7月,大暑将至,中国航天科技集团有限公司五院航天恒星承建的三江源国家公园生态大数据中心(三期)项目交付验收两月有余,三江源国家公园管理局工作人员与平台逐渐磨合熟悉,已借助大数据平台信息化系统开展园区日常监测巡护等工作。
2017年,青海省人民政府与航天科技集团签署全面战略合作协议,三江源国家公园管理局与五院航天恒星签署合作协议,大力推动卫星应用助力三江源国家公园体制试点智慧建园工作。
在集团公司的大力支持下,五院成立了三江源国家公园项目团队,并同三江源国家公园管理局联合成立天地一体化信息国家重点实验室三江源国家公园分室,将其作为三江源国家公园科技建园的技术智库。在航天技术支撑下,三江源国家公园构建了覆盖全境19.07万平方公里范围的“天空地一体化”生态监测体系,初步形成园区范围内持续有效的生态监测能力和监测运行机制,助力三江源国家公园智慧化管理能力提升。
深挖用户需求,发挥卫星应用优势
地处青藏高原腹地的三江源地区是长江、黄河、澜沧江的发源地,也是我国重要的生态安全屏障和高原生物种质资源库,其生态保护对我国乃至全球意义重大。然而,三江源国家公园面积巨大,地理条件复杂,气候恶劣,自然条件严酷,人烟稀少,“点多线长面广”给生态环境监测带来诸多挑战和困难。
由于地理条件的限制,有限的地面管护站点分散于园区各处,全域监测难度较大。此外,作为园区重要的监测力量,上万名生态管护员在生态管护工作中往往身处没有地面通信网覆盖的无人区,工作及人身安全面临极大风险挑战。如何在地域广阔、人口稀少、地面监测能力匮乏的条件下开展全方位的综合监测与保护,成为三江源国家公园信息化建设面临的重要问题。
为有效应用航天技术解决国家公园业务痛点,五院三江源国家公园项目团队深入了解国家公园监管业务特点,在海拔4000米的高原上,行程超3万公里,同一线生态管护员交流上百次,并经常参与日常巡视和监测工作,了解数据采集难、数据上传慢、监测时效性低、智能水平低、业务不好管等难点、痛点,最终梳理出数十项对口方向,并在此基础上充分分析,提出了“天空地一体化、通导遥融合应用”的技术思路。
持续投入技术,实现智慧建园
三江源国家公园是我国第一个国家公园体制试点单位,五院项目团队在体制机制、管理、科技等多方面进行了探索,重点实现了科学化、智慧化建园。
科学化、智慧化建园的第一步就是解决三江源国家公园19万多平方公里范围内无地面网络信号区域的通信难题。在项目团队的不懈努力下,三江源国家公园运用以国产卫星与国产卫星通信设备为核心的卫星通信网络,为一线巡护人员配备了动中通、静中通以及卫星便携站等设备,利用卫星链路实现了文件、语音、视频等业务传输及互联网接入,使巡护人员可以在无人区实现信息联通,为智慧建园奠定了网络通信基础。
在卫星遥感监测方面,项目团队积极探索,助力三江源国家公园在我国首次利用国产遥感卫星建立了大范围的生态系统与人类活动基准体系。他们在基准底图上叠加了植被、物种等各类信息,通过长时间的信息积累,发现变化情况和演变规律。
“举个例子,我们在园区某位置监测到雪豹之后,就可以把这个点位标在三维时空基准里。持续记录的数据多了,就能通过这些数据对雪豹的栖息地、分布等特征进行大数据分析。”团队负责人王剑解释道。
此外,团队收集上万张高原影像,形成4万余个高海拔典型区遥感智能解译样本,构建出一个大规模的高原遥感生态数据集。不仅如此,团队还通过创新智能识别算法,实现了高寒地区地面植被的智能解译,极大提升了监管效率。
2023年,在团队的技术支撑下,三江源国家公园进一步深化大数据中心的应用能力建设,实现了全面面向园区业务的航天数据智能提取和大数据分析,实现了以航天大数据为鲜明特色的三江源国家公园大数据综合管理、信息共享与服务等功能,为三江源国家公园管理局业务应用提供了以天基信息为核心的信息支撑、监测预警和决策支持。
经过多年摸索,三江源国家公园项目团队总结提炼了一套以航天“感、传、智、用”为核心的大型国家公园监测解决方案与产品体系,为我国其他大型国家公园积累了可复制、可借鉴的技术和经验。
长驻一线,缺氧不缺精神
三江源国家公园项目团队是一支年轻的队伍,十几名成员的平均年龄在33岁左右。由于需要长期轮驻三江源,团队成员即便身强力壮,在4000多米的高原上也难免出现头疼、恶心、心跳加速、乏力等高原反应。“大美青海,蓝天白云、高山湖泊、野生动物……美的确是美,但身体的高原反应也的确很难受。”王剑感叹道。
团队骨干成员、负责技术论证和实施的吴向楠自2016年就长驻青海。此外,宋忠航、马红波、侯立波等一批年轻航天人也扎根在青藏高原。他们长期在高原工作,身体和心理都受到了很多挑战。但长期驻守一线,使他们能更好地理解国家公园管理的技术需求,知道如何利用自己的专业知识解决国家公园监管的技术难题。清晰了解用户需求,正是团队利用航天技术助力大型国家公园智慧建园的关键所在。
全年扎根高原,缺氧不缺精神。面对恶劣的自然条件,团队从未退缩,这些年轻人克服了身体和心理上的种种不适,坚持完成任务,时刻践行航天精神和可可西里坚守精神,开启三江源生态保护、航天技术应用创新攻坚战,书写了一曲奋斗的青春之歌。(武文佳 王剑 王芳)