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科研信息化在青海湖联合科研基地建设中的运用
http://www.edu.cn   2012-06-18 中国教育网络 作者:阎保平

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  (2)卫星遥测跟踪

  为获得候鸟迁徙路线数据,2007年,由科学院网络中心牵头与青海湖自然保护区、科学院动物所、病毒所、遥感所、寒旱所、微生物所以及西北高原所联合,并与美国地质勘探局(USGS)西方生态研究中心,Patuxent野生动物研究中心和阿拉斯加科学中心等科研机构合作,联合开展青海湖鸟类活动及迁徙路线跟踪的科研项目。

  青海湖候鸟的卫星跟踪采用的是Argos系统,其主要由数据发射平台、卫星上的DCS(数据采集系统)有效载荷、地面接收处理站和数据处理中心三部分组成。Argos系统使用的是低轨道的极轨卫星,该系统的数据采集平台(Platform Transmitter Terminal, PTT)可分布在包括南北极在内的全球范围,负责采集用户关心的温度、位置等数据。

  张海亭等人利用卫星定位系统对青海湖鸟类进行跟踪,建立GPS跟踪数据库。采用候鸟迁徙路线卫星跟踪系统(GPS),设备每2小时记录一次安装在候鸟身上的GPS位置,每2天向Argos卫星跟踪系统上传一次记录的数据。对于来自卫星的鸟类GPS跟踪数据进行候鸟迁徙GPS数据预处理系统:包括自动解析迁徙数据、保存原始数据、清洗数据、入库。同时使用Google Earth这一GIS工具对跟踪数据进行展示,从而对候鸟进行定位,获得候鸟的移动轨迹,确定候鸟的迁徙路线。

  在青海湖基础数据平台上,提供对GIS数据查询页面可获得不同候鸟种类,以及不同候鸟ID检索基本数据,还可获得鸟类在Google Earth 上KMZ文件。为便于其他学科研究的数据共享,数据平台提供可导出的Ex-cel文件。

  (3)基于PDA的野外数据采集系统

  野外数据收集是野外台站的主要工作之一,传统的室外手写记录,回室内整理野外采集的数据,并重新整理输入到数据库,这是常规数据收集整理模式。但二次输入方式耗时并增大出错率。而利用便携电脑录入野外数据存在耗电量大,使用时间有限、不适应恶劣气候环境等局限,基于PDA的野外科考数据采集系统可解决上述问题。

  周园春等人根据当前野外科考数据采集系统的现状和存在问题,给出基于PDA的野外科考数据采集系统的设计方案,通过野外调查数据实践,对该系统实施中的关键技术问题进行研究,取得满意效果。

  基于PDA的野外科考数据采集器-Mobile SDA选用的系统运行平台为Windows Mobile 5.0 及其以上版本,移动设备采用多普达P800。具有GPS经纬度获取功能,可完成用户登录身份认证、基本信息等,并可为未来采集路径的可视化提供位置信息。数据采集器具有数据浏览、数据查询、数据修改以及数据录入等多项功能。

  基于PDA的Mobile SDA设备系统可在野外考察过程中实现信息的数字化采集、实时传输。数据同步系统用来设置与PDA的通讯方式,验证数据的正确性和起到PDA与后台数据库服务器通讯桥梁作用。主要包括通过存储卡、无线个人网络和移动通信网实现采集数据同步,可完成数据上传和下载。

  青海湖野外科考数据采集系统为野外数据采集提供了一种方便灵活、快捷高效的全新手段,更为科研人员解决了数据录入和入库工作量大的负担。实现从野外调查到数据保存整理、数据浏览、数据的分析及使用的全程信息化,提高研究 人员的野外信息采集工作效率,为后续工作打下坚实的数据基础。

  (4)青海湖基础数据库与共享系统

  青海湖基础数据平台:对于青海湖区域的生物资源分布进行的调查数据,以及生态环境资源进行的遥感分析、青海湖区域重要动物疫情病源监测数据,均在青海湖基础数据平台汇总。青海湖基础数据库包括以下多个数据库(表1)。

表1 青海湖基础数据库结构

卫星跟踪数据库 整合了斑头雁卫星跟踪数据子库(648774条)、赤麻鸭卫星跟踪数据子库(131157条)、渔鸥卫星跟踪数据子库(37242条) 原始记录数158万条,经整理后总记录数817173条,数据量100MB
物种鉴别数据库 整合了鸟类基因DNA条形码数据子库(1526条)、鸟类物种形态图片子库、样本采集信息子库(1560条)整合了环湖疫病监测子库(2828条)、候鸟疫病监测子库(58条)、环湖疫病监测统计子库(20条)、H5N1基因数据子库(16820条)、流感数据子库(178933条) 总记录数5000条 数据量200MB
疫病监测数据库 整合了LANDSAT遥感反演NDVI子库和EVI子库 总记录数198659条 数据量20MB
LANDSAT遥感数据产品库 整合了MODIS温度反演子库 总记录数50条 数据量100GB
MODIS遥感数据产品库 整合了DEM数字高程子库、坡度子库、坡向子库、坡位子库 总记录数500条 数据量500GB
地形数据库 整合了野外调查数据子库、行政区划数据子库、保护区基础数据子库 总记录数100条 数据量100GB
矢量数据库 整合了动物名录子库(42条)、植物名录子库(561条)、鸟类名录子库(289条) 总记录数100条 数据量100GB
物种名录数据库 整合了部署在青海湖区域的视频监控设备采集的视频监控数据 总记录数892条 数据量20MB
监控视频数据库 整合了巡护调查、普氏原羚、植物标本、雀形目、动物等图片子库 数据量10TB
监控图片数据库 整合了环湖调查数据子库、样线调查数据子库、繁殖地定点监测子库、样地生态监测子库 总记录数5000条 数据量500MB
鸟类调查数据库 整合了普氏原羚调查、黑颈鹤调查数据 总记录数10000条 数据量100MB
濒危动物监测数据库禽流感学术文献数据库 整合了禽流感学术文献(6658条)、禽流感会议论文(484条)、新闻数据(2107条)等数据资源 总记录数500条 数据量5MB 总记录数9249条 数据量20MB

  基础数据平台从获取原始数据,整合信息资源,对于数据的处理、分析,以及开展科学实验或作为后续研究实验的基础数据来源,为更深入的科研工作服务。

  另外,科研信息化工作也加强构建协同科研环境平台建设,为解决科研工作者不同学科背景、不同科学问题和研究任务,甚至跨越时间和地区开展的科研工作,打破信息的实时传递和管理障碍。搭建e-Science环境,首要解决科研协同问题,创建虚拟组织,进行数据资源分配和共享,最大限度地组织开展相关活动。从协同理念出发,科研信息化工作项目提供了一种整合各种独立科研活动的解决方案,支持科研人员以虚拟组织为单元,灵活组合进行各项科研工作。协同科研环境平台的搭建,保证了科研活动效率的最优化,有效推进科研活动的进行和科研成果的产生。

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