太白山保护区信息化建设探索与思考

李崇实 何强利

(陕西太白山国家级保护区，陕西 杨凌 712100)

21世纪，人类社会进入了信息化时代,信息化技术在社会各个领域得到了广泛应用。将云计算、大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术和林业发展进行融合，发展以信息化技术为支撑的现代林业，建立适应经济社会发展的现代林业体系，成为未来林业创新发展的必由之路。自然保护地作为保护生物多样性、改善环境作用的主力军，在涵养水源、保持水土、改善环境和保持生态平衡等方面发挥着重要作用。推动自然保护地信息化建设，建立资源立体感知、管理协同高效、生态价值凸显的自然保护新模式，对促进林业科学发展具有十分重要的意义。

1 太白山保护区概况

太白山保护区位于秦岭西部，地处周至县、眉县、太白县3县交界处，总面积为56325hm2，主峰拔仙台海拔3767.2m，是我国大陆E105°以东地区的最高名山。太白山保护区是秦岭生物多样性的代表，共有种子植物1783种，蕨类植物110种，苔藓植物325种；有兽类72种(亚种)，鸟类218种(亚种)，两栖爬行类36种，森林昆虫1991种。是大熊猫在我国分布的最北界，世界著名的生物多样性天然“基因库”。发源于太白山的河流有10条，其中湑水河、黑河、石头河、霸王河等主要河流都是汉中及关中地区工农业及生活用水的重要补给水源地。

2 太白山保护区信息化实践

2.1 信息化建设背景

太白山自然保护区信息化建设最早始于1996年全球环境基金(GEF)项目，建立了BIMS管理系统，因系统偏重于人物的管理，应用面窄，目前已弃用。保护区日常野外巡护工作主要是实施手持GPS野外巡护管理，确保巡护员野外巡护监测到位。2011年开发了GIS生物多样性地理信息系统单机版，由于野外信息来源较少，应用效果不佳，随着电脑操作系统的快速升级，目前该系统已无法使用。2015年以来，持续开展了以大熊猫分布活动为重点的感应式红外相机监测，尽管相机数量不足，但也取得了丰富的监测资料。2017年相继在高海拔区域建立了5处视频监控系统，用于森林防火和高山区人为活动监测。通过20a多的探索，太白山保护区信息化建设和应用总体水平低，没有整合监测、巡护、项目等数据信息搭建一个集约化、统一化的管理平台，各业务数据没有统一标准，存在数据“孤岛”，数据之间无法共享，使用效率低，无法发挥数据的价值。直到2019年，太白山保护区在有关项目的支持下，信息化建设才走向新的阶段。

2.2 建设思路及目标

通过信息化建设，保护区加强辖区内各种数据采集设备及应用终端实时数据交换，建立以数据库建设为主的核心，科学整合科研监测、野外巡护、生态旅游、公众教育、森林防火等各类业务数据，实现保护地立体化感知、数据信息共享交互的信息化管理平台，对全辖区生境和动植物资源进行精细保护和动态监管，为保护区科学决策提供数据支撑。

2.3 信息化建设内容

太白山保护区信息化建设主要分为前端业务数据采集系统建设、业务数据传输系统、局指挥系统及分控中心建设和局中心决策系统平台建设4个部分，见图1。

图1 信息化建设总体结构图

2.3.1 前端数据采集系统

前端数据采集系统由野外视频监控系统、红外相机系统、手持移动终端、生态环境因子自动采集系统模块构成，实现生态安全信息、主要保护物种监测信息、生态环境因子和人为活动等数据的采集，见表1。

2.3.2 数据传输系统

由于保护区山大沟深，大部分辖区属于无人区，没有移动网络信号，因此信息化系统网络传输系统主要采取5.8GHZ频段无线网络传输模式，个别区域采用光纤传输模式。在保护区关键物种分布区域的制高点架设9个塔点作为骨干节点，在低山区域建立8处高山数据汇聚点。塔点与前端数据采集系统、塔点之间使用无线或者光纤传输，塔点通过无线将数据传输至数据汇聚点，数据汇聚点通过光纤将数据从运营商网络传至管理局指挥中心，再由指挥中心将数据传输至各保护站(分控中心)，见图2。

图2 数据传输系统结构图

2.3.3 指挥中心及分控中心

指挥中心主要分为视频监控中心及中心机房2部分。建立视频监控系统、网络安全系统、指挥中心服务器及存储系统、资源数据库和决策系统平台等。

在保护站部署接入交换机、操作平台及LCD液晶显示屏等设备，建立分控中心。通过部分监控数据实时回传和数据变动回传的方式，将各监测点采集的数据传输至分控中心，完成对各保护站辖区的实时监控。

2.3.4 管理局中心决策系统

管理局中心决策系统主要包括自然保护区信息化管理平台建设和数据中心建设。

2.3.4.1 自然保护区信息化管理平台

平台紧紧围绕保护区资源调查、巡护监测、科学研究、宣传教育、社区共管等核心业务，建立了生物资源管理、生物多样性监测管理、巡护数据采集与管理、生境监测管理、人为干扰监测管理、地理空间管理与展示、视监控融合、救援与指挥管理、宣教管理、公众信息管理与发布、大数据分析等模块。

2.3.4.2 数据库建设

围绕保护区保护生物多样性、自然景观、第四纪冰川遗迹、古文化遗产和重要的水源涵养地的总目标，分析保护区各业务科室数据特点和业务流程，结合主管部门和公众对保护区数据的共享需求，通过规范林业信息分类、采集、存储、处理、交换和服务的标准，建立统一标准数据库，为保护区管理人员提供辖区资源状况查询、浏览和可视化展现。同时为相关行业和社会提供多元化信息服务。

3 安全系统建设

保护区综合业务信息和系统服务类型，将保护区信息化系统保护等级定为第二级(S2A2G2)，整体信息化平台按照三级进行建设。按照国家信息安全等级保护的有关标准和要求，通过满足物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全5个方面，利用密码代码验证、可信接入控制等核心技术，在“一个中心三重防御”的框架下完成信息系统的全面防护。同时，建立健全了组织机构、规章制度，加大对工作人员安全管理和培训，确保为信息化系统提供立体、全面的安全保障防御体系，保证了信息化系统整体安全保护能力。

4 存在的问题和挑战

太白山保护区信息化系统因起步早，建设标准比较低，虽然2019年起项目投资建设、信息化规范管理进程加快,但是对标林业高质量发展和治理能力现代化建设还存在短板。

4.1 信息化基础设施依然薄弱

保护区辖区主要在中高山区域，公共电力、通讯设施无法覆盖整个辖区，因此，辖区野外监测点在覆盖率、自动化、数据实时性与及时性还不够完善。如，红外相机系统虽然基本做到了重点区域覆盖，但与信息化网络系统关联性较小，无法通过无线网络自动传输至局指挥中心，需要人工进行回收数据及更换电池。

4.2 信息化系统模块功能偏弱

新形势下，保护区日常及业务工作日益繁杂，信息化系统功能固定，不能满足工作标准化、规范化、精细化需求，亟需对信息化系统进行升级，扩展模块功能，增加自定义模块功能，提升信息化系统效能。

4.3 林业智慧化水平有待提升

信息化系统已经基本建立，能够满足保护区业务工作的需要，但是数据库数据信息资料偏少，系统大数据分析模块应用水平较低，对数据的深入挖掘、关联性分析还不足。如，保护区建区50a有余积累的大量专业数据和档案文件，需要经验丰富的工作人员整理校对录入，工作量非常大。

4.4 信息化系统专业化人才缺乏

保护区工作人员主要是林业方向专业技术人员，虽然在信息化系统建设启动后，经过多次培训，基本上掌握了信息化系统的使用和管理，但是由于信息系统技术含量高、维护比较复杂，亟需开发和维护信息系统的专业性人才。

5 对策及建议

针对太白山保护区信息化建设的问题和难点，提出如下建议。高度重视信息化建设工作。新形势下，做好信息化建设，加快推进保护区治理能力现代化，实现保护区从传统管理到自动化、智能化转变，对提升保护区管理水平有着重要的意义。加强技术人员交流培训。积极鼓励培养专业技术人员学习和钻研信息化专业知识，采取“请进来、走出去”的方式，及时邀请专家教授讲课培训，同时抓住各种机会，组织人员外出学习，提高专业技术人员信息化水平。加大后期项目资金投入。积极争取项目资金，加强课题研究协作，统筹兼顾，稳步提升信息化系统。