摘 要：為探索海島監(jiān)視監(jiān)測(cè)新模式，以“和美海島”三角島為例，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并針對(duì)島內(nèi)安全管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、旅游活動(dòng)三大場(chǎng)景，圍繞生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)要素及指標(biāo)，建立了三角島安全、環(huán)境、活力3個(gè)分項(xiàng)9個(gè)評(píng)價(jià)內(nèi)容的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)要素—評(píng)價(jià)方法—業(yè)務(wù)應(yīng)用評(píng)價(jià)體系構(gòu)建，為海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)信息化提供實(shí)例參考，豐富了無(wú)居民海島監(jiān)視監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系建設(shè)內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)；監(jiān)視監(jiān)測(cè)；評(píng)價(jià)體系；系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；WebGIS

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311；TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2024）15-0179-07

Design and Implementation of Triangle Island Ecological Internet of Things System

LU Xin1， SHEN Jian2， LU Lingyan2， Bao Yuyuan2， ZHANG Qunyao2， CHEN Hou2

（1.Guangdong South Digital Technology Co.， Ltd.， Guangzhou 510510， China;

2.Guangdong Ocean Development Planning Research Center， Guangzhou 510060， China）

Abstract： In order to explore a new mode of island monitoring， taking the “Hemei Island” triangle island as an example， an island ecological Internet of Things system is designed and implemented. For the three major scenarios of safety management， environmental monitoring， and tourism activities on the island， evaluation standards and methods are established for nine evaluation contents in three sub items of ecological Internet of Things monitoring elements and indicators， including safety， environment， and vitality. The construction of the ecological Internet of Things monitoring elements， evaluation methods， and business application evaluation system for the triangle island is achieved， providing reference examples for the informatization of island ecological Internet of Things monitoring and enriching the construction connotation of the monitoring and evaluation system for uninhabited islands.

Keywords： island ecological Internet of Things; monitoring; evaluation system; system design and implementation; WebGIS

0 引 言

我國(guó)是海洋大國(guó)，海島眾多[1]?！吨袊?guó)海域海島標(biāo)準(zhǔn)名錄》顯示，我國(guó)總計(jì)有11 000多個(gè)海島，其中無(wú)居民海島占96%。海島具有重要的生態(tài)、資源、經(jīng)濟(jì)和權(quán)益價(jià)值[2]。同時(shí)，海島一般面積狹小，地域結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)隔離，生態(tài)系統(tǒng)食物鏈層次低，生物多樣性少，生態(tài)系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，容易遭到損害，物種消失、環(huán)境改變都會(huì)對(duì)海島的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成很大的影響，一旦生境遭到破壞就難以或根本不能恢復(fù)[3]。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，我國(guó)對(duì)海島的開(kāi)發(fā)利用逐漸加強(qiáng)，但由于海島生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特性以及缺乏海島保護(hù)和管理法規(guī)制度，海島開(kāi)發(fā)利用方式粗放，生態(tài)保護(hù)意識(shí)薄弱，在推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力[4]。2010年，《中華人民共和國(guó)海島保護(hù)法》頒布實(shí)施，其中第十五條規(guī)定：“國(guó)家建立海島管理信息系統(tǒng)，開(kāi)展海島自然資源的調(diào)查評(píng)估，對(duì)海島的保護(hù)與利用等狀況實(shí)施監(jiān)視、監(jiān)測(cè)”。因此，對(duì)海島生態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)以避免過(guò)度開(kāi)發(fā)顯得尤為重要，也是落實(shí)海島保護(hù)法要求的重要措施。

對(duì)于海島實(shí)施監(jiān)視監(jiān)測(cè)，最重要的是要實(shí)現(xiàn)持續(xù)、快速、全覆蓋，常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)登島調(diào)查監(jiān)測(cè)，時(shí)間周期長(zhǎng)，成本高，難以滿足需求[5]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被稱(chēng)為世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，與5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)發(fā)展迅猛，快速應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展的各行各業(yè)，為海洋領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。近年來(lái)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)海島生態(tài)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)測(cè)已從概念模型發(fā)展為可實(shí)踐的技術(shù)路徑。2019年，常立俠等[6]對(duì)海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)的概念及模型進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并以廣東典型小海島——三角島為例展示了海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)概念模型在具體海島上的構(gòu)建應(yīng)用；2018—2019年，中山大學(xué)彭少麟團(tuán)隊(duì)[7]與廣東省海洋發(fā)展規(guī)劃中心共同承擔(dān)了三角島生態(tài)建設(shè)與生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，進(jìn)行海島生態(tài)修復(fù)與生態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)；2021年，路曉磊等[8]探討了物聯(lián)網(wǎng)在海洋觀測(cè)、海島生態(tài)監(jiān)測(cè)、海洋牧場(chǎng)監(jiān)測(cè)、智能船舶這4個(gè)海洋相關(guān)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用進(jìn)展情況。

為探索海島自然資源管理新模式，更好保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用海島，廣東提出將三角島打造成無(wú)居民海島保護(hù)修復(fù)與利用的示范基地，并在該島開(kāi)展了生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的研究和實(shí)踐。

1 三角島概況

三角島（22° 08′ 30″ N，113° 42′ 34″ E）位于廣東省珠江口萬(wàn)山群島西北部，粵港澳大灣區(qū)的幾何中心，如圖1所示，海島面積0.86平方千米，海島岸線總長(zhǎng)5.38千米，是南海海域眾多小型無(wú)居民海島的典型代表[9]。得天獨(dú)厚的地理位置和自身稟賦，使得三角島具有巨大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。但由于20世紀(jì)80年代采石活動(dòng)的影響，島上原生植被受損嚴(yán)重，約2/3區(qū)域被挖成裸地，天然沙灘被破壞，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題突出。

2010年三角島被列入國(guó)家海洋局無(wú)居民海島修復(fù)試點(diǎn)海島，次年被列入全國(guó)第一批可開(kāi)發(fā)利用無(wú)居民海島名錄，主導(dǎo)用途為旅游與交通用島。2014年，廣東啟動(dòng)珠海市三角島“公益+旅游”模式市場(chǎng)化出讓探索工作。2015年12月，經(jīng)廣東省政府同意，由原省海洋與漁業(yè)廳批復(fù)省海洋發(fā)展研究中心作為三角島公共服務(wù)用島項(xiàng)目主體，其中部分使用權(quán)（64公頃）用于適度旅游開(kāi)發(fā)，并于2016年12月以掛牌方式成功轉(zhuǎn)讓。三角島由此成為全國(guó)首個(gè)掛牌出讓的無(wú)居民海島，經(jīng)過(guò)“整體規(guī)劃、整體修復(fù)”，以“公益+旅游”模式進(jìn)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)，島上生態(tài)面貌已煥然一新、基礎(chǔ)設(shè)施齊備，成功入選自然資源部首批“和美海島”名單，已然成為無(wú)居民海島保護(hù)修復(fù)與利用的標(biāo)桿與典范。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

物聯(lián)網(wǎng)是將傳感器技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，利用智能傳感器將互聯(lián)網(wǎng)用戶終端延伸到任何需要實(shí)時(shí)管理的物品，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)[10]。生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)（Ecological Internet Of Things， EIOT）是將網(wǎng)絡(luò)和感應(yīng)器嵌入生態(tài)應(yīng)用對(duì)象，監(jiān)測(cè)生態(tài)信息（水體、土壤、大氣、生物）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和環(huán)保數(shù)據(jù)（污染狀況、環(huán)境效應(yīng)、管理策略）等[11]。

在三角島保護(hù)修復(fù)與開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)島內(nèi)資源環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及人為活動(dòng)的監(jiān)控，開(kāi)展了海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。依據(jù)島體地形地貌、環(huán)境特點(diǎn)及應(yīng)用需要，三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)按照“物聯(lián)感知、無(wú)線組網(wǎng)、大屏應(yīng)用”的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，全島部署7臺(tái)攝像機(jī)（1臺(tái)可見(jiàn)光攝像機(jī)、4臺(tái)熱紅外攝像機(jī)、2臺(tái)客流統(tǒng)計(jì)攝像機(jī)）、2臺(tái)多參數(shù)水質(zhì)在線分析儀、2個(gè)環(huán)境感知節(jié)點(diǎn)、5個(gè)無(wú)線微環(huán)境安防終端，如表1所示，采用太陽(yáng)能供電系統(tǒng)取電，LoRa無(wú)線自組網(wǎng)的方式進(jìn)行設(shè)備與機(jī)房的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)大屏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、展示、應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三角島常態(tài)化監(jiān)視監(jiān)測(cè)與預(yù)警，促進(jìn)海島資源的科學(xué)合理利用，推進(jìn)海島的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 總體架構(gòu)

系統(tǒng)按照物聯(lián)網(wǎng)體系感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層3層架構(gòu)設(shè)計(jì)建設(shè)?？傮w架構(gòu)圖如圖2所示。具體介紹如下：

1）感知層。通過(guò)可見(jiàn)光/熱紅外攝像機(jī)、客流統(tǒng)計(jì)攝像機(jī)、多參數(shù)水質(zhì)在線分析儀、環(huán)境感知節(jié)點(diǎn)、無(wú)線微環(huán)境終端等傳感器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)海島天氣、空氣質(zhì)量、土壤、水質(zhì)等生態(tài)要素監(jiān)測(cè)及人員流動(dòng)和安全監(jiān)控。

2）網(wǎng)絡(luò)層。通過(guò)無(wú)線基站、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)、4G/5G、光纖等將實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸匯聚到各數(shù)據(jù)庫(kù)表中。

3）應(yīng)用層。將島上生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能模塊，通過(guò)大屏終端展示應(yīng)用，支撐業(yè)務(wù)需求。

2.3 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，部署在島內(nèi)局域網(wǎng)中的兩臺(tái)服務(wù)器上，使用主流技術(shù)框架，按照前后端分離的理念開(kāi)發(fā)。

在前端，選取漸進(jìn)式前端框架VUE，圖表框架Echarts，二維地圖框架Openlayer。

在后端，框架服務(wù)采用Spring Boot，選取物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)廣泛使用的NodeJS進(jìn)行高頻、大數(shù)據(jù)量的處理，地圖服務(wù)引擎采用ArcGIS Server，基礎(chǔ)服務(wù)采用Java開(kāi)發(fā)。

數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL存儲(chǔ)系統(tǒng)配置運(yùn)行信息，Oracle存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，Oracle SDE存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，MongoDB存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。技術(shù)架構(gòu)圖如圖3所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 NodeJS技術(shù)

NodeJS是一個(gè)讓JavaScript運(yùn)行在服務(wù)端的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用Google-V8引擎作為編譯器，使得JavaScript的執(zhí)行速度遠(yuǎn)超Ruby、Python等腳本語(yǔ)言；另外，Nodejs具有開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的能力，它采用事件驅(qū)動(dòng)、異步編程、非阻塞模式的IO處理工作機(jī)制，為其帶來(lái)在相對(duì)低系統(tǒng)資源耗用下的高性能與出眾的負(fù)載能力，非常適合用作依賴(lài)各種IO資源的中間層服務(wù)，可完美解決數(shù)據(jù)IO密集型、分布式部署環(huán)境下的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)[12]。

3.2 無(wú)線多跳自組網(wǎng)技術(shù)

無(wú)線多跳自組網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的通信終端組成的一個(gè)多跳的、機(jī)動(dòng)的自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，終端兼具收發(fā)信號(hào)、路由和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的功能，彼此之間可以構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該種網(wǎng)絡(luò)中，若某節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)、信號(hào)阻隔或失聯(lián)，依靠其中繼節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)尋找其他可用的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)自愈合能力很強(qiáng)[13]。目前，該技術(shù)已在農(nóng)業(yè)、水利、海事等行業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中得到實(shí)踐應(yīng)用，為海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)踐提供積極參考。

3.3 WebGIS技術(shù)

WebGIS是以Web界面展示的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，通過(guò)服務(wù)器端的地圖服務(wù)發(fā)布引擎（如Geoserver、Arcgis server等）將地理空間數(shù)據(jù)、地理分析處理工具等發(fā)布為各種Web服務(wù)，如地圖服務(wù)、影像服務(wù)、要素服務(wù)、地理處理服務(wù)、地理編碼服務(wù)、Globe服務(wù)、幾何服務(wù)等，這些服務(wù)使用標(biāo)準(zhǔn)Web接口，包括：REST；SOAP XML；KML；OGC服務(wù)（如WMS、WCS、WFS、WPS和WMTS）；用于多用戶地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理的SQL等。

以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)的共享和互操作。作為將Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS的產(chǎn)物，WebGIS使得Intermet用戶可以通過(guò)任意一個(gè)Web節(jié)點(diǎn)來(lái)瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專(zhuān)題圖，以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析等，極大促進(jìn)了地理信息技術(shù)的發(fā)展。

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)三角島物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)信息分類(lèi)展示、查詢下載、預(yù)警監(jiān)測(cè)、地圖聯(lián)動(dòng)及深化應(yīng)用需求，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能安防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地圖展示、告警處理和海島評(píng)價(jià)5個(gè)主要功能模塊，為海島管理人員全面、直觀、高效掌握三角島安全態(tài)勢(shì)、環(huán)境狀態(tài)、人員活動(dòng)等提供信息化支撐，服務(wù)海島精細(xì)化管理。

4.1 智能安防

接入全島5個(gè)監(jiān)控站位7個(gè)攝像機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，如圖4所示?？稍诰€進(jìn)行音視頻控制，如抓圖、錄像，以及操控云臺(tái)轉(zhuǎn)向不同方位，設(shè)置攝像機(jī)變倍、變焦、光圈大小等。

4.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)

以折線圖方式，直觀呈現(xiàn)全島環(huán)境監(jiān)測(cè)站位的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)值，如圖5所示。

同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的告警閾值，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)要素或監(jiān)測(cè)設(shè)備的異常狀態(tài)，起到預(yù)警監(jiān)測(cè)的作用。系統(tǒng)提供對(duì)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢、導(dǎo)出功能，以支撐業(yè)務(wù)多樣化需求，如圖6所示。

4.3 地圖展示

地圖展示模塊基于WebGIS技術(shù)開(kāi)發(fā)，地圖數(shù)據(jù)目錄集中展示基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、海島開(kāi)發(fā)利用數(shù)據(jù)、海島保護(hù)規(guī)劃數(shù)據(jù)等圖層，支持各類(lèi)地圖服務(wù)接入系統(tǒng)，如ArcGIS動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)、ArcGIS影像服務(wù)、WMTS服務(wù)、WFS服務(wù)、WMS服務(wù)等。地圖工具箱支持坐標(biāo)查詢、測(cè)距測(cè)面、分屏比對(duì)、卷簾地圖等功能。三角島監(jiān)視監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)所在地理坐標(biāo)在地圖上進(jìn)行映射，用設(shè)備符號(hào)及其顏色實(shí)時(shí)呈現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)告警情況，如紅色表示監(jiān)測(cè)到告警記錄，藍(lán)色表示監(jiān)測(cè)正常，如圖7所示。

4.4 告警處理

告警處理功能展示告警統(tǒng)計(jì)與告警處理效率信息。按照監(jiān)視監(jiān)測(cè)站位和設(shè)備類(lèi)型統(tǒng)計(jì)報(bào)警數(shù)量和告警記錄響應(yīng)時(shí)間。同時(shí)可根據(jù)篩選條件過(guò)濾查看歷史監(jiān)視監(jiān)測(cè)告警信息，如圖8所示。

4.5 海島評(píng)價(jià)

三角島是以“公益+旅游”模式開(kāi)發(fā)的海島，開(kāi)通有珠海九洲港—三角島交通航線，可實(shí)現(xiàn)30分鐘登島。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2023年“五一”試運(yùn)營(yíng)期間，登島人數(shù)近4 000人次[14]。針對(duì)島內(nèi)安全管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、旅游活動(dòng)3大場(chǎng)景監(jiān)測(cè)需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了海島評(píng)價(jià)模塊，依據(jù)三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)要素及指標(biāo)，建立了三角島安全、環(huán)境、活力3個(gè)分項(xiàng)9個(gè)評(píng)價(jià)內(nèi)容的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)要素—評(píng)價(jià)方法—業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景評(píng)價(jià)體系構(gòu)建，如表2所示。

在三角島評(píng)價(jià)體系中，海島安全評(píng)價(jià)由區(qū)域入侵、森林防火、地形地貌、煙感監(jiān)測(cè)四項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容組成，通過(guò)監(jiān)控設(shè)備、煙感設(shè)備實(shí)時(shí)感知環(huán)境中監(jiān)測(cè)對(duì)象的狀態(tài)，判斷監(jiān)測(cè)內(nèi)容的正常和異常，從而實(shí)現(xiàn)海島安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)。

海島環(huán)境評(píng)價(jià)由舒適度、空氣質(zhì)量、水質(zhì)指數(shù)、土壤指數(shù)四項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容組成，利用環(huán)境感知節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范計(jì)算評(píng)價(jià)內(nèi)容結(jié)果值，進(jìn)而判定出評(píng)價(jià)等級(jí)，為海島環(huán)境狀況作出指示。

海島活力評(píng)價(jià)主要反映三角島客流強(qiáng)度特征，通過(guò)客流統(tǒng)計(jì)攝像機(jī)進(jìn)行人員進(jìn)出島統(tǒng)計(jì)，以每日登島人次和每日離島人次計(jì)算當(dāng)日客流量，再與三角島最大日客流接待量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判定海島客流強(qiáng)度。

系統(tǒng)直觀呈現(xiàn)海島安全態(tài)勢(shì)、環(huán)境狀況、客流強(qiáng)度的評(píng)價(jià)結(jié)果，方便海島管理人員進(jìn)行態(tài)勢(shì)感知、研判決策，如圖9所示。

5 結(jié) 論

三角島，已逐漸成為廣東省乃至全國(guó)無(wú)居民海島保護(hù)性開(kāi)發(fā)的樣板。本文通過(guò)三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建了一個(gè)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在典型海島監(jiān)視監(jiān)測(cè)方面的具體實(shí)例，推進(jìn)了海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，同時(shí)針對(duì)島內(nèi)安全管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、旅游活動(dòng)監(jiān)測(cè)等主要場(chǎng)景，構(gòu)建了一套生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系，豐富新時(shí)代海島自然資源監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理內(nèi)涵。

系統(tǒng)正式運(yùn)行后能較好地滿足海島監(jiān)視監(jiān)測(cè)新模式探索及精細(xì)化管理業(yè)務(wù)的需要，積累了在海島建設(shè)生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)的一定經(jīng)驗(yàn)，如應(yīng)注意：

1）海島生態(tài)系統(tǒng)的特殊性。海島被海水隔離大陸，使其形成了一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)，包括島陸、潮間帶、近海海域三個(gè)生態(tài)子系統(tǒng)。針對(duì)海島生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性、獨(dú)特性和脆弱性，海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)時(shí)可以考慮分區(qū)分類(lèi)、點(diǎn)面結(jié)合、立體監(jiān)測(cè)。

2）海島基礎(chǔ)設(shè)施的齊備性。海島通常距離海岸一定距離，交通不便，而實(shí)施海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，需要人員來(lái)往于海島與陸地，運(yùn)送相關(guān)設(shè)施、設(shè)備，對(duì)陸島交通、通信、供電、用水等海島基礎(chǔ)設(shè)施均提出一定的要求。因此，系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)充分考慮海島基礎(chǔ)設(shè)施的齊備性。

3）海島氣候環(huán)境的適應(yīng)性。海島上通常晝夜溫差較大，海風(fēng)頻繁、風(fēng)力強(qiáng)且無(wú)阻擋，攜帶的水氣多、濕度大、鹽度高，對(duì)島上生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)設(shè)施材料及設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性，而這些設(shè)施材料、設(shè)備由于長(zhǎng)期暴露在海島自然環(huán)境中，需要匹配環(huán)境溫度、抗風(fēng)、耐鹽耐腐蝕，因此系統(tǒng)建設(shè)時(shí)要兼顧對(duì)海島惡劣氣候環(huán)境的適應(yīng)性。

同時(shí)，建議未來(lái)從感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層不斷拓展三角島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，以加強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)視監(jiān)測(cè)能力，深化系統(tǒng)智能分析應(yīng)用，提升技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)管理水平。

1）在感知層，豐富各類(lèi)監(jiān)視監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)備以獲取更多更精細(xì)三角島監(jiān)視監(jiān)測(cè)對(duì)象或要素信息，如通過(guò)激光、聲吶、攝影測(cè)量等技術(shù)手段，開(kāi)展島體形態(tài)、沙灘、島體及周邊海域重要生物等的感知監(jiān)測(cè)。

2）在網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)島陸專(zhuān)網(wǎng)形式開(kāi)展海島物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、質(zhì)檢、抽取、應(yīng)用、銷(xiāo)毀全生命周期安全管理，島陸數(shù)據(jù)同步控制。

3）在應(yīng)用層，結(jié)合實(shí)景三維、AI、數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)體建模，動(dòng)態(tài)多維虛實(shí)映射，同時(shí)構(gòu)建海島生態(tài)評(píng)估模型，持續(xù)提高海島生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)智能化分析、應(yīng)用水平，助力三角島“公益+旅游”保護(hù)性開(kāi)發(fā)穩(wěn)健發(fā)展，保障海島生態(tài)、資源、經(jīng)濟(jì)和權(quán)益協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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作者簡(jiǎn)介：盧鑫（1993—），男，漢族，河南信陽(yáng)人，工程師，本科，研究方向：自然資源信息化、GIS系統(tǒng)建設(shè)；通訊作者：申鍵（1979—），男，漢族，廣東廣州人，高級(jí)工程師，本科，研究方向：海域海島管理。