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T/GDFS 46.2-2024 智慧湿地 第2部分:生态环境监测系统

  • 文件大小:567.05 KB
  • 标准类型:综合团体标准
  • 标准语言:中文版
  • 文件类型:PDF文档
  • 更新时间:2025-03-07
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资料介绍

ICS 65.020.01
CCS B 60
广东省林学会团体标准
T/GDFS 46.2—2024
智慧湿地 第2部分 :生态环境监测系统
Smart wetland Part 2: ecological environment monitoring system
2024 - 08 - 08 发布2024 - 08 - 08 实施
广东省林学会 发布

目次
前言 ................................................................................. II
引言 ................................................................................ III
1 范围 ............................................................................... 4
2 规范性引用文件 ..................................................................... 4
3 术语和定义 ......................................................................... 4
4 系统组成 ........................................................................... 4
5 物联感知层 ......................................................................... 5
6 网络传输层 ......................................................................... 5
7 数据库层 ........................................................................... 6
8 智慧应用层 ......................................................................... 6
9 应用终端层 ......................................................................... 7
附录A(资料性) 生态环境监测指标 ..................................................... 8
附录B(资料性) 鸟类自动识别流程图 .................................................. 10
参考文献 ............................................................................. 11
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II
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件是T/GDFS 46《智慧湿地》的第2部分。T/GDFS 46已经发布了以下部分:
—— 第1 部分:总体框架;
—— 第2 部分:生态环境监测系统;
—— 第3 部分:信息化数据规范;
—— 第4 部分:运维管理规范。
本文件由广东省林学会团体标准化技术委员会提出并归口。
本文件起草单位:广州市海珠区林业和湿地管理局、广东省标准化研究院、北京东华合创科技有限
公司、腾讯云计算(北京)有限责任公司、广东粤信项目管理有限公司、广州市海珠湿地科研宣传教育中
心、广东东华发思特软件有限公司。
本文件主要起草人:郭燕华、汪欣、林志斌、肖飞龙、符毅雄、何玉嫦、黄秀贤、梁瑞麟、张燕、
刘汝潮、林声东、宋祥、李承晓、蒙圣光、廖玉敏、梁松、李宏刚、严健安。
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III
引 言
智慧湿地是伴随着智慧城市概念诞生的,随着5G技术的发展和演进,多个地区均开展了智慧湿地建
设相关工作。但是,由于各地发展环境不同、综合技术实力存在差异等,智慧湿地建设和管理尚未形成
统一的规范。
《智慧湿地》系列标准旨在建立一套科学、系统、实用的准则,为智慧湿地建设和管理提供统一的
技术规范。本文件由四个部分构成:
——第1部分:总体框架。是智慧湿地的顶层设计、本系列标准的全局蓝图,目的在于为智慧湿地
的设计和实施提供整体规划和基本要求。
——第2部分:生态环境监测系统。目的在于指导建成覆盖全面的生态环境智慧感知监测网络,基
本形成科学、高效的生态环境监测体系,满足智慧湿地生态环境监测要求。
——第3部分:信息化数据规范。目的在于提出数据采集、存储、治理、质量评估和共享等各环节
的要求,为智慧湿地信息化数据建设提供统一、科学、兼容的依据和标准。
——第4部分:运维管理规范。目的在于提出智慧湿地基础设施、软件系统、安全应急等方面的要
求,明确运营机制,创新管理模式,实现湿地保护和管理的智慧化。
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4
智慧湿地 第2 部分:生态环境监测系统
1 范围
本文件规定了智慧湿地生态环境监测的系统组成、物联感知层、网络传输层、数据库层、智慧应用
层、应用终端层等内容。
本文件适用于智慧湿地生态环境监测系统的建设。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB/T 24708 湿地分类
GB/T 27648 重要湿地监测指标体系
GB/T 43624 湿地术语
DB23/T2538 沼泽湿地土壤有机碳监测技术规程
T/GDFS 46.3 智慧湿地 第3部分:信息化数据规范
3 术语和定义
GB/T 43624界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
物联感知层 sensing layer of IOT
生态环境监测指标的采集层,在智慧湿地区域范围内,对湿地生态环境相关指标进行监测,由监测
内容和监测方法组成。
网络传输层 network transport layer
生态环境监测指标的传输层,物联感知层采集到的指标通过本层进行传输,由公共网络和专用网络
组成。
数据库层 database layer
生态环境监测指标存储和分析层,通过网络传输的监测指标在本层治理分析和分类储存,由数据处
理和数据存储组成。
智慧应用层 smart application layer
生态环境监测指标的应用层,通过图表、报告、地图等形式将数据库层的处理结果直观展示,并应
用于智慧湿地的决策管理。
应用终端层 application terminal layer
生态环境监测系统数据应用的搭载平台,使用者可根据需求接入获取数据信息,接入终端包括可视
化大屏、移动端、智能穿戴设备等。
4 系统组成
生态环境监测系统示意图如图1所示。
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5
应用终端层
可视化大屏移动端智能穿戴设备
数据库层
数据治理数据存储
物联感知层
监测内容监测方法
智慧应用层
环境信息开发利用和受威胁状况信息
生物多样性信息
网络传输层
公共网络专用网络
湿地特征信息
图1 生态环境监测系统示意图
5 物联感知层
监测内容
5.1.1 根据湿地保护与监测需要,监测内容主要包含以下几类:
—— 湿地特征指标:包括湿地类型、湿地面积及分布、自然岸线类型及比率、湿地率、季节变化
等;
—— 生物多样性指标:包括植物多样性、动植物多样性,分别为:
 植物多样性:水生植物、陆生植物、湿生植物、沼生植物、挺水植物、沉水植物、浮水植
物、浮叶植物、漂浮植物、浮游植物;
 动物多样性:鸟类、兽类、爬行类、两栖类、鱼类、大型底栖动物、浮游动物;
—— 环境指标:包括大气环境、水文、水质、沉积物/土壤等;
—— 开发利用和受威胁状况指标:包括有害生物、旅游开发、畜牧养殖、农业种植加工、渔业捕
捞和水产养殖等。
5.1.2 应根据监测内容、湿地保护管理的需要制定监测方案,明确监测内容、监测方法、位点布设、
监测频率和数据采集时间等。
5.1.3 智慧湿地生态环境监测具体指标可参考附录A。
监测方法
5.2.1 自动化监测
5.2.1.1 空基遥感,用于监测湿地空间分布、动态变化和特征信息等指标,常由高塔平台或高处建筑
物搭载多种监测载荷组成,包括超远距离红外监视系统、高清透雾相机、高光谱成像相机、激光雷达等。
5.2.1.2 无人机监测,用于监测植被类型及分布、植物生长状况、生态系统组成及结构异常、人类干
扰活动等生态环境指标,由无人机搭载高精度传感器组成,如:可见光相机、多光谱相机、高光谱相机、
机载激光雷达、热红外成像仪等。
5.2.1.3 地面观测设备,用于监测生态系统类型、植被面积及生长状况、生物多样性、气象参量等指
标,包括各种类型传感器,如监测摄像机、红外高清数字摄像机、拾声器等。
5.2.2 人工监测
根据监测对象特点定期开展人工监测,获取数据,形成记录,上传至生态环境监测系统。
6 网络传输层
公共网络
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6
公共网络是指面向公众用户提供服务的各类通信网络,包含互联网、电信网及广播电视网等,宜满
足以下要求:
—— 网络覆盖广泛,区域内能够接收手机信号,主干道及主要景点能够接收无线网络,保障公众
用户能轻松访问互联网;
—— 网络环境安全,保障公众用户的个人隐私和数据安全;
—— 网络连接快速,满足公众用户的使用需求。
专用网络
专用网络是指根据智慧湿地特性组建的有线、无线网络及利用公共网络的基础设施组建的虚拟专
用网络,宜满足以下要求:
—— 采用光纤、网线联通内部网络,重点监测区域实现5G 网络深度覆盖,满足监测数据传输要
求;
—— 网络应部署简单,支持自动上线和配置,实时管理和维护;
—— 采用高可靠性设计,如:采用备份、负荷分担、冗余配置等设计方法,提高系统可靠性;
—— 支持设备的远程维护,简化运维管理;
—— 支持快速的故障定位。
7 数据库层
数据存储
指标数据资源可按照采集项目形成湿地特征数据库、生物多样性数据库、环境数据库和开发利用与
受威胁状况数据库四类专题库进行汇聚存储管理,数据存储应符合T/GDFS 46.3的规定。
数据治理
数据治理是对采集到的原始数据进行数据质检、数据清洗、数据标准化、数据融合等步骤,提高数
据质量,进行数据分析,方便后续进行展示,数据治理应符合T/GDFS 46.3的规定。
8 智慧应用层
湿地特征信息
8.1.1 可包括:
—— 湿地类型特征信息,包括生态系统类型及空间分布、生态系统变化趋势、年度生态系统概况
等数据统计情况;
—— 湿地面积信息,包括湿地面积及分布、自然岸线类型及比率、湿地率等。
8.1.2 可应用于:
—— 湿地特征变化分析,通过湿地生态系统类型、面积、植被覆盖率及生长状况空间差异、湿地
热环境空间差异等长期监测结果统计分析;
—— 湿地生态环境评价,通过湿地特征信息变化分析评估湿地生态环境、湿地生态保护成效等。
生物多样性信息
8.2.1 可包括:
—— 湿地生物科普简介:包括生物物种名称、监测数量、出现时间及数量变化趋势等;
—— 湿地生物统计信息:如物种排名,监测物种种类及数量、位点、新发现物种及已发现的珍稀
濒危特有物种统计信息等;
—— 图片或视频信息:如鸟类抓拍图片、实时视频等。
8.2.2 可应用于:
—— 生物多样性监测:通过监测设备实时采集和捕捉动物影像,用AI 智能识别模型进行高效准
确识别,开展生物多样性监测,例如,鸟类自动识别流程见附录B;
—— 生物多样性实况展示:用于湿地生物的科普教育;
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7
—— 生物多样性评价:通过分析生物多样性的现状、空间分布及变化趋势,提高保护湿地生物多
样性的管理能力。
环境信息
8.3.1 可包括:
—— 环境指标信息:包括不同监测位点和监测数据;
—— 环境指标变化趋势信息:包括大气指标、沉积物/土壤指标、水文、水质指标变化趋势等;
—— 环境指标预警信息:当环境数据超过警告阈值,系统给出声音或图像警示。
8.3.2 可应用于:
—— 环境质量评价和趋势预测,为湿地环境智慧管理以及湿地功能评价提供基础数据和依据;
—— 信息公开。
开发利用和受威胁状况信息
8.4.1 旅游活动信息
8.4.1.1 可包括:
—— 客流信息:监测点位实时人流量情况、人像识别信息等;
—— 客情信息:通过筛选时间段可查看历史人数、观测总人数;
—— 客流预警信息:当监测点监测到周边地区人流量超出区域承载量,系统发出警示信息并给出
疏散指引,应急管理措施等。
8.4.1.2 可用于湿地客流分析、游客画像分析、客源分析等,开展旅游活动对湿地生态环境的影响评
价,合理规划湿地旅游开发活动。
8.4.2 有害物种信息
8.4.2.1 识别有害物种,获取有害物种位置和数量信息,确认种类,分析习性和危害程度。
8.4.2.2 预测有害物种发展趋势,及时开展人工追踪定位,并进行清除工作,定期复查清除情况。
8.4.3 其他信息
宜根据实际监测指标体系,将监测获得信息应用于湿地保护,提升智慧化水平。
9 应用终端层
可视化屏幕
根据智慧湿地建设需要,安装可视化大屏及公众查询互动终端屏幕,展示湿地生态环境监测相关数
据。
移动端
采用智慧湿地配套开发小程序、公众号、手机应用等移动应用端,展示生物多样性、环境等相关指
标信息。
智能穿戴设备
基于无人机及全景相机拍摄湿地生态环境现场素材,融入生态环境监测指标数据,制作导览线路,
通过虚拟现实技术(VR)实现湿地体验。
A
A
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附录A
(资料性)
生态环境监测指标
智慧湿地生态环境监测指标见表A.1。
表A.1 生态环境监测指标
监测项目 监测因子 监测指标 监测设备或方法 监测频率
湿地特征指标
湿地类型 GB/T 24708
卫星遥感、无人机、地理
信息系统、全球定位系统
季度调查
土地利用类型变化
卫星遥感、无人机、地理
信息系统、全球定位系统
年度调查
湿地面积及分布
湿地总面积、各类型湿地面

卫星遥感、无人机、地理
信息系统、全球定位系统
年度调查
自然岸线类型及比率
卫星遥感、无人机、地理
信息系统、全球定位系统
年度调查
湿地率
湿地面积、湿地公园用地面

卫星遥感、无人机、地理
信息系统、全球定位系统
年度调查
环境指标
气象观测
水平能见度、降水现象、雷
电现象、气压、气温、体感
温度、相对湿度、风向、风
速、降水量、降水强度、总
辐射、紫外辐射
温度计、地面温度表(传
感器)、温湿度传感器、
雨量器、虹吸式雨量计、
雨量传感器、辐射表(传
感器)、风速器(传感器)、
风向器(传感器)、气压
计(传感器)
实时监测/发
生时观测
大气环境
空气湿度、负氧离子、臭氧、
环境空气颗粒物(PM2.5)、
可吸入颗粒物(PM10)、气压、
风、辐射
环境因子监测设备 实时监测
沉积物/土壤
泥炭土厚度、土壤pH值,有
机质;土壤含水量、沉积速
率、湿地沉积物有机碳
(SOC)
土壤综合监测仪 年度调查
水文
水域面积、水源补给、流出
状况、积水状况、水量、水
位、水深、流量、流速、潮
汐、水文连通性
流量传感器、流速传感
器、水位仪
实时监测/每
季度监测
水质
氨氮、总磷、高锰酸盐指数、
水温、pH值、电导率、溶解
氧、浊度、叶绿素、化学需
氧量(COD)、生化需氧量
(BOD)
氨氮分析模块SERES2000
总磷分析模块SERES2000
高锰酸盐指数分析模块
SERES2000
水质多参数分析模块
SINOEPA 2000 MP
实时监测/每
季度监测
环境噪声
昼间等效声级Ld、夜间等效
声级Ln、最大声级Lmax
积分平均声级计、环境噪
声自动监测仪
实时监测
生物多样性指

植物
多样

水生植物、湿生
植物、沼生植物、
挺水植物、沉水
植物、浮水植物、
浮叶植物、漂浮
植物、浮游植物
植物种类、植被类型、群落
结构及数量特征、珍稀濒危
特有植物
监测摄像机、红外高清数
字摄像机
每季度监测
动物
多样

鸟类、兽类、爬行
类、两栖类、鱼
类、大型底栖动
物、浮游动物
种类及分布、数量、多样性、
珍稀濒危特有类
监测摄像机、红外高清数
字摄像机、红外高清球
机、红外高清半球机、鸟
类声纹测试设备(拾声
器)
实时监测,结
合年度调查
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表A.1 生态环境监测指标(续)
监测项目 监测因子 监测指标 监测设备或方法 监测频率
开发利用和受
威胁状况
有害物种 种类及分布、数量
监测摄像机、红外高清数
字摄像机
实时监测,结
合年度调查
旅游开发 客流量、峰值期、日游客量
客流监测摄像机、人脸监
测摄像头
实时监测
畜牧养殖 牧民数量、牛羊数量 年度调查
农业种植加工 种植面积、种类和结构 年度调查
渔业捕捞和水产养殖
渔民数量、渔船、补货量、
网眼大小、水产养殖方式
年度调查
污染物排放 污染物种类、浓度和排放量 年度调查
禁止性行为 围垦、采挖、非法捕猎
高清视频监控探头、红外
相机、日常巡护
实时监测
社会经济状况 人口、经济 年度调查
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10
B
B
附录B
(资料性)
鸟类自动识别流程图
B.1 鸟类自动识别流程图见图B.1。
85%以下
85%以上
开始
采集
物种识别
准确率
存储
展示
结束
使用全高清摄像头全自
动拍摄图片或视频
在图片或视频画面中实
时对物种进行抓拍与识
别,同时标记位置
实时显示鸟类自动识别
准确率, 准确率低于
85%,则重新采集
当准确率高达85%时自
动截取封面图和视频片
段,记录鸟类类型、发
生时间、数量、发生位
置等
基于地理位置信息系统
实时展示存储信息
图B.1 鸟类自动识别流程图
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11
参考文献
[1] 马广仁.国家湿地公园生态监测技术指南[M].北京:中国环境出版社,2017.
[2] LY/T 2794-2023 红树林湿地生态系统监测评价规范.

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