豆增發(fā)

【摘 要】本文利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于北斗的數(shù)字秦嶺系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用北斗導(dǎo)航、高精度測(cè)量、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字地圖等技術(shù)，結(jié)合氣象和災(zāi)害預(yù)報(bào)信息，通過(guò)北斗在秦嶺生態(tài)資源保護(hù)、巡查、普查、執(zhí)法、應(yīng)急救援以及災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)秦嶺區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)秦嶺及其鄰區(qū)的資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、人口分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】北斗衛(wèi)星；數(shù)字秦嶺；資源保護(hù)；區(qū)域發(fā)展

0 前言

秦嶺是我國(guó)中部東西向延伸的一條巨型山脈，是我國(guó)南北自然地理?xiàng)l件的天然分界線，是暖溫帶與北亞熱帶的分界線，秦嶺主脊還是長(zhǎng)江、黃河兩大水系的分水嶺。特殊的地理位置，使秦嶺成為我國(guó)東部乃至亞洲東部生物多樣性最豐富的地區(qū)之一。

基于北斗的數(shù)字秦嶺系統(tǒng)利用北斗導(dǎo)航、高精度測(cè)量、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字地圖等技術(shù)，結(jié)合氣象和災(zāi)害預(yù)報(bào)信息，通過(guò)北斗在秦嶺生態(tài)資源保護(hù)、巡查、普查、執(zhí)法、應(yīng)急救援以及災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)秦嶺區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)秦嶺及其鄰區(qū)的資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、人口分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于北斗的數(shù)字秦嶺系統(tǒng)包括數(shù)字秦嶺綜合運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、數(shù)字秦嶺應(yīng)急救援與應(yīng)急指揮平臺(tái)、數(shù)字秦嶺數(shù)據(jù)中心及各類北斗終端，實(shí)現(xiàn)秦嶺資源保護(hù)的動(dòng)態(tài)化，秦嶺資源普查、巡查的規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)秦嶺林業(yè)執(zhí)法的信息化，提高秦嶺應(yīng)急救援和應(yīng)急指揮的及時(shí)性，加強(qiáng)秦嶺災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)總體部署如圖1所示。

數(shù)字秦嶺系統(tǒng)與北斗衛(wèi)星和北斗終端交互，實(shí)現(xiàn)資源普查、資源巡查、資源保護(hù)、資源執(zhí)法、應(yīng)急救援與應(yīng)急指揮、災(zāi)害預(yù)警等功能。

如圖2所示，基于北斗的數(shù)字秦嶺系統(tǒng)主要由數(shù)字秦嶺數(shù)據(jù)中心、數(shù)字秦嶺綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)、北斗終端等三部分組成。

（1）數(shù)字秦嶺數(shù)據(jù)中心

數(shù)字秦嶺數(shù)據(jù)中心的主要作用是為上層應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的保存、查詢、更改等。由于數(shù)字秦嶺系統(tǒng)設(shè)計(jì)到各個(gè)領(lǐng)域、各種類型的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心采用混合模式來(lái)處理各類數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)中心主要保存秦嶺資源數(shù)據(jù)，車輛數(shù)據(jù)，工作人員數(shù)據(jù)，北斗終端數(shù)據(jù)，地理信息數(shù)據(jù)等。資源數(shù)據(jù)主要是指秦嶺地區(qū)的動(dòng)物資源、植物資源、旅游資源等。車輛數(shù)據(jù)主要是指秦嶺工作車輛、應(yīng)急救援車輛等信息。人員數(shù)據(jù)主要是指秦嶺工作人員的數(shù)據(jù)，涉及到秦嶺辦、林業(yè)部門、公安部門等多個(gè)部門的工作人員。終端數(shù)據(jù)主要是數(shù)字秦嶺系統(tǒng)中配發(fā)給工作人員的北斗終端、車載終端、應(yīng)急救援平臺(tái)設(shè)備等數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù)主要是指秦嶺西安段的地理信息，主要是指高程圖、衛(wèi)星圖以及周邊的交通圖。

（2）數(shù)字秦嶺綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)

數(shù)字秦嶺綜合服務(wù)平臺(tái)為所有與秦嶺相關(guān)的政府部門、個(gè)人提供綜合服務(wù)，該平臺(tái)由六個(gè)應(yīng)用模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)交換模塊組成：資源普查模塊、資源巡查模塊、資源保護(hù)模塊、資源執(zhí)法模塊、災(zāi)害預(yù)警模塊、應(yīng)急救援與應(yīng)急指揮模塊、公共數(shù)據(jù)交換模塊。

資源普查模塊主要為秦嶺資源普查工作人員提供通信、資源定位、資源數(shù)據(jù)收集等服務(wù)。資源巡查模塊主要為秦嶺資源巡查工作人員提供巡線路規(guī)劃、巡查導(dǎo)航、巡查日志記錄等服務(wù)。資源保護(hù)模塊主要為秦嶺資源保護(hù)部門提供無(wú)人機(jī)作業(yè)（如播種、施肥等）導(dǎo)航、遠(yuǎn)程作業(yè)監(jiān)控等服務(wù)。資源執(zhí)法模塊為林業(yè)執(zhí)法部門提供現(xiàn)場(chǎng)取證、執(zhí)法場(chǎng)景拍攝、執(zhí)法數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等服務(wù)。應(yīng)急救援及應(yīng)急指揮模塊為為秦嶺山區(qū)小范圍搜救、突發(fā)事件處置、應(yīng)急車輛的調(diào)度、應(yīng)急行動(dòng)的指揮、應(yīng)急部門的協(xié)調(diào)提供通信服務(wù)。災(zāi)害預(yù)警模塊根據(jù)氣象信息、衛(wèi)星遙感圖像、航拍圖像等信息，預(yù)測(cè)秦嶺山區(qū)近期或者正在發(fā)生的火災(zāi)、山洪、山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，并向相關(guān)部門發(fā)布預(yù)警信息。公共數(shù)據(jù)交換模塊是數(shù)字秦嶺系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的橋梁，主要負(fù)責(zé)從北斗綜合運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、國(guó)家位置服務(wù)網(wǎng)、氣象信息平臺(tái)等外部系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)和向外部系統(tǒng)提供數(shù)字秦嶺的數(shù)據(jù)。

（3）北斗終端

北斗終端用于實(shí)時(shí)護(hù)林執(zhí)法和實(shí)時(shí)資源普查，它的功能是位置信息服務(wù)和林業(yè)資源信息實(shí)時(shí)上報(bào)，要求低功耗、較高的靈敏度，待機(jī)時(shí)間滿足實(shí)際工作需求。秦嶺由于特殊的地理?xiàng)l件，3G往往無(wú)法覆蓋，依賴于北斗RDSS進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，更加有效。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 技術(shù)領(lǐng)先、安全可靠

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合秦嶺作為中國(guó)中央公園的功能（下轉(zhuǎn)第138頁(yè)）（上接第110頁(yè)）定位，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施需采用國(guó)內(nèi)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航（芯片組件及產(chǎn)品）最為領(lǐng)先并且成熟的技術(shù)和手段，做到適度超前、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

2.2 集約建設(shè)，資源共享

本系統(tǒng)在建設(shè)中最大程度上實(shí)現(xiàn)共享資源，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作，盡可能依托西安市的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)整合北斗其它終端資源，充分利用現(xiàn)有資源，減少重復(fù)建設(shè)，提高信息化投入的利用效率，避免資金和資源的浪費(fèi)。

2.3 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展兼容

數(shù)字秦嶺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在管理方式、格式及質(zhì)量等方面嚴(yán)格遵守并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使本系統(tǒng)能夠隨著業(yè)務(wù)量的變化方便地?cái)U(kuò)展和升級(jí)，保證本系統(tǒng)與北斗示范綜合運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的兼容性。

3 系統(tǒng)性能指標(biāo)

1）秦嶺西安段主要旅游景點(diǎn)、人文遺址等精確定位覆蓋率達(dá)到100%；

2）秦嶺西安段珍稀植物精確定位覆蓋率達(dá)到80%；

3）秦嶺西安段珍稀動(dòng)物動(dòng)態(tài)監(jiān)控覆蓋率達(dá)到1%；

4）秦嶺山區(qū)應(yīng)急通信范圍達(dá)到覆蓋半徑2公里；

5）車輛動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)包丟失率小于0.1%；

6）系統(tǒng)相應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于5s；

7）系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間：7200小時(shí)/年。

4 結(jié)語(yǔ)

基于北斗的數(shù)字秦嶺系統(tǒng)將秦嶺山區(qū)植被、珍稀動(dòng)物、風(fēng)景旅游點(diǎn)、水庫(kù)水壩、歷史遺跡等資源匯聚成秦嶺地理信息“一張圖”，結(jié)合北斗衛(wèi)星的定位、導(dǎo)航、短報(bào)文通信等功能，方便秦嶺山區(qū)快速應(yīng)急救援和應(yīng)急指揮，提高秦嶺山區(qū)生態(tài)資源保護(hù)的信息化水平，降低秦嶺地區(qū)生態(tài)資源保護(hù)的成本，解決當(dāng)前資源普查、巡查、執(zhí)法、數(shù)據(jù)采集等方面存在的問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項(xiàng)實(shí)施方案[Z].中央軍委、國(guó)務(wù)院，2009.

[2]導(dǎo)航與位置服務(wù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃[Z].科技部，2012.

[3]陜西省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[Z].陜西省政府，2013.

[4]陜西省“十二五”衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃[Z].陜西省政府，2012.

[5]陜西省“十二五”電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[Z].陜西省政府，2012.

[6]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件[Z].中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室.

[7]大秦嶺西安段生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃（2011-2030）[Z].西安市政府.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]