第三次新疆综合科学考察研究丛书||《复杂环境生态物联网监测关键技术原理与实践》

第三次新疆科考围绕区域水资源与水安全、土地资源与农业发展、生态环境保护、生物资源与生物多样性保育、优势关键矿产和能源资源开发等重点领域，共部署实施了30个项目。在地域上将新疆划分为塔里木河流域、伊犁河流域、额尔齐斯河流域、天山北坡经济带以及吐哈盆地五大片区，并辐射周边国家和地区，针对各流域片区经济社会发展存在的现实问题开展基础性调查，强化野外观测体系建设、科考数据和成果集成，着重产出科学考察报告成果、科学传播成果、支撑国家需求与新疆高质量发展成果、国际科技前沿成果四大体系科考成果。同时，在分析方法、数值计算、建模方式等基础理论研究上寻求突破，提升科考成果的层次和水平。

“第三次新疆综合科学考察研究丛书”汇聚了各科考团队的辛勤努力和智慧结晶。本丛书的出版将为政府决策、学术研究、公众参与提供有力参考和借鉴，也将为推动新疆可持续发展和生态文明建设贡献智慧和力量。

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内容简介

本书针对极端环境下生态监测难点，从理论架构、硬件研发到系统应用展开全链条分析。突破生态物联网极端环境（高温、高寒、信号弱）下的硬件瓶颈，以低功耗和无线传输为技术核心，设计面向野外场景的生态数据采集、无线传感网、数据传输及能量动态分配等技术典型应用场景。融合数学模型、算法仿真与真实环境测试数据，形成覆盖“感知-传输-管理”全环节的技术体系，为生态数据实时采集、灾害预警及生物多样性保护提供可靠的解决方案。

本书聚焦三大核心问题：第一，针对新疆高寒、高温、干燥复合极端环境下的多模态监测需求，亟须研发能够同步采集图像、电信号的多源智能传感终端；第二，面对复杂地形导致的信号分布异质性（如山区信号盲区、戈壁多径干扰），需构建自适应区域通信架构；第三，针对多源异构监测网络的大数据，需开发具备边缘计算能力的智能管理系统，以实现数据质量实时控制与设备状态动态优化。这三大核心问题的破解，不仅关系新疆生态本底数据的完整性，更是构建“智慧丝路”生态监测体系的关键技术基础。本书以“理论突破-技术研发-系统集成”为主线，系统阐述生态物联网在极端环境下的创新解决方案。在基础理论层面，提出基于环境参数耦合分析的生态物联网建模方法。在通信技术领域，创新性提出“三维异构网络架构”，构建适应新疆复杂地形的混合通信系统。作为技术集成的核心，管理系统研发中提出“云-边-端”协同架构。

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本书适合物联网技术相关研发人员、生态环境监测工程师及高校相关专业师生阅读。同时，书中包含的跨学科知识体系对水利、气象、生态、环境、电子信息等专业研究生具有参考价值，也可为相关领域决策者提供生态物联网标准化建设技术依据。

（本文编辑：罗莉 luoli@mail.sciencep.com）

本文摘自科学出版社2025年10月出版《复杂环境生态物联网监测关键技术原理与实践》一书，内容有删节。标题为编者所加。

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