(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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