湿地公园生态环境监测保护及生态恢复项目
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天津智易时代科技发展有限公司
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一、项目背景
湿地与人类的繁衍、生存及发展息息相关，是人类最重要的环境资本之一，也是自然界富有生物多样性和较高生产力的生态系统，具有巨大的经济、社会和环境价值。近年来，作为《湿地公约》缔约国之一，我国政府对湿地资源的保护、开发和合理利用极为重视，更是部署了一系列的保护工作。
但由于早期，人们对环境的漠视、认识水平的局限以及对经济利益的单纯追求，长期以来在围垦、基建占用、环境污染、过度捕猎、泥沙淤积、不合理水利工程建设等诸多因素的不断叠加作用下，湿地资源遭受了严重的、不可逆转的破坏。
牵一发而动全身，湿地是由水文、土壤、大气成分和小气候相互作用构成的特有生态环境,而构成这一环境的任一因素的改变,都会导致湿地生态系统的变化，因此，当它受到自然或人为活动干扰时,生态系统稳定性受到一定程度破坏,进而影响生物群落结构，湿地生态系统以肉眼可见的速度消失、破坏和退化，给经济和社会带来极大的危害，严重影响可持续发展。
因此在对湿地采取保护措施的基础上,建立完善的湿地监测体系,全面掌握湿地的动态变化情况，为湿地管理、科学研究、有效管控和合理利用提供及时、准确的参考资料，对于保护湿地、维持湿地生态功能、实现经济的可持续发展都具有重大意义。而作为以保护湿地生态系统、合理利用湿地资源、开展湿地宣传教育和科学研究为目的，经国家林业局批准设立的国家湿地公园，更是完善监测体系的“先驱”。
二、项目分析
2.1湿地公园监测的目的
1、掌握其动态变化、预测发展趋势、定期提供动态监测数据与监测报告、分析变化的原因、提出湿地保护与合理利用的对策与建议,为湿地管理和合理利用提供决策依据。
2、结合重点湿地调查、固定监测点监测,为各部门湿地管理提供服务。
3、以此为研究根本，为今后湿地开发利用的环境评估提供依据，对各种湿地资源开发利用项目的可行性进行有效分析。
2.2监测依据
环境空气质量标准 GB3095-1996
地表水环境质量标准 GB3838-2002
土壤环境质量标准 GB15618 1995
国家林业局关于印发《国家湿地公园管理办法》的通知 林湿发〔2017〕150号
《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》 HJ633-2012
《空气离子测量仪通用规范》 GB/T18809-2002
《水质采样方案设计规定》 GB/T12997-91
《水质采样技术指导》 GB/T12998-91
《地表水环境质量标准》 GB38382002
《水污染源与在线监测系统安装技术规范》 HJ/T353-2007
《水污染源在线监测系统验收技术规范》 HJ/T354-2007
《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范》 HJ/T355-2007
《水污染源在线监测数据有效性判别技术规范》 HJ/T356-2007
《污染源与在线自动监控（监测）系统数据传输标准》 HJ/T104-2003
《仪表供电设计规定》 HG/T20509-2000
《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》 HJ/T212-2005
《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范》 HJ-T352-2007
《土壤环境监测技术规范》 HJ/T166-2004
2.3监测的主要内容
湿地的监测主要遵照生态学的一般原理和自然保护区的理论，从湿地生态系统的结构和功能区的特点出发，着重从生物学、生态学、湖泊学、水文学、环境学等方面拟定监测指标。抓住生态系统中的各营养级的信息流、能源流、物质流的传递及相关度，其着眼点放在保护濒危物种，保护物种的多样性，保护自然生态系统结构和功能的完整性及生态平衡较为敏感的生态因子，兼顾社会、经济因子。具体内容涉及自然环境因子、生物多样性动态变化、湿地开发利用和受威胁情况、湿地管理变化情况、湿地周边社会经济发展情况及不同湿地类型特有的专项指标等，可划分为以下几方面:
2 湿地的类型、面积与分布；
2 湿地的空气质量状况；
2 湿地的水资源状况；
2 湿地土地资源状况；
2 影响湿地动态变化的主要环境因子。
2 湿地的生物多样性及其珍稀濒危野生动植物；
2 湿地周边地区的社会经济发展对湿地资源的影响；
2 湿地的管理状况和研究状况；
因此，在监测体系中，主要包括大气、水质、土壤、视频监控等，根据国家湿地公园评估标准及各要素监测指标等相关文件，确定具体监测因子如下：
2 气象监测：温度、湿度、大气压、风速、风向等
2 空气环境监测：总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、SO2、CO2、NOx、O3、负氧离子等
2 水环境监测：COD、氨氮、PH值、水温、流量、溶解氧等
2 土环境监测：土壤PH值、重金属微量元素（镉、汞、砷、铅等）、温湿度、光照度等
2 环境质量：噪声
2 视频监控
三、系统概况
本案提供的环境监测系统是主要针对湿地监测用户的一种实用型自动监测系统，集“气，水，土三大战役”的监测参数，构建“陆海统筹、天地一体”的生态环境监测平台。
整套系统由感知层、平台层和应用层三部分组成。
其中，感知层由气象站、微型空气监测站、水质监测仪、土壤监测站、视频监控等前端监测设备组成，并通过无线网络把各个监测设备的监测数据传送到中心平台。
平台层接收到来自感知层的实时数据进行分析，利用大数据分析进行数据处理和归集整理。
在应用层，可以GIS方式直观、形象的实时显示各监测点位和整个区域的空气质量状况，以及污染物浓度水平，并提供异常报警、区域空气质量变化趋势等多种服务。
3.1系统特点
1)全面监测湿地公园各方面环境要素, 气象、噪声、水环境、土壤环境、空气环境质量。
2)设置污染预警发布系统，辅助保护区应急管理
3)云服务平台，B/S 架构软件平台，可随时查看、下载和在线分析数据。
4)集百家之长，利用国际先进技术，保证传感器的精度，稳定性，和环境耐受力。
5)RTU(遥测数采) 高度集成传统的数据采集器，数据传输单元，电池等，IP67 防水，野外耐受能力极强。
6)数据有 RTU ，网关和服务器三级缓存，断点数据主动续传，保证数据的完整不丢失。
7)支持数据传输协议加密，保证数据传输安全，不被恶意截获和解析。
8）平台功能强大，运行稳定，界面友好，画面精致
9）移动式点位与固定式站点相配合，监测全面，提升效率
3.2系统组成
1)云平台，服务器，LED展示屏
2)监测站：水质监测仪，自动气象/土壤监测站，微型空气站等
3）其他：无人机、巡护电动车、一体化观鸟摄像机、双筒望远镜、塞氏盘
四、平台软件系统
智易时代网格化管理平台系统根据国家环境部门发布的《环境信息网络建设规范》（HJ460-2009）、《环境保护应用软件开发管理技术规范》（HJ622-2011）、《污染源在线自动监控监测系统数据传输标准2122005》、《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范》（HJ-T352-2007）等国家标准协议，以各监测点位数据传感体系为基础，针对不同环境企事业单位需求，运用最新的环保理论研究成果和信息技术，建立智能化环保网格在线监测系统数据平台。
平台数据中心可提供所属地区各监测点位数据及视频的实时采集传输、实时监控湿地环境质量，实现在线数据查询及报表统计、数据自动预警、环保信息综合分析、数据归集和排名反馈等，为环保的研究提供信息资源和手段，为环保业务管理提供统一的管理平台。
技术路线总体设计如下：
采用B/S结构。
SOA架构
平台可以通过应用框架配置统一门户、统一的用户管理和统一的权限管理、基础数据管理
基于XML的数据交换规范
组件式开发
五、前端设备系统
监测数据包括：温度、湿度、风速、风向、大气压、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、SO2、CO2、NOx、O3、负氧离子、COD、氨氮、PH值、水温、流量、溶解氧、土壤PH值、镉含量、汞含量、温湿度、光照度、噪声及视频监控等，所有监测数据可根据用户实际需求进行调整。
5.1气象站
可根据用户的需求选配多种气象传感器，满足科研、农业、林业、环保、交通、光伏等不同领域需求，是全自动气象站，数据无线传输，用户可登录服务器在线查看、分析、下载数据。产品坚实、难用、稳定，神兽广大用户信赖。
可选配传感器：温湿度、风速、风向、降雨、气压、蒸发、二氧化碳总辐射、光合有效辐射、日照时数、净辐射、紫外辐射、土壤含水量、土壤温度、土壤热通量、能见度、血神、路面温度等
应用领域：科研、农业、林业、环保、交通、自然保护区、光伏发电
5.3水质监测站
根据用户的需求选配多参数水质传感器，满足河流湖泊、地表水、地下水的水质监测，数据无线传输，用户可登录服务器在线查看、反洗、下载数据
可选配传感器：COD、氨氮、PH、溶解氧、浊度、深度、温度、盐分（电导）、ORP、叶绿素a、蓝绿藻、铵、氨离子、硝酸根离子、氯离子、若丹明WT
应用：地下水监测、地表水监测、湖泊水库和蓄水池监测、饮用水安全监测、灌溉水监测
5.4负氧离子监测站
本产品是一套高精度大气负离子监测仪，符合国际通行技术规范，各项技术指标均达到国际先进水平。产品采用了独特的采集筒电容器和纯进口信号处理单元，离子电荷转化效率高，电荷采集稳定。具有抗干扰能力强、防雨能力强、通信稳定、测试精度高、环境适应能力强、能长期在野外不间断工作等特点。
5.5空气质量监测站
我司自主研发的这款产品成本比基于分析仪构建的传统型参考站低3~5倍。与市面上便宜的备选产品相比，不仅可以给网格化平台提供强大的数据基础，而且能根据现场进行校准，确保其具有最佳的可追溯性。
可选项包括：标准污染物臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、颗粒物（PM10、PM2.5）、挥发性有机化合物（VOC）、硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）；以及噪声、温度、湿度、风速、风向、气压等气象参数。
5.6无人机
我司专门针对大气中气体的监测研发出一款智能型“四气两尘”传感器组件。该组件的传感器采用高灵敏的进口电化学传感器，采取扩散式气体检测方法；操作方便、测量准确、工作可靠、体积轻小；利用我们设计的专用支架可以方便安装至无人机上，利用无人机的独特优势可以实现空中轨迹的气体监测。同时利用我们的软件平台，集成显示经纬度、高度、飞机状态、温度、湿度、PM2.5、PM10、CO、O3、SO2、NO2、CO2、VOC等参数的实时监测和三维可视化展示。为三维立体空间的空气质量分析提供一个有效的监测手段。
5.7巡护电动车
本产品是基于3G/4G移动式互联网平台开发的新一代高精度物联网监测产品，符合GB3096-2008《声环境质量标准》、GB3095-2012《环境空气质量标准》相关标准。本产品可包含3G/4G数传单元、GPS定位单元、颗粒物监测单元、噪声监测单元、气象环境监测单元、视频监控及存储单元、LED显示单元等多个单元，主要应用于城市功能区监测、工业企业厂界监测和施工场界监测领域，为相关执法部门提供实时监测数据和画面证据。
5.8视频监控单元
在以上设备监测终端均可集成视频监控摄像头。平台式管理方式为核心的视频监控系统，采用专用视频压缩芯片，图像清晰，图像采用自主优化 H.264图像压缩方式，视频压缩效率高。标准分辨率1280*720像素，最高达 1920*1080像素，并可自定义。带有音频接口，支持音视频同时传输监控。
a)可将监测数据叠加至视频画面，使中心的监控系统能够实时监控图像信息与监测数据信息，可实现定时图片和超标图片抓拍功能。
b)通过选中设备查看与其对应的摄像头视频图像，带云台的设备可以控制摄像机云台进行查看位置自由调整。
