低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)大顯身手:科技守護(hù)綠水青山

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2025-09-03

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無(wú)人機(jī)劃破長(zhǎng)空,精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)著森林、濕地、海洋的每一點(diǎn)變化,傳統(tǒng)人工需要數(shù)日完成的工作,如今只需數(shù)小時(shí)。在生態(tài)保護(hù)需求日益迫切的今天,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)廣闊生態(tài)環(huán)境的大面積、高頻次監(jiān)測(cè)成為一道難題。低空經(jīng)濟(jì)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),正為這道難題提供全新的解決方案。從云南白馬雪山到福建平潭,從吉林松花湖到廣州花都,無(wú)人機(jī)與智能設(shè)備正編織了一張“天空地一體化”的生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。天空地一體化:生態(tài)監(jiān)測(cè)的科技革命在云南白馬雪山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),全省首個(gè)寒溫性針葉林高海拔無(wú)人機(jī)場(chǎng)正式投入使用,標(biāo)志著生態(tài)監(jiān)測(cè)邁入遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、數(shù)智化新階段。這個(gè)無(wú)人機(jī)場(chǎng)位于曲宗貢生態(tài)監(jiān)測(cè)站,采用大疆機(jī)場(chǎng)3(M4TD)系統(tǒng),具有遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)充電、全天候運(yùn)行能力,支持昆明指揮中心與站點(diǎn)雙重調(diào)度,可保障復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)急響應(yīng)。無(wú)人機(jī)搭載4800萬(wàn)像素高清相機(jī)加熱成像傳感器,可快速獲取高分辨率影像與夜間動(dòng)物活動(dòng)數(shù)據(jù),為滇金絲猴監(jiān)測(cè)、生物量評(píng)估、碳匯測(cè)算提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)大顯身手:科技守護(hù)綠水青山

森林監(jiān)測(cè):從二維到三維的跨越森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)正在從二維平面向三維立體跨越。在廣州花都的林區(qū),搭載激光雷達(dá)的無(wú)人機(jī)悄然升空,它掠過(guò)起伏的林海,用數(shù)字畫(huà)筆勾勒出森林的“三維畫(huà)像”。這種無(wú)人機(jī)與激光雷達(dá)(LiDAR)的“黃金組合”通過(guò)主動(dòng)發(fā)射激光脈沖穿透植被,獲取地面真實(shí)高程數(shù)據(jù),由此快速構(gòu)建的數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字表面模型(DSM),為森林消防通道規(guī)劃等工作提供科學(xué)依據(jù),讓森林管理邁入“三維可視化”時(shí)代。在南昌市灣里片區(qū),兩個(gè)森林樣地的紅外相機(jī)及視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備布設(shè)工作已于今年6月底全面完成。項(xiàng)目累計(jì)安裝18臺(tái)紅外相機(jī),構(gòu)建起一套全方位、多層次、連續(xù)性的野生生物監(jiān)測(cè)體系。這些設(shè)備具備自動(dòng)感應(yīng)觸發(fā)、紅外夜視和高清錄像等先進(jìn)功能,能夠在極低功耗下長(zhǎng)期無(wú)人值守工作。濕地監(jiān)測(cè):水文平衡的守護(hù)者濕地被譽(yù)為“地球之腎”,對(duì)維持生態(tài)平衡起著至關(guān)重要的作用?,F(xiàn)代林業(yè)水深監(jiān)測(cè)站采用壓力式水位傳感器(精度±2mm)、聲學(xué)多普勒流速儀(ADCP)與水質(zhì)多參數(shù)探頭(pH、溶解氧、氨氮等),可同步獲取水位、流速、流向、水溫、濁度、電導(dǎo)率等15余項(xiàng)參數(shù),數(shù)據(jù)采集頻率達(dá)每秒1次,較人工測(cè)量效率提升200倍。在大興安嶺林區(qū)湖泊監(jiān)測(cè)中,監(jiān)測(cè)站通過(guò)連續(xù)60天的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè),提前30天預(yù)測(cè)出藻類繁殖高峰,指導(dǎo)林業(yè)部門(mén)啟動(dòng)生態(tài)調(diào)水,使湖泊水質(zhì)從Ⅳ類提升至Ⅲ類,保障了林區(qū)野生動(dòng)物的飲水安全。某國(guó)家級(jí)森林公園在轄區(qū)內(nèi)20處林業(yè)水域部署水深監(jiān)測(cè)站,構(gòu)建“林業(yè)水文智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)”。該網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一年來(lái),累計(jì)提供水深數(shù)據(jù)50萬(wàn)條,支撐濕地補(bǔ)水12次、溪流生態(tài)維護(hù)8次,林業(yè)水域生態(tài)健康指數(shù)從82分提升至95分,森林水文調(diào)節(jié)能力提升15%,有效保障了森林生態(tài)系統(tǒng)的水文平衡。海洋監(jiān)測(cè):突破accessibility難題海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)一直面臨著可達(dá)性差、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的挑戰(zhàn)。平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)自然資源與生態(tài)環(huán)境局近期啟動(dòng)了2025年生態(tài)樣地監(jiān)測(cè)服務(wù)項(xiàng)目,計(jì)劃完成3個(gè)海洋生態(tài)樣地的監(jiān)測(cè)工作。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括浮游植物、浮游動(dòng)物、魚(yú)卵與仔稚魚(yú)、大型底棲生物和潮間帶底棲生物,棲息地主要開(kāi)展開(kāi)發(fā)利用情況、污水狀況、岸線和植被調(diào)查,同時(shí)開(kāi)展水環(huán)境質(zhì)量、沉積物質(zhì)量、生物質(zhì)量監(jiān)測(cè)(貝類)。無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使得海洋監(jiān)測(cè)變得更加高效和安全。無(wú)人機(jī)可以快速抵達(dá)人工難以到達(dá)的區(qū)域,實(shí)時(shí)傳回監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),為海洋生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。生態(tài)修復(fù):無(wú)人機(jī)的“空中解法”在南安市九都鎮(zhèn)新峰村大湖山腳下,一場(chǎng)由無(wú)人機(jī)主導(dǎo)的廢棄礦山生態(tài)修復(fù)行動(dòng),正以“空中解法”詮釋著“兩山”理念的時(shí)代內(nèi)涵。這座礦山自20世紀(jì)90年代開(kāi)采廢棄后,若按傳統(tǒng)方式機(jī)械開(kāi)路,需破壞4000多平方米森林,生態(tài)代價(jià)巨大;而且人力運(yùn)輸在坑洼土路上往返一趟就要4個(gè)小時(shí),既危險(xiǎn)又低效。無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用改變了這一困境。技術(shù)員介紹:“一臺(tái)無(wú)人機(jī)運(yùn)載力超75公斤,一次可裝5袋材料,飛行約800米后可精準(zhǔn)到達(dá)指定點(diǎn)位,再自動(dòng)脫鉤投放。”6個(gè)多小時(shí)里,200多袋綠化物資被穩(wěn)穩(wěn)送達(dá)修復(fù)區(qū)。技術(shù)賦能:生態(tài)監(jiān)測(cè)的未來(lái)之路低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)的成功應(yīng)用,離不開(kāi)多種技術(shù)的融合創(chuàng)新。吉林天空地一體智慧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是技術(shù)賦能的典型案例。吉林省以省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心為“智慧中樞”,精心構(gòu)建覆蓋水、氣、聲、土壤、生態(tài)等全要素的感知網(wǎng)絡(luò),織密全域監(jiān)測(cè)“一張網(wǎng)”。在長(zhǎng)白山,衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)低空巡航、地面紅外相機(jī)與森林樣地監(jiān)測(cè)協(xié)同聯(lián)動(dòng),形成“空天地一體化”網(wǎng)絡(luò),精準(zhǔn)聚焦高山苔原帶水土流失、珍稀物種動(dòng)態(tài),生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警由“事后分析”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆虑邦A(yù)警”。挑戰(zhàn)與展望盡管低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)取得了顯著成效,但仍面臨一些挑戰(zhàn):一是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,不同廠商、不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互通存在障礙;二是數(shù)據(jù)處理能力不足,海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高效處理和分析需要更強(qiáng)算力和更智能算法的支持;三是人才培養(yǎng)體系不完善,既懂低空技術(shù)又懂生態(tài)保護(hù)的復(fù)合型人才稀缺;四是空域管理限制,無(wú)人機(jī)飛行活動(dòng)仍受到空域管理政策的限制。未來(lái),隨著低空經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)將呈現(xiàn)以下趨勢(shì):無(wú)人機(jī)性能將不斷提升,續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)、負(fù)載能力更強(qiáng)、適應(yīng)性更好;傳感器技術(shù)將更加先進(jìn),監(jiān)測(cè)精度和效率將進(jìn)一步提高;人工智能技術(shù)將廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能分析和預(yù)警;空天地海一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)將更加完善,實(shí)現(xiàn)全方位、全要素的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。低空+生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)多地落地生根,從云南白馬雪山到吉林長(zhǎng)白山,從福建平潭到廣州花都,科技的力量正在守護(hù)著我們的綠水青山。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展,低空經(jīng)濟(jì)必將在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,為我們描繪出一幅人與自然和諧共生的美麗畫(huà)卷。


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