水文水质自动监测站,生态环境监测设备,气象自动监测站,雨量监测站

国家级自然保护区生态环境监测系统

一、项目概况

国家级自然保护区是我国自然生态系统中最重要、最精华的部分，承担着保护生物多样性、维护生态平衡、提供生态服务等重要功能。然而，随着生态保护要求的不断提高和保护区管理工作的深入开展，现有的保护管理设施在很多方面已无法满足实际需求。一方面，部分保护区的管护用房、巡护道路等基础设施陈旧老化，影响管护工作的效率和质量；另一方面，在科研监测、生态修复、防灾减灾等方面，也急需先进的设施设备来提升管理水平，以更好地应对日益复杂的生态保护挑战。

二、项目案例

神农架国家级自然保护区保护管理设施建设项目

项目背景：神农架国家级自然保护区是华中地区生物多样性保护重要区域，现有国家级重点保护野生植物 25 种，国家重点保护野生动物 89 种。但存在管护中心和科研监测用房年久失修、动物迁移受阻、鸟类生境质量下降等问题 ，基础设施亟需改善。

建设内容

管护系统：维修改造 5 处管护中心（木鱼、温水、东溪、老君山、板桥 ），各处建筑面积 500 平方米，部分配套采暖设施；在相关区域布设界碑 13 块、界桩 633 个。

巡护系统：维修大龙潭巡护道路 2730 米；配置无人机及机巢各 3 套、小型无人机 2 台。

生态修复：在已间伐的日本落叶松区域，恢复改造植被 837.81 亩以联通金丝猴生境；修复鸟类关键栖息地植被 9261.75 亩 。

科研监测系统：维修改造科研用房，配套更新设施；配置多种监测设备，包括野生动物智慧监测系统、网络红外探测相机等；布设水文水质自动监测站 3 座、气象自动监测站 1 座 。

防灾减灾系统：维修改造疫源疫病监测站，配置检验设备。

珍稀濒危野生动物相关：维修救护站、野化训练区设施；维修繁育基地科研监测用房，更新繁育笼舍。

项目意义：提升保护区管护能力，提高野生动植物科研监测水平，增强候鸟迁飞通道关键栖息地生态功能。

三、现状问题

1. 基础设施薄弱：部分保护区的管护用房年久失修，面积不足，难以满足工作人员的办公和生活需求；巡护道路状况差，存在路面破损、通行困难等问题，影响巡护工作的开展。

2. 科研监测能力不足：监测设备陈旧落后，精度不够，无法实时、准确获取保护区内生物多样性、生态环境等方面的数据；缺乏先进的监测技术和手段，对野生动物的活动轨迹、植物的生长变化等监测不够全面、深入。

3. 生态修复手段有限：对于一些受到破坏的生态区域，缺乏系统、科学的修复方案和配套设施，生态修复工作进展缓慢。

4. 防灾减灾能力欠缺：在火灾、病虫害等灾害预防和应对方面，预警系统不完善，防护设备不足，难以有效应对突发灾害事件。

5. 信息化水平较低：保护区内的通信、网络设施不完善，数据传输不畅；缺乏智能化管理平台，难以实现对保护区资源的高效管理和实时监控。

四、建设思路

1. 完善基础设施建设：新建或维修改造管护用房、巡护道路等基础设施，改善工作人员的工作和生活条件，提高巡护效率。

2. 加强科研监测能力：引入先进的监测技术和设备，构建全方位、多层次的科研监测体系，实现对保护区生态环境和生物多样性的实时、动态监测。

3. 强化生态修复措施：制定科学合理的生态修复方案，配备相应的设备和物资，对受损生态区域进行有针对性的修复。

4. 提升防灾减灾水平：建立健全灾害预警系统，购置必要的防灾减灾设备，加强与相关部门的协作，提高应对突发灾害事件的能力。

5. 推进信息化建设：完善通信、网络设施，搭建智能化管理平台，实现保护区管理的信息化、智能化，提高管理效率和决策科学性。

五、硬件感知体系

1. 管护系统

管护用房：新建或维修改造管护中心、管理站等用房，配备办公设备、生活设施等，为管护人员提供良好的工作和生活环境。

保护区标识系统：在保护区入口、边界、人为活动频繁区域及各功能区边界布设界碑、界桩、标识牌等，明确保护区范围和功能分区，起到警示和引导作用。

智慧保护设施设备：安装瞭望监测、视频监控、智能识别等设备，实现对保护区的实时监控和智能管理。

2. 巡护系统

巡护道路：新建或维修巡护道路，包括步行道、车行道等，确保巡护人员和车辆能够顺利通行。

巡护交通工具：购置巡护摩托车、皮卡车、电动摩托车等交通工具，提高巡护效率。

巡护设备：配备无人机、巡护手持终端、移动外业调查平板等设备，用于巡护过程中的数据采集、传输和分析。

3. 科研监测系统

科研监测用房：建设或维修改造科研监测中心、实验室等用房，为科研人员提供工作场所。

监测设施设备：

生物多样性监测设备：如红外相机、鸟类鸣声记录仪、智能摄像头、声音智能识别终端等，用于监测野生动物的活动和行为。

生态环境监测设备：包括分布式植被指数观测仪、植物生长节律在线自动观测系统、水文水质自动监测站、气象自动监测站等，用于监测植被、水文、气象等生态环境要素。

网络传输设施设备：购置数据存储设备、应用管理服务器、无线扩网器、中继站等，确保监测数据的稳定传输和存储。

显示设备：安装展示屏等设备，用于展示监测数据和科研成果。

4. 生态修复系统

植被恢复设备：配备植树造林工具、灌溉设备等，用于生态修复区域的植被恢复工作。

野生动物栖息地修复设施：如建设人工鸟巢、兽穴等，为野生动物提供适宜的栖息环境。

5. 防灾减灾系统

火灾预警设备：安装森林火灾预警监测系统，包括红外热成像仪、烟雾传感器等，及时发现火灾隐患。

病虫害监测设备：设置智能虫情测报灯、病虫害监测传感器等，监测病虫害发生情况。

防护设备：购置灭火设备、防护用具、药品等，用于应对火灾、病虫害等灾害事件。

六、武汉水测家产品选型

1. 水文水质自动监测站：具备高精度的水位、流量、水质参数测量功能，以及数据自动采集、传输和存储功能。

水位设备可选用SCJ-LD40雷达水位计，在线监测保护区河湖湿地的水位情况，部署武汉水测家雷达水位计，利用雷达波反射原理，非接触式测量水位。不受水质、漂浮物等因素影响，测量精度高，适合湿地复杂的水环境。

流量计设备可选用雷达流量计SCJ-LL21在线监测水位、流速和流量，非接触式测量河道溪流流量，后期免维护，使用方便。

遥测终端机：选择支持多种通信方式（如4G/5G、NB-IoT、北斗等）的遥测终端机，武汉水测家SCJ-RTU01遥测终端机具备丰富的接口资源，可接入各种传感器和监测设备，实现数据的采集、存储、处理和传输，并支持远程监控和管理。

雨量监测：使用翻斗式雨量计，通过收集降雨使翻斗翻动的次数来计量降雨量，结构简单、测量准确。

2. 气象自动监测站：现场安装布设风速风向传感器、温湿压传感器，能够准确测量气温、湿度、风速、风向、气压等气象要素。

3.视频监控设备：选择高清、低照度、具备夜视功能的摄像机，如海康威视、大华等品牌的产品，保证在各种环境下都能清晰采集图像。存储设备可选用大容量的硬盘录像机或网络存储服务器，确保数据存储的可靠性和安全性。

 4. 无人机：根据需求选择不同类型的无人机，如多旋翼无人机适合近距离、高精度的监测任务，复合翼无人机适合长距离、大范围的巡查。大疆等品牌的无人机在性能和稳定性方面表现较为出色。

七、场景应用

1. 日常巡护场景：巡护人员使用巡护手持终端和移动外业调查平板，记录巡护过程中发现的野生动物、植物、人类活动等信息，并实时上传至管理平台。无人机在空中进行巡查，快速发现保护区内的异常情况，如非法砍伐、偷猎等行为。

2. 科研监测场景：红外相机、智能摄像头等设备持续监测野生动物的活动规律、种群数量等信息；生态环境监测设备实时采集植被、水文、气象等数据，为科研人员研究保护区生态系统的结构和功能提供基础数据。科研人员在科研监测用房内对采集的数据进行分析和研究，制定科学的保护和管理措施。

3. 生态修复场景：利用植被恢复设备对受损生态区域进行植树造林、植被补种等工作；根据野生动物监测数据，建设或修复野生动物栖息地，为野生动物提供适宜的生存环境。

4. 防灾减灾场景：火灾预警设备实时监测保护区内的温度、烟雾等信息，一旦发现火灾隐患，立即发出预警信号；病虫害监测设备及时发现病虫害发生情况，工作人员根据监测结果采取相应的防治措施，如喷洒农药、释放天敌等。

5. 游客管理场景：在保护区入口和重要区域设置标识牌，引导游客文明游览；利用视频监控设备和智慧语音广播系统，对游客行为进行实时监控和提醒，防止游客进入禁止区域或进行破坏生态环境的行为。