調(diào)整。在氣象監(jiān)測預警方面，北斗系統(tǒng)包括氣象監(jiān)測、大氣探測。有利于消除衛(wèi)星位置的誤差變化，獲取信息，支持桃花源旅游景區(qū)生態(tài)氣象觀測有效和準確的生態(tài)氣象數(shù)據(jù)。有學者利用北斗多軌特性，將反演系統(tǒng)與反射可見區(qū)MEO等衛(wèi)星聯(lián)合反演，可以降低噪聲誤差。BDS也被廣泛應用于大氣探測領域，尤其是基于北斗鑄型機載區(qū)域氣象傳感器、探測器通過整合風北斗衛(wèi)星定位模塊、無線傳輸模塊等，可實現(xiàn)儀器外線投籃后空氣數(shù)據(jù)檢測、采樣和數(shù)據(jù)傳輸，以獲取空氣的功能信息。此外，許多氣象站在水汽電離層監(jiān)測領域使用北斗系統(tǒng)，可以有效監(jiān)測區(qū)域性變化。在大氣環(huán)境方面，北斗系統(tǒng)可以監(jiān)測氣壓、溫度、濕度、降雨等氣象數(shù)據(jù)。徐博良等[1]提出了基于北斗系統(tǒng)的空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案，構建了由氣壓采集模塊、溫濕度采集模塊、PM2三部分構成的數(shù)據(jù)采集終端。在采集模塊、北斗模塊、交換板模塊作用下，可以將數(shù)據(jù)傳遞給客戶端以及服務器平臺。軟件界面的地圖通過調(diào)用百度地圖API實現(xiàn)實時定位?，F(xiàn)有研究有效結合了BDS技術和ZigBee技術，在此基礎上開發(fā)了環(huán)境參數(shù)實時采集系統(tǒng)，可以采集溫度、濕度、壓力、光強等參數(shù)，拓寬了監(jiān)測范圍，提升了監(jiān)測質(zhì)量和監(jiān)測效率。

2 系統(tǒng)功能和性能

基于北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)的桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要由生態(tài)環(huán)境監(jiān)測終端、信息綜合服務平臺構成。北斗桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測終端同時兼具定位功能、通信功能、數(shù)據(jù)采集功能，能借助移動通信網(wǎng)絡將相應數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒕C合服務平臺[2-5]。繼而由平臺統(tǒng)一分析處理接收的數(shù)據(jù)，構建數(shù)據(jù)庫，存儲數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)。

基于北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)主要有以下功能：1）實時定位功能，實時定位桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境動態(tài)。2）實時監(jiān)控功能，實時監(jiān)控桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境參數(shù)，如溫度、鹽度、pH值、葉綠素、水質(zhì)變化等，并以用戶需求為依據(jù)，定制監(jiān)測內(nèi)容。3）數(shù)據(jù)處理功能，實時解析數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)。4）信息警告功能，一旦監(jiān)控值超出正常范圍，系統(tǒng)會及時發(fā)出警告信息。同時，對比分析已收集的桃花源旅游景區(qū)生態(tài)數(shù)據(jù)，預測景區(qū)生態(tài)環(huán)境趨勢，幫助用戶及時準確的定位潛在風險，以便用戶能預先采取有效化措施，從根源上杜絕風險發(fā)生的可能性。5）電子圍欄功能，用戶可在特定區(qū)域內(nèi)放置生態(tài)環(huán)境監(jiān)測終端，一旦終端移動出電子圍欄，系統(tǒng)會及時發(fā)出警告信息。6）數(shù)據(jù)概述功能，對收集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計處理，可通過終端監(jiān)控跟蹤，了解景區(qū)生態(tài)環(huán)境變化。7）用戶管理功能，個人用戶管理包括用戶基本信息、用戶權限，設備管理包括設備的基本信息綁定、解綁定等。平臺開發(fā)采用B/S結構，界面友好，方便用戶和系統(tǒng)交互。

平臺軟件包括數(shù)據(jù)處理、實時監(jiān)控、統(tǒng)計報告、異常報警和用戶管理模塊：1）數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，并存儲數(shù)據(jù)。2）實時監(jiān)控模塊顯示終端位置，監(jiān)控數(shù)據(jù)和電子圍欄信息實時顯示電子海圖。3）統(tǒng)計報表模塊可以播放終端的歷史軌跡，也可以總結類別或時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)。4）異常報警模塊設置報警信息和電子圍欄，在出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出正常范圍或終端移出電子圍欄情況時，系統(tǒng)會自動發(fā)出預警信息。5）用戶管理模塊通常用于個人用戶管理、設備管理。在科學技術發(fā)展的帶動下，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方式也不一而足。多數(shù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)普遍存在智能化水平低、實時性能欠缺、遠程通信技術盲區(qū)等問題，許多研究以BDS、物聯(lián)網(wǎng)、云存儲技術為基礎，設計出了實時性、功能齊全的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能更高效而準確地獲取景區(qū)生態(tài)環(huán)境參數(shù)。

“北斗+技術設備”構建桃花源旅游景區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結構可分為浮標單元系統(tǒng)、岸站單元系統(tǒng)。其中，浮標單元系統(tǒng)以桃花源旅游景區(qū)生態(tài)浮標為平臺，在平臺上集成傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和北斗用戶飛行器。同時岸站單元系統(tǒng)配備北斗終端、數(shù)據(jù)接收模塊，通過數(shù)據(jù)通信技術，實時采集、實時傳輸桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境參數(shù)。空氣質(zhì)量傳感器，優(yōu)化了傳統(tǒng)空氣質(zhì)量監(jiān)測模式，實現(xiàn)了空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測。

3 結果與分析

3.1 沒有可依據(jù)的技術規(guī)程

筆者通過參考國內(nèi)相關文獻資料發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)階段還沒有制定旅游影響監(jiān)測的統(tǒng)一化技術法規(guī)/標準?！蹲匀槐Ｗo區(qū)生態(tài)旅游規(guī)劃技術規(guī)范》提出了自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容主要包括保護區(qū)生物資源、保護區(qū)自然景觀、保護區(qū)水環(huán)境、保護區(qū)空氣環(huán)境、保護區(qū)土壤環(huán)境等，同時也明確界定了監(jiān)測指標選擇標準，即 “生態(tài)環(huán)境監(jiān)測要以自然保護區(qū)生生態(tài)特征為主要依據(jù)，選擇一些象征性的景區(qū)事物來代表指數(shù)和固定位置，建立相應的監(jiān)控程序，在一個森林類型旅游區(qū)，指標可能包括植被結構、土壤和動植物種群等，不同的指標需要對應不同的監(jiān)測方法。”國內(nèi)外學者分別基于生態(tài)旅游對生態(tài)環(huán)境、動植物影響機理的角度出發(fā)，深入探究分析了自然保護區(qū)生態(tài)旅游對當?shù)厣鷳B(tài)平衡、野生動物行為的影響作用。這些研究對象明確，方法針對性強，對構建生態(tài)環(huán)境監(jiān)測指標體系具有較高的參考價值。

3.2 監(jiān)測的指標具有指示性

桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測風景區(qū)、野生大象谷景區(qū)的活動，桃花源旅游景區(qū)管理局根據(jù)云南省地方標準《自然保護區(qū)和國家公園的生物多樣性監(jiān)測技術法規(guī)》編制了桃花源旅游景區(qū)監(jiān)測業(yè)務。只有云南省桃花源旅游景區(qū)將“旅游影響監(jiān)測”列為生物多樣性監(jiān)測對象。監(jiān)測指標和其他單獨設置的實現(xiàn)方法如下：根據(jù)景區(qū)的實際情況，采用跟蹤監(jiān)測的方法在景區(qū)設置樣帶，每年監(jiān)測一次。桃花源旅游景區(qū)的旅游影響生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、熱帶雨林監(jiān)測指數(shù)，設立并實施監(jiān)測區(qū)域。熱帶雨林、可見樹木和亞洲象都被列為旅游影響監(jiān)測指標。桃花源旅游景區(qū)旅游影響監(jiān)測指標具有指示性和代表性。

3.3 監(jiān)測需進一步補充完善

桃花源旅游景區(qū)的生態(tài)旅游影響著生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測。基于監(jiān)測地點、檢測指標的角度而言，桃花源旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)只覆蓋了5個景點，僅僅收集了游客人數(shù)指標。借助保護區(qū)的資源優(yōu)勢，構建生態(tài)旅游景區(qū)，開展生態(tài)旅游活動，可以向游客廣泛普及自然科學知識，潛移默化地培養(yǎng)游客的環(huán)保意識，強化游客環(huán)保行為，循序推進保護區(qū)科普教育功能。布設了基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，并嚴格遵循相關規(guī)定，多次聯(lián)合測試環(huán)境監(jiān)測終端以及綜合信息服務平臺，滿足了性能、功能設計要求。相比于其他環(huán)境檢測系統(tǒng)，基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有以下顯著特征：安全性、穩(wěn)定性、便捷性、實用性，發(fā)展前景較好。同時，中國自主研發(fā)北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)目前已投入使用，在環(huán)境監(jiān)測方面卓有成效。