劉志偉　胡銳　徐志鴻　呂雪蕾

摘要：智慧國(guó)家公園是現(xiàn)代化國(guó)家公園建設(shè)與管理的高效技術(shù)支撐。文中分析了國(guó)外智慧地球、智慧濕地、智慧園林、智慧城市以及國(guó)內(nèi)國(guó)家公園建設(shè)現(xiàn)狀，以滿足功能性和實(shí)用性為原則，提出智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建路徑，即構(gòu)建國(guó)家公園數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、“天空地”一體化智慧采集體系、高效數(shù)據(jù)傳輸體系、全方位大數(shù)據(jù)分析體系、智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系，以期為我國(guó)智慧國(guó)家公園體系建設(shè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：國(guó)家公園；智慧國(guó)家公園體系；構(gòu)建路徑

中圖分類(lèi)號(hào)：S759.91；F326.20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-9546（2023）04-0007-08

DOI： 10.12344/lczcyj.2023.08.02.0001

劉志偉，胡銳，徐志鴻，等.智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建路徑［J］.林草政策研究，2023，3（4）：7-14.

Pathways to Constructing Smart National Park System

Liu Zhiwei Hu Rui Xu Zhihong Lyu Xuelei

（Southwest Survey and Planning Institute， National Forestry and Grassland Administration，

Kunming 650031， Yunnan， China）

Abstract： Smart national park is an efficient technical support for the modernized construction and management of national parks. This paper analyzes the international efforts in building smart earth， smart wetland， smart garden and smart city as well as of national park establishment at home， and puts forward the pathways to smart national park system in compliance with the principle of functionality and practicability， including data standard system， space-air-ground integrated data collection system， efficient data transmission system， all-round big-data analysis system and application service system for smart national park. The study aims to provide references for future establishment of smart national park system.

Keywords： national park; smart national park system; pathways to system building

國(guó)家公園是自然生態(tài)系統(tǒng)最重要、自然景觀最獨(dú)特、自然遺產(chǎn)最精華、生物多樣性最富集的區(qū)域，處于我國(guó)生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的關(guān)鍵區(qū)域^［1］。智慧國(guó)家公園是個(gè)全新的理念，是探索國(guó)家公園體制新道路的宏偉藍(lán)圖和長(zhǎng)期目標(biāo)^［2］。智慧國(guó)家公園體系建設(shè)在一定程度上彌補(bǔ)了國(guó)家公園生態(tài)監(jiān)管及調(diào)控盲區(qū)，能有效提升國(guó)家公園環(huán)境治理能力水平，推進(jìn)智慧國(guó)家公園建設(shè)為綠色可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航，并有效促進(jìn)人與自然和諧共生，是貫徹落實(shí)新發(fā)展理念的有效路徑。

中共十八大以來(lái)，以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視信息化發(fā)展，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、總體布局，作出建設(shè)數(shù)字中國(guó)的戰(zhàn)略決策^［3-4］。中共十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究，拓展實(shí)施國(guó)家重大科技項(xiàng)目，突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)提供有力支撐^［5］。國(guó)家林業(yè)和草原局也于2020年7月啟動(dòng)林草生態(tài)網(wǎng)絡(luò)感知系統(tǒng)建設(shè)，加快現(xiàn)代化信息技術(shù)使用，推行網(wǎng)格化、精細(xì)化資源管理，以實(shí)現(xiàn)多功能、全天候、全覆蓋的監(jiān)管監(jiān)測(cè)工作目標(biāo)^［6］。智慧國(guó)家公園體系建設(shè)是全面建成智慧林業(yè)的重要舉措，更是林草業(yè)順應(yīng)時(shí)代潮流、實(shí)現(xiàn)智慧化躍進(jìn)的良好機(jī)遇。在此背景下，本文通過(guò)梳理國(guó)外智慧系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)智慧國(guó)家公園體系建設(shè)現(xiàn)狀，從國(guó)家公園數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、“天空地”一體化智慧采集體系、高效數(shù)據(jù)傳輸體系、全方位大數(shù)據(jù)分析體系、智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系等方面提出智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建路徑，以高質(zhì)量構(gòu)建智慧國(guó)家公園體系。

1 國(guó)外智慧系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)外專(zhuān)門(mén)針對(duì)智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建的研究未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，但其在智慧地球、智慧濕地、智慧園林、智慧城市等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。

1）智慧地球。2008年11月初，在紐約召開(kāi)的外國(guó)關(guān)系理事會(huì)圓桌會(huì)議上，IBM首席執(zhí)行官彭明盛先生發(fā)表“智慧的地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)人議程”的主題演講，首次提出了“智慧地球”概念，其目標(biāo)是讓世界運(yùn)轉(zhuǎn)智能化^［7］。“智慧地球”利用最新的信息技術(shù)改變各種交互方式，包括人、企業(yè)、組織、政府、社會(huì)和自然之間，并提高交互的明確性、提高交互的效率、提高交互的靈活性和響應(yīng)速度，最終體現(xiàn)更高的智慧^［8］。

2）智慧濕地。美國(guó)佛羅里達(dá)州建立了濕地動(dòng)植物信息檢索系統(tǒng)，得克薩斯州建立了濕地信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，路易斯安娜州建立了濕地恢復(fù)空間決策支持系統(tǒng)等^［9］；通過(guò)GIS和遙感技術(shù)，卡庫(kù)姆國(guó)家公園實(shí)現(xiàn)了對(duì)園內(nèi)資源資產(chǎn)、生態(tài)旅游等的智慧化管理^［10］；美國(guó)Natl生物機(jī)構(gòu)在濕地恢復(fù)計(jì)劃的決策中應(yīng)用了GIS技術(shù)^［11］。

3）智慧園林。美國(guó)1970年起便使用信息技術(shù)對(duì)城市園林綠地進(jìn)行管理，利用微機(jī)管理程序?qū)Τ鞘芯G地的樹(shù)種、樹(shù)齡、位置等信息進(jìn)行分區(qū)分片管理。黃石公園在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面成績(jī)十分突出，對(duì)水質(zhì)、地震、火山等進(jìn)行了系統(tǒng)有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)警^［12］。城市景觀信息系統(tǒng)是“數(shù)字城市”的重要組成部分，2001年韓國(guó)開(kāi)發(fā)了此系統(tǒng)，主要用于城市景觀信息管理，在城市園林信息化管理方面發(fā)揮了重要作用^［13］。目前其已在智慧園林建設(shè)方面初步實(shí)現(xiàn)了信息管理、安全防范、環(huán)境監(jiān)測(cè)等智慧化系統(tǒng)的應(yīng)用，但其相關(guān)研究仍主要集中于具體業(yè)務(wù)點(diǎn)上，智慧園林建設(shè)缺乏整體性、系統(tǒng)性的規(guī)劃，信息化建設(shè)水平存在一定差距。同時(shí)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集分析工作也較為欠缺。

4）智慧城市。早在2009年，IBM公司認(rèn)為智慧城市建設(shè)最重要的是在城市信息通信技術(shù)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，城市管理者運(yùn)用這一技術(shù)工具對(duì)城市進(jìn)行更為精準(zhǔn)與智慧的管理與服務(wù)^［14］。此后，國(guó)外學(xué)者對(duì)于智慧城市發(fā)展路徑的研究主要集中于技術(shù)路線與城市發(fā)展戰(zhàn)略。例如，Lee等^［15］應(yīng)用QFD方法建立服務(wù)與設(shè)備之間、設(shè)備與技術(shù)之間的相互聯(lián)系，探討了智慧城市架構(gòu)過(guò)程中企業(yè)的技術(shù)路線圖與社會(huì)公共服務(wù)的協(xié)調(diào)與融合；Hashem等^［16］認(rèn)為，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是推動(dòng)智慧城市升級(jí)的重要技術(shù)背景。

2 國(guó)內(nèi)智慧國(guó)家公園體系建設(shè)現(xiàn)狀

三江源國(guó)家公園、大熊貓國(guó)家公園、東北虎豹國(guó)家公園、海南熱帶雨林國(guó)家公園、武夷山國(guó)家公園等第一批國(guó)家公園在智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建方面都進(jìn)行了嘗試，開(kāi)展了一定程度的探索^［17］。通過(guò)分析國(guó)家公園和原國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)發(fā)現(xiàn)，其基本圍繞“生態(tài)保護(hù)與修復(fù)”“資源管理”“科研監(jiān)測(cè)”“科普教育與游憩體驗(yàn)”“社區(qū)發(fā)展”“管理與運(yùn)行”等場(chǎng)景制定響應(yīng)措施，明確重點(diǎn)發(fā)展方向。

2.1 生態(tài)保護(hù)與修復(fù)

錢(qián)江源國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)通過(guò)對(duì)珍稀野生動(dòng)物的分析生成了活動(dòng)“熱力圖”，主要數(shù)據(jù)包括黑麂活動(dòng)區(qū)域、活動(dòng)時(shí)間、活動(dòng)頻率等；建立了自動(dòng)化的自然資源調(diào)查憑證管理、鑒定和信息服務(wù)體系。大熊貓國(guó)家公園在綿陽(yáng)、廣元、阿壩、雅安和涼山保護(hù)區(qū)均部署了視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大熊貓和煙火視頻采集。東北虎豹國(guó)家公園部署人臉和車(chē)輛卡口攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛智能化管理；部署生態(tài)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)設(shè)備和站點(diǎn)，對(duì)生態(tài)因子包括土壤、水質(zhì)、空氣等進(jìn)行采集回傳^［18］，快速分析生態(tài)環(huán)境質(zhì)量情況。大熊貓繁育研究基地部署了5G視頻感知設(shè)備和VR視頻感知設(shè)備。武夷山國(guó)家公園規(guī)劃建設(shè)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、森林防火系統(tǒng)、GPS車(chē)輛調(diào)度系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、多媒體展示系統(tǒng)以及電子商務(wù)系統(tǒng)等。通過(guò)“熱力圖”、視頻監(jiān)控等建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)國(guó)家公園精準(zhǔn)保護(hù)。

2.2 資源管理

國(guó)家公園及原國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)均逐步構(gòu)建“天空地”一體化監(jiān)測(cè)和管護(hù)網(wǎng)絡(luò)，深化生物多樣性本底調(diào)查，加強(qiáng)珍稀瀕危特有物種專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查和評(píng)估，構(gòu)建多樣性多維度數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)公園的數(shù)字化管理。東北虎豹國(guó)家公園通過(guò)“天空地”一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，集成了多種高科技手段，包括現(xiàn)代通訊、人工智能、云計(jì)算等，可以對(duì)國(guó)家公園內(nèi)動(dòng)植物以及人類(lèi)活動(dòng)信息和動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用北斗通信系統(tǒng)提供的定位服務(wù)實(shí)現(xiàn)森林、濕地、動(dòng)植物等自然資源的調(diào)查與巡護(hù)，實(shí)現(xiàn)巡護(hù)人員巡護(hù)過(guò)程全方位監(jiān)管，實(shí)時(shí)掌握資源巡護(hù)狀況，確保資源安全，提高巡護(hù)監(jiān)管水平。武夷山國(guó)家公園已建立智慧管理平臺(tái)，綜合運(yùn)用智能化技術(shù)，采用無(wú)人機(jī)、巡護(hù)記錄儀、紅外相機(jī)等設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)格化巡護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)家公園“天空地”全方位、全天候監(jiān)測(cè)管理，提升生態(tài)資源保護(hù)和管理能力。

2.3 科研監(jiān)測(cè)

東北虎豹國(guó)家公園建立了自然資源大數(shù)據(jù)相關(guān)分析管理系統(tǒng)，主要包括動(dòng)植物資源分析管理、陸生野生動(dòng)物野外種群調(diào)查采集、林業(yè)有害生物影響分析、生物多樣性分析等子系統(tǒng)。武夷山國(guó)家公園對(duì)生物資源、生境要素等開(kāi)展全方位全天候監(jiān)測(cè)和服務(wù)，并將資源監(jiān)測(cè)、巡護(hù)執(zhí)法、森林覆蓋率等信息通過(guò)“一張圖”管理展示。海南熱帶雨林國(guó)家公園搭建“天空地”一體化智能感知監(jiān)控體系，主要開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)、野外視頻監(jiān)測(cè)、智能傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、野外智能巡護(hù)監(jiān)測(cè)、全景AR監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)視頻直播等。

2.4 科普教育與游憩體驗(yàn)

武夷山國(guó)家公園堅(jiān)持以信息化和數(shù)字化推動(dòng)文化和生態(tài)旅游深度融合，圍繞游客服務(wù)以及景區(qū)保護(hù)管理中的突出問(wèn)題，持續(xù)推進(jìn)武夷山景區(qū)智慧管理平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)。在游客服務(wù)方面，創(chuàng)建了武夷山旅游APP、“中國(guó)武夷山”微信公眾號(hào)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)查詢(xún)及預(yù)約、刷臉入園、免費(fèi)WIFI、自助導(dǎo)游講解、自助繳費(fèi)停車(chē)、信息反饋、緊急救助等服務(wù)功能，同時(shí)建設(shè)武夷山旅游VR、AR地圖等科技體驗(yàn)應(yīng)用。普達(dá)措國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)逐步打造全息博物館項(xiàng)目，為游客提供沉浸式游覽體驗(yàn)。

2.5 社區(qū)發(fā)展

普達(dá)措國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)創(chuàng)新共建共管共享的社區(qū)發(fā)展模式：一是初步建立社區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展長(zhǎng)效扶持機(jī)制，二是不斷完善旅游收益反哺社區(qū)發(fā)展機(jī)制，三是繼續(xù)發(fā)展社區(qū)優(yōu)先就業(yè)扶持機(jī)制。海南熱帶雨林國(guó)家公園通過(guò)大數(shù)據(jù)積極探索“兩山”轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)路徑，促進(jìn)打造雨林型旅游產(chǎn)業(yè)，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，建立國(guó)家公園與周邊游憩市場(chǎng)合作共贏機(jī)制，積極培育生態(tài)旅游和森林康養(yǎng)多元化融合發(fā)展的新業(yè)態(tài)^［19］。三江源國(guó)家公園建設(shè)了生態(tài)管護(hù)員信息管理系統(tǒng)，制定科學(xué)合理的生態(tài)管護(hù)員現(xiàn)場(chǎng)信息采集與核查工作方案，有效保障人、證、檔案3項(xiàng)信息的一致性，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清查及整理，對(duì)重點(diǎn)人群、工作對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立生態(tài)管護(hù)員檔案數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。

2.6 管理與運(yùn)行

《三江源國(guó)家公園條例》指出國(guó)家公園管理機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人才培養(yǎng)，建設(shè)大數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)國(guó)家公園的智能化、信息化、精細(xì)化管理，逐步建成智慧國(guó)家公園^［20］。三江源國(guó)家公園生態(tài)大數(shù)據(jù)中心初步建立了一套系統(tǒng)（國(guó)家公園云管理系統(tǒng)），一個(gè)平臺(tái)（具備云計(jì)算能力的大數(shù)據(jù)平臺(tái)），完成了基本軟硬件建設(shè)（數(shù)據(jù)管理、傳輸管理以及信息安全）；生態(tài)大數(shù)據(jù)中心初步實(shí)現(xiàn)園區(qū)各類(lèi)多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)在統(tǒng)一時(shí)空框架下的標(biāo)準(zhǔn)處理、整合統(tǒng)籌、動(dòng)態(tài)接入、直觀展示與可信決策，為園區(qū)的人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)提供空間信息基準(zhǔn)支撐^［21］。大熊貓國(guó)家公園還建設(shè)了智慧管理平臺(tái)，涵蓋野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、人為活動(dòng)監(jiān)測(cè)、智能巡護(hù)、森林防火監(jiān)測(cè)預(yù)警、生態(tài)因子監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、社區(qū)共管、自然資源綜合管理、三維可視化等綜合管理和展示、資源共享服務(wù)等功能。祁連山國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)（青海片區(qū)）上線“智慧祁連山”平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)全面感知、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可控、林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管、物種實(shí)時(shí)保護(hù)。

海南熱帶雨林國(guó)家公園計(jì)劃開(kāi)展智慧雨林項(xiàng)目平臺(tái)建設(shè)，平臺(tái)涵蓋時(shí)空一體化數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)、雨林資源系統(tǒng)、雨林管護(hù)系統(tǒng)、雨林科研系統(tǒng)、雨林生態(tài)評(píng)估系統(tǒng)、雨林執(zhí)法系統(tǒng)、社區(qū)共管系統(tǒng)、公眾宣教系統(tǒng)、巡護(hù)系統(tǒng)等。武夷山國(guó)家公園通過(guò)大數(shù)據(jù)及時(shí)獲知未來(lái)一定時(shí)間段的游客數(shù)量，即時(shí)掌握?qǐng)@區(qū)游客密度、交通狀況等信息，并及時(shí)指揮調(diào)度，如提前準(zhǔn)備觀光車(chē)、竹筏等；同時(shí)，通過(guò)安全保障監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)游客危險(xiǎn)行為，并第一時(shí)間予以警示。

3 智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建路徑

“智慧國(guó)家公園”建設(shè)以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)為支撐，以國(guó)家公園功能需求為驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建國(guó)家公園數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、“天空地”一體化智慧采集體系、高效數(shù)據(jù)傳輸體系、智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)家公園全量數(shù)據(jù)資源總匯聚、全域數(shù)字化系統(tǒng)總集成、全局業(yè)務(wù)工作總協(xié)同，使國(guó)家公園具備更強(qiáng)感知力、協(xié)同力、保護(hù)力、發(fā)展力，推動(dòng)國(guó)家公園發(fā)展理念創(chuàng)新、保護(hù)管理模式創(chuàng)新、公眾服務(wù)模式創(chuàng)新、社區(qū)發(fā)展模式創(chuàng)新等。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)5個(gè)國(guó)家公園相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)情況發(fā)現(xiàn)，智慧國(guó)家公園的應(yīng)用主要側(cè)重于環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集，在建立和完善“天空地”一體化綜合監(jiān)測(cè)方面取得了較大進(jìn)展，在數(shù)據(jù)分析、挖掘、展示和利用等方面有一定的探索和成效，但在構(gòu)建科學(xué)的自然資源資產(chǎn)管理模式、建立智慧化的生態(tài)保護(hù)管理模式，構(gòu)建高品質(zhì)、多樣化的生態(tài)產(chǎn)品體系，構(gòu)建安全預(yù)警與應(yīng)急決策支持體系，建立和完善智慧理政機(jī)制、智慧大腦的融合運(yùn)用等方面研究相對(duì)較少。目前面臨的問(wèn)題主要是數(shù)據(jù)獲取較為分散，表現(xiàn)為雖有大量數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)的挖掘利用沒(méi)有發(fā)揮到最優(yōu)，智慧體系的應(yīng)用方式較為單一，對(duì)國(guó)家公園的保護(hù)管理效能未充分發(fā)揮。

國(guó)外在交通、園林、城市等領(lǐng)域都已經(jīng)開(kāi)展智慧體系的研究及應(yīng)用，并取得了較好的經(jīng)驗(yàn)和成果，為中國(guó)智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建提供了良好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。本文在研究和借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家公園的特性，構(gòu)建符合中國(guó)實(shí)際情況的智慧國(guó)家公園體系路徑，力求為智慧國(guó)家公園體系建設(shè)提供有益參考。

3.1 構(gòu)建國(guó)家公園數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系

構(gòu)建國(guó)家公園一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)體系（表1）。國(guó)家公園智慧化建設(shè)需要加大力度推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，解決數(shù)據(jù)匯聚整合難題，消除數(shù)據(jù)孤島。以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，將所有涉及森林資源、野生動(dòng)植物、林火、林業(yè)有害生物、巡護(hù)管護(hù)等監(jiān)管對(duì)象的空間、時(shí)間、屬性、音視頻、多媒體等多源信息，融合到以國(guó)家公園資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的綜合“一張圖”上，建立國(guó)家公園地理時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯聚，各個(gè)國(guó)家公園可構(gòu)建融合共享的信息平臺(tái)。

3.2 構(gòu)建“天空地”一體化智慧采集體系

為完善國(guó)家公園范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理能力，針對(duì)國(guó)家公園生態(tài)環(huán)境、生物多樣性及自然資源監(jiān)測(cè)、國(guó)家公園安防管控和科普宣教等工作，在國(guó)家公園內(nèi)建立“天空地”一體化智慧采集體系^［22-23］，融合多種監(jiān)測(cè)手段交叉驗(yàn)證，為國(guó)家公園大數(shù)據(jù)體系提供數(shù)據(jù)源，為國(guó)家公園建設(shè)管理提供依據(jù)。

“天空地”一體化智慧采集體系包括“天”基采集、“空”基采集、“地”基采集和基礎(chǔ)設(shè)施4個(gè)部分（表2）。國(guó)家公園智慧采集主要內(nèi)容體系的確定參考GB/T 39738—2020《國(guó)家公園監(jiān)測(cè)規(guī)范》。通過(guò)國(guó)家公園智慧采集體系，一方面可以長(zhǎng)期、連續(xù)地對(duì)國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)、自然文化資源保護(hù)利用等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、解釋和利用，另一方面可反向評(píng)價(jià)國(guó)家公園建設(shè)目標(biāo)的達(dá)成情況。

3.3 構(gòu)建高效數(shù)據(jù)傳輸體系

國(guó)家公園選擇不同的通信方式如網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信等，實(shí)現(xiàn)前端自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和人員通信信號(hào)覆蓋，考慮的因素有當(dāng)?shù)氐耐ㄐ艞l件、內(nèi)外部通信傳輸需求，以及系統(tǒng)建設(shè)、使用和維護(hù)需要的成本。國(guó)家公園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建需要達(dá)到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)管理等多個(gè)方面的技術(shù)要求，以保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要對(duì)國(guó)家公園的范圍進(jìn)行規(guī)劃，確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部署位置和覆蓋范圍，以及網(wǎng)絡(luò)傳輸需求的優(yōu)先級(jí)，制定相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇要綜合考慮帶寬要求、覆蓋范圍、信號(hào)穩(wěn)定性、設(shè)備成本和設(shè)備管理等因素。需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)線設(shè)備和傳輸設(shè)備，包括無(wú)線路由器、無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線基站、傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換器等，以達(dá)到最佳的網(wǎng)絡(luò)傳輸效果。網(wǎng)絡(luò)連接方式要全面考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全和項(xiàng)目預(yù)算等因素。制定國(guó)家公園網(wǎng)絡(luò)安全措施需要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮訪問(wèn)控制、加密傳輸、防火墻、漏洞管理、員工培訓(xùn)等因素，制定相應(yīng)的安全措施和策略，并加強(qiáng)安全意識(shí)教育和培訓(xùn)，以確保國(guó)家公園網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。制定國(guó)家公園網(wǎng)絡(luò)日常管理方案需要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮管理組織結(jié)構(gòu)、設(shè)備管理、安全管理、性能管理、員工培訓(xùn)等因素。

3.4 構(gòu)建全方位大數(shù)據(jù)分析體系

數(shù)據(jù)分析層借助大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代智能信息技術(shù)，面向國(guó)家公園各項(xiàng)工作對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析需求，為復(fù)雜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)有效應(yīng)用提供數(shù)據(jù)分析引擎。國(guó)家公園數(shù)據(jù)分析體系相當(dāng)于國(guó)家公園的“大腦”，主要將“天空地”一體化智慧采集體系采集到的海量數(shù)據(jù)信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸層傳輸至國(guó)家公園大數(shù)據(jù)分析體系，將以往分散的各類(lèi)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)“底圖”上，打破“信息孤島”和“孤立狀態(tài)”，實(shí)現(xiàn)多源、多尺度、多維度的數(shù)據(jù)信息資源共享和聯(lián)動(dòng)，為國(guó)家公園的應(yīng)用服務(wù)體系提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)分析體系主要包括“云邊端結(jié)合”計(jì)算平臺(tái)、云計(jì)算平臺(tái)、邊緣計(jì)算平臺(tái)、星載/機(jī)載等傳感器端平臺(tái)和AI識(shí)別算法。

“云邊端結(jié)合”同時(shí)滿足自然環(huán)境數(shù)據(jù)快速運(yùn)算反饋和大數(shù)據(jù)智能分析的需求，可以全面分析國(guó)家公園的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)狀況、科學(xué)利用、保護(hù)管理動(dòng)態(tài)等，進(jìn)行國(guó)家級(jí)、省級(jí)或各國(guó)家公園層面的數(shù)據(jù)匯總。邊緣計(jì)算、云計(jì)算和終端設(shè)備等平臺(tái)的組合，讓各項(xiàng)數(shù)據(jù)既能在國(guó)家公園設(shè)備終端實(shí)現(xiàn)運(yùn)算和返回實(shí)時(shí)化、本地化的結(jié)果，支撐本地的業(yè)務(wù)智能化實(shí)施和決策的執(zhí)行；又能通過(guò)云平臺(tái)計(jì)算實(shí)現(xiàn)處理能力的彈性擴(kuò)展，通過(guò)云邊端強(qiáng)大的計(jì)算能力處理全局性、非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期的自然資源大數(shù)據(jù)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)模型和AI模型，通過(guò)數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)更多數(shù)字服務(wù)。

3.5 構(gòu)建智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系

智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系是國(guó)家公園的“靈魂”和“中樞”，在一體化數(shù)據(jù)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、“天空地”一體化智慧采集體系和國(guó)家公園大數(shù)據(jù)體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)面向不同業(yè)務(wù)工作的應(yīng)用系統(tǒng)，為國(guó)家公園科學(xué)高效的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理提供智慧化服務(wù)，以提高國(guó)家公園的協(xié)同優(yōu)化管理能力、科研能力、現(xiàn)代化科普宣教和公眾服務(wù)能力。國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系設(shè)計(jì)構(gòu)建智慧保護(hù)管理平臺(tái)、智慧科研監(jiān)測(cè)平臺(tái)、自然教育與生態(tài)旅游管理平臺(tái)、社區(qū)可持續(xù)發(fā)展管理平臺(tái)和智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)5大平臺(tái)，融合感知監(jiān)測(cè)、運(yùn)營(yíng)管理等多源數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、科研監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確連續(xù)、運(yùn)營(yíng)管理精細(xì)高效、公眾服務(wù)優(yōu)質(zhì)豐富，推動(dòng)國(guó)家公園運(yùn)營(yíng)管理模式和開(kāi)放共享模式創(chuàng)新（圖1）。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本文以功能需求為導(dǎo)向，在借鑒國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域智慧化建設(shè)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)家公園特色和特性，提出中國(guó)智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建路徑，即構(gòu)建國(guó)家公園數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、構(gòu)建“天空地”一體化智慧采集體系、構(gòu)建高效數(shù)據(jù)傳輸體系、構(gòu)建全方位大數(shù)據(jù)分析體系、構(gòu)建智慧國(guó)家公園應(yīng)用服務(wù)體系。這5大體系相輔相成，形成完整的有機(jī)體，助力國(guó)家公園保護(hù)、科研、教育、游憩等綜合功能的實(shí)現(xiàn)，推進(jìn)國(guó)家公園自然資源資產(chǎn)管理、保護(hù)巡護(hù)、科研監(jiān)測(cè)、教育體驗(yàn)、特許經(jīng)營(yíng)、社會(huì)參與和宣傳推介等方面的智慧化和智能化，助力國(guó)家公園實(shí)現(xiàn)自然資源數(shù)據(jù)管理集中化、監(jiān)督執(zhí)法精細(xì)化和管理效能高效化等目標(biāo)。

4.2 討論

智慧國(guó)家公園體系服務(wù)于國(guó)家戰(zhàn)略，是支撐生態(tài)文明建設(shè)的有效技術(shù)手段。智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建是貫徹落實(shí)新發(fā)展理念的有效路徑，是貫徹落實(shí)數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略的必然要求，是落實(shí)國(guó)家生態(tài)安全、促進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)的戰(zhàn)略需求。國(guó)家一系列政策和文件的頒布將助力智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建，智慧化建設(shè)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展以及新基建將有力促進(jìn)智慧國(guó)家公園體系構(gòu)建。國(guó)家公園要實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)、世代傳承和全民共享3大功能，建設(shè)智慧國(guó)家公園體系是必行的途徑。

中國(guó)智慧國(guó)家公園體系建設(shè)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，其建設(shè)工作不能一蹴而就，而是不斷迭代的過(guò)程。由于信息化更新?lián)Q代很快、資金投入巨大、后期維護(hù)成本很高，智慧國(guó)家公園建設(shè)應(yīng)根據(jù)每個(gè)國(guó)家公園的特色和實(shí)際情況分階段開(kāi)展。智慧國(guó)家公園體系要在統(tǒng)一的方案架構(gòu)下，依據(jù)各個(gè)國(guó)家公園的特點(diǎn)、運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀和目標(biāo)落地實(shí)施，從而避免出現(xiàn)重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)、信息孤島等系列問(wèn)題。智慧國(guó)家公園體系建設(shè)更多的應(yīng)是頂層設(shè)計(jì)，而不應(yīng)是單個(gè)智慧場(chǎng)景的堆砌，應(yīng)以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字架構(gòu)為底層支撐，滿足智慧國(guó)家公園的技術(shù)和規(guī)劃迭代更新的需求，并逐步打通各垂直應(yīng)用場(chǎng)景，以更好地服務(wù)國(guó)家公園的建設(shè)和管理。

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