第三次新疆綜合科學(xué)考察研究叢書||《復(fù)雜環(huán)境生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)原理與實(shí)踐》

第三次新疆科考圍繞區(qū)域水資源與水安全、土地資源與農(nóng)業(yè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生物資源與生物多樣性保育、優(yōu)勢關(guān)鍵礦產(chǎn)和能源資源開發(fā)等重點(diǎn)領(lǐng)域，共部署實(shí)施了30個項(xiàng)目。在地域上將新疆劃分為塔里木河流域、伊犁河流域、額爾齊斯河流域、天山北坡經(jīng)濟(jì)帶以及吐哈盆地五大片區(qū)，并輻射周邊國家和地區(qū)，針對各流域片區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展存在的現(xiàn)實(shí)問題開展基礎(chǔ)性調(diào)查，強(qiáng)化野外觀測體系建設(shè)、科考數(shù)據(jù)和成果集成，著重產(chǎn)出科學(xué)考察報(bào)告成果、科學(xué)傳播成果、支撐國家需求與新疆高質(zhì)量發(fā)展成果、國際科技前沿成果四大體系科考成果。同時(shí)，在分析方法、數(shù)值計(jì)算、建模方式等基礎(chǔ)理論研究上尋求突破，提升科考成果的層次和水平。

“第三次新疆綜合科學(xué)考察研究叢書”匯聚了各科考團(tuán)隊(duì)的辛勤努力和智慧結(jié)晶。本叢書的出版將為政府決策、學(xué)術(shù)研究、公眾參與提供有力參考和借鑒，也將為推動新疆可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量。

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內(nèi)容簡介

本書針對極端環(huán)境下生態(tài)監(jiān)測難點(diǎn)，從理論架構(gòu)、硬件研發(fā)到系統(tǒng)應(yīng)用展開全鏈條分析。突破生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)極端環(huán)境（高溫、高寒、信號弱）下的硬件瓶頸，以低功耗和無線傳輸為技術(shù)核心，設(shè)計(jì)面向野外場景的生態(tài)數(shù)據(jù)采集、無線傳感網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸及能量動態(tài)分配等技術(shù)典型應(yīng)用場景。融合數(shù)學(xué)模型、算法仿真與真實(shí)環(huán)境測試數(shù)據(jù)，形成覆蓋“感知-傳輸-管理”全環(huán)節(jié)的技術(shù)體系，為生態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、災(zāi)害預(yù)警及生物多樣性保護(hù)提供可靠的解決方案。

本書聚焦三大核心問題：第一，針對新疆高寒、高溫、干燥復(fù)合極端環(huán)境下的多模態(tài)監(jiān)測需求，亟須研發(fā)能夠同步采集圖像、電信號的多源智能傳感終端；第二，面對復(fù)雜地形導(dǎo)致的信號分布異質(zhì)性（如山區(qū)信號盲區(qū)、戈壁多徑干擾），需構(gòu)建自適應(yīng)區(qū)域通信架構(gòu)；第三，針對多源異構(gòu)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)，需開發(fā)具備邊緣計(jì)算能力的智能管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)控制與設(shè)備狀態(tài)動態(tài)優(yōu)化。這三大核心問題的破解，不僅關(guān)系新疆生態(tài)本底數(shù)據(jù)的完整性，更是構(gòu)建“智慧絲路”生態(tài)監(jiān)測體系的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。本書以“理論突破-技術(shù)研發(fā)-系統(tǒng)集成”為主線，系統(tǒng)闡述生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)在極端環(huán)境下的創(chuàng)新解決方案。在基礎(chǔ)理論層面，提出基于環(huán)境參數(shù)耦合分析的生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)建模方法。在通信技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新性提出“三維異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”，構(gòu)建適應(yīng)新疆復(fù)雜地形的混合通信系統(tǒng)。作為技術(shù)集成的核心，管理系統(tǒng)研發(fā)中提出“云-邊-端”協(xié)同架構(gòu)。

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本書適合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)研發(fā)人員、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工程師及高校相關(guān)專業(yè)師生閱讀。同時(shí)，書中包含的跨學(xué)科知識體系對水利、氣象、生態(tài)、環(huán)境、電子信息等專業(yè)研究生具有參考價(jià)值，也可為相關(guān)領(lǐng)域決策者提供生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)技術(shù)依據(jù)。

（本文編輯：羅莉 luoli@mail.sciencep.com）

本文摘自科學(xué)出版社2025年10月出版《復(fù)雜環(huán)境生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)原理與實(shí)踐》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。

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