国家公园信息化建设总体框架研究

一、引言：从“数字孤岛”到“智慧大陆”的跨越

在国家公园的宏伟叙事中，我们正经历一场深刻的范式变革：从依赖人力和经验的传统管护，迈向由数据驱动的精准、高效、智能的现代化治理。这场变革的核心引擎，便是信息化建设。然而，信息化并非简单的技术堆砌，若缺乏顶层设计，极易陷入“数据孤岛林立、系统烟囱丛生”的困境。要真正将国家公园打造成一个可感知、会思考、能进化的“智慧生命体”，就必须首先构建一个科学、统一、前瞻的信息化建设总体框架体系这不仅是技术蓝图，更是管理哲学、是协同机制、是确保国家公园数字化航船行稳致远的“压舱石”与“导航仪”。

二、总体框架——智慧国家公园的“数字建筑学”

一个稳固的建筑，离不开清晰的结构设计。山东达斯特国家公园信息化建设的总体框架，借鉴了企业级IT架构的成熟理念，形成了一个逻辑清晰、层次分明、可扩展的“五层两体系”结构。

（一）、感知层：无处不在的“生态感官”

感知层是数据之源，是物理世界向数字世界映射的起点。它构建了一个全域覆盖、立体交织的“天空地一体化”监测网络。

国家公园天空地一体化

天基感知（宏观尺度）：利用多光谱、高光谱、雷达等不同类型的卫星，实现对国家公园宏观生态格局的周期性“体检”。例如，通过MODIS等中分辨率卫星监测植被指数（NDVI）的年度变化，评估生态系统生产力；通过高分系列卫星，精准识别土地利用变化、非法采矿、违建等人类活动痕迹；通过合成孔径雷达（SAR）卫星，实现全天候、全天时的地表形变监测，预警地质灾害。

空基感知（中观尺度）：无人机作为“空中机器人”，填补了卫星与地面之间的监测空白。搭载高清相机、激光雷达、热成像仪等载荷，无人机可进行高精度的三维地形建模（DEM）、单木级别的植被结构分析、大熊猫等珍稀动物的种群数量快速调查、以及火场、滑坡等应急事件的实时侦察。

地基感知（微观尺度）：这是感知网络的“神经末梢”，负责定点、连续的精细化数据采集。

•生物监测：网格化部署的红外相机网络，通过AI图像识别，自动记录兽类、地栖鸟类的种类、数量和活动规律；布设的声学监测设备，可识别鸟鸣、蛙鸣等，用于生物多样性评估。

•环境监测：遍布公园的气象、水文、水质、土壤、空气质量传感器，形成环境要素的“脉搏监测网”，实时掌握生态系统的健康状况。

（二）、基础设施层：坚实可靠的“数字底座”

基础设施层是承载所有数据和应用的“数字高速公路”和“计算工厂”。

融合网络设施：构建“公专结合、宽窄互补”的通信网络。在公园核心区及周边，利用5G、光纤宽带提供高速率、低时延的连接；在无人区、信号盲区，则依赖北斗短报文、天通一号卫星电话、低功耗物联网等技术，确保数据“回得来”，指令“下得去”。

集约算力设施：摒弃分散式、小规模的传统机房模式，转向“云-边-端”协同的算力架构。在省级或国家级层面建设统一的“国家公园云”，提供海量的数据存储和强大的计算能力；在公园管理分局等“边缘”节点，部署边缘计算服务器，对前端采集的实时视频等数据进行预处理，降低网络传输压力，实现快速响应。

（三）、数据资源层：汇聚智慧的“数据资产中心”

这是信息化建设的“心脏”，其核心任务是“汇、治、管、用”。

数据汇聚：通过数据交换平台、API接口、数据同步工具等，将感知层采集的实时数据、业务系统产生的管理数据、第三方共享的社会经济数据等进行全面汇聚。

数据治理：这是将“原始数据”转化为“数据资产”的关键。包括：制定数据标准、进行数据清洗（去重、纠错）、数据关联（将不同来源的数据关联到统一的空间实体上）、数据分类分级，形成高质量、高可信度的主题数据库，如“物种资源库”、“生态环境库”、“人类活动库”等。

时空数据引擎：以GIS为核心，将所有数据在统一的地理空间坐标系下进行组织、管理和可视化，形成“国家公园一张图”。管理者可以在这张图上任意叠加、查询、分析各类信息，实现“一图看全貌、一图管全局”。

（四）、智慧管理应用：为管理者打造的“驾驶舱”

智慧管理应用即山东达斯特国家公园智慧监管平台是信息化价值最终呈现的核心窗口，它将复杂的数据和流程转化为直观、易用的工具，为国家公园管理者构建一个功能强大、协同高效的“智慧驾驶舱”。这个驾驶舱集成了多个关键业务系统，实现了从数据感知、日常管理到分析评估、决策支持的全流程闭环。其核心构成包括：生态环境数据集成管理系统、智慧巡护管理系统、国家公园生态环境监测数据综合分析系统、人类活动综合监管系统、生态环境综合评估系统

1.生态环境数据集成管理系统

国家公园生态环境数据集成管理系统

作为整个智慧管理体系的“数据中枢”，该系统负责汇聚、治理和整合来自天空、空、地多维度的所有生态环境数据，打破部门壁垒和信息孤岛。它通过统一的数据标准和接口，将卫星遥感影像、无人机航拍数据、地面传感器实时读数、红外相机抓拍信息以及科研调查报告等多源异构数据，进行清洗、标准化和时空化处理，构建一个权威、鲜活、全面的“国家公园生态环境数据资源池”，为所有上层应用提供高质量、可信赖的数据支撑。

2.智慧巡护管理系统

该系统是巡护工作的“数字化助手”，旨在实现巡护任务的精细化、智能化管理。它通过为巡护人员配备智能终端（如手机APP、北斗设备），实现巡护任务的智能规划、巡护轨迹的实时记录、异常事件（如盗猎、病虫害、火灾隐患）的快速上报与闭环处理。系统还能结合AI识别技术，辅助巡护员现场识别物种，并自动生成巡护报告，极大提升了巡护工作的效率、规范性和科学性。

3.国家公园生态环境监测数据综合分析系统

国家公园生态环境监测数据综合分析系统

此系统是管理者的“智慧大脑”，专注于从海量监测数据中挖掘深层规律与价值。它集成了丰富的时空分析模型和算法工具，能够对水、土、气、生等环境要素进行长期趋势分析、相关性分析和异常预警。例如，系统可以分析植被覆盖度与降水、气温变化的关联，预测生态系统演变趋势；或通过分析动物活动热点，识别关键栖息地，为物种保护和栖息地修复提供精准的决策依据。

4.人类活动综合监管系统

该系统是守护公园生态安全的“天眼”，利用遥感技术对国家公园内人类活动进行监测，识别矿产资源开发、工业开发、能源开发、旅游开发、交通开发、养殖开发、农业开发、居民点与其他活动等。基于GIS地图展示人类活动图斑空间分布，通过双屏对比、卷帘分析等方式，对比分析不同时期人类活动变化。依据相关技术规范，开展国家公园人类活动生态环境影响评价。

5.生态环境综合评估系统

国家公园生态环境综合评估系统

作为衡量保护成效的“科学标尺”，该系统基于多维度指标体系，对国家公园定期、科学的综合评估，包括生态环境质量评价、生态系统服务评估、植被监测评估、碳汇评估等。它通过调用数据资源池中的各类数据，运用生态学模型和评估算法，自动生成涵盖生物多样性、水源涵养、土壤保持、碳固定等方面的评估报告和可视化专题图。这些评估结果不仅是向上级部门汇报工作的重要依据，更是调整和优化保护管理策略的根本出发点。

三、结语

国家公园信息化建设的总体框架，是一项基础性、战略性、长期性的系统工程。它决定了我们能否将分散的“数据珍珠”串成璀璨的“智慧项链”。唯有以高瞻远瞩的框架为指引，以严谨科学的标准为准则，我们才能真正构建起一个能够承载“生态保护第一”国家使命的智慧平台，用数字之光，照亮国家公园永续发展的未来之路。