第三次新疆綜合科學考察研究叢書||《復雜環境生態物聯網監測關鍵技術原理與實踐》

第三次新疆科考圍繞區域水資源與水安全、土地資源與農業發展、生態環境保護、生物資源與生物多樣性保育、優勢關鍵礦產和能源資源開發等重點領域，共部署實施了30個項目。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、天山北坡經濟帶以及吐哈盆地五大片區，并輻射周邊國家和地區，針對各流域片區經濟社會發展存在的現實問題開展基礎性調查，強化野外觀測體系建設、科考數據和成果集成，著重產出科學考察報告成果、科學傳播成果、支撐國家需求與新疆高質量發展成果、國際科技前沿成果四大體系科考成果。同時，在分析方法、數值計算、建模方式等基礎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考察研究叢書”匯聚了各科考團隊的辛勤努力和智慧結晶。本叢書的出版將為政府決策、學術研究、公眾參與提供有力參考和借鑒，也將為推動新疆可持續發展和生態文明建設貢獻智慧和力量。

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內容簡介

本書針對極端環境下生態監測難點，從理論架構、硬件研發到系統應用展開全鏈條分析。突破生態物聯網極端環境（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核心，設計面向野外場景的生態數據采集、無線傳感網、數據傳輸及能量動態分配等技術典型應用場景。融合數學模型、算法仿真與真實環境測試數據，形成覆蓋“感知-傳輸-管理”全環節的技術體系，為生態數據實時采集、災害預警及生物多樣性保護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、干燥復合極端環境下的多模態監測需求，亟須研發能夠同步采集圖像、電信號的多源智能傳感終端；第二，面對復雜地形導致的信號分布異質性（如山區信號盲區、戈壁多徑干擾），需構建自適應區域通信架構；第三，針對多源異構監測網絡的大數據，需開發具備邊緣計算能力的智能管理系統，以實現數據質量實時控制與設備狀態動態優化。這三大核心問題的破解，不僅關系新疆生態本底數據的完整性，更是構建“智慧絲路”生態監測體系的關鍵技術基礎。本書以“理論突破-技術研發-系統集成”為主線，系統闡述生態物聯網在極端環境下的創新解決方案。在基礎理論層面，提出基于環境參數耦合分析的生態物聯網建模方法。在通信技術領域，創新性提出“三維異構網絡架構”，構建適應新疆復雜地形的混合通信系統。作為技術集成的核心，管理系統研發中提出“云-邊-端”協同架構。

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本書適合物聯網技術相關研發人員、生態環境監測工程師及高校相關專業師生閱讀。同時，書中包含的跨學科知識體系對水利、氣象、生態、環境、電子信息等專業研究生具有參考價值，也可為相關領域決策者提供生態物聯網標準化建設技術依據。

（本文編輯：羅莉 luoli@mail.sciencep.com）

本文摘自科學出版社2025年10月出版《復雜環境生態物聯網監測關鍵技術原理與實踐》一書，內容有刪節。標題為編者所加。

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