CN112434074B - 一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统。该基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，包括：采集模块，其被配置为基于手机定位信息采集该自然保护地内的人员活动轨迹；处理模块，其被配置为基于人员的活动轨迹与自然保护地的预设区域，通过第一预设条件，将其归类于不同的人员分类体系内，并记录各预设区域内的各人员分类体系的活动数量；定时模块，其被配置为设定时间周期T1，经过时间周期T1发送监管指令信号至监管模块；该基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，便于帮助协调人与自然关系，协调社会发展与自然资源保护的关系，为自然保护地规划、建设、管理、保护和评估等提供依据。

Description

一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统
技术领域
本发明属于活动监管技术领域，具体涉及一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统。
背景技术
自然保护地在维护国家生态安全中居于首要地位。近年来，随着中央生态环境保护督察、“绿盾”专项行动的持续开展，自然保护地内的违法违规建设项目得到了有效清理和整治。但是，自然保护地内人类活动干扰问题仍然突出，特别是路网、航道等分布密集的保护区，外来人员、游客、驴友等人员频繁进出自然保护地，监管难度大。如何从“管设施”转向“管人员”，是破解当前自然保护地生态环境风险防控的关键。
现有的自然保护地人类活动监管技术方法包括：卫星遥感、无人机遥感、视频监控、哨卡登记。卫星遥感和无人机遥感只能监测到建筑物、土地利用变化等这类地表覆被形式的变化，无法对人员的进出加以防控；视频监控在自然保护地内布设成本高，维护难度大，无法形成空间上的有效的覆盖，存在大面积的盲区；哨卡登记仅可以在主要道路上实现对人员和车辆的管控，但对进入自然保护地后的人员和车辆的行为无法跟踪，并且哨卡登记的方式落后，相关数据难以实时进行汇总分析，存在“走人情”等漏洞。
随着我国经济结构的调整与转型，各地和许多自然保护地，尤其是自然公园，对于开展户外体验、研学活动、自驾出行等旅游产业的呼声日益高涨，由此对各级生态环境部门监管工作带来的挑战和压力也将更加艰巨。但从目前的监管能力来看，我们对在自然保护地内的人员数量、进出位置、活动轨迹、停留区域、活动时间等信息都无从掌握。这些重要信息的缺失限制了生态环境部门监管能力的发挥，不利于对自然保护地等重要生态功能区域的风险防控。
移动通信网络为保证手机与基站的正常通讯，会记录到手机的相关操作或控制信息，如手机在网络中的开关机、通信、周期性位置变更、位置切换等行为，从而生成定位数据。中国移动、中国联通、中国电信等移动通信网络服务商均可对用户个体或群体的位置进行实时监控。手机定位大数据已在人员和车辆管理、交通调度、智慧物流、应急救援、公共安全、趋势预测等多项事务中发挥重要作用。
现有自然保护地人类活动监管技术方法，总的来看，一是注重对建筑设施的监测，忽视了人员本身进出自然保护地，以及在自然保护地内的行为影响；二是建设和运维成本高，需要布设供电、通讯、传感器等设施设备，对于复杂地形和环境的自然保护地而言，要形成有效的监控覆盖是不可能的；三是技术手段落后，数据时效性低，难以进行结构化的统计与分析。
本发明基于成熟的移动通信定位技术，在每天形成的定位大数据中，按照行为特征，自动识别自然保护地内人员活动类别，实时统计并评估自然保护地人类活动强度，便于帮助协调人与自然关系，协调社会发展与自然资源保护的关系，为自然保护地规划、建设、管理、保护和评估等提供依据。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，包括：
采集模块，其被配置为基于手机定位信息采集该自然保护地内的人员活动轨迹；
处理模块，其被配置为基于人员的活动轨迹与自然保护地的预设区域，通过第一预设条件，将其归类于不同的人员分类体系内，并记录各预设区域内的各人员分类体系的活动数量；
定时模块，其被配置为设定时间周期T1，经过时间周期T1发送监管指令信号至监管模块；
监管模块，其被配置为基于各人员分类体系，建立相应的通讯名单，接收监管指令信号，基于各预设区域内的各人员分类体系的活动数量分析各通讯名单的活动强度，通过第二预设条件，发出相应信号至预警模块；
实时监测模块，其被配置为监测处理模块的归类处理情况，当处理模块将相应的人员活动轨迹归类至特定的人员分类体系时，发出相应信号至预警模块；
预警模块，其被配置为接收监管模块信号，发出相应的预警信息至终端；接收实时监测模块发出的信号，发出相应的预警信息至终端。
作为本发明的进一步优化方案，人员分类体系包括原住民体系、管护员体系、游客体系、探险者体系以及偷盗猎分子体系；自然保护地的预设区域包括自然保护地总区、核心保护地区域与一般控制区域；第一预设条件为：采集得到的人员活动轨迹与预设的各人员分类体系的活动轨迹库进行对比分析，判断其归属于哪一人员分类体系，判断结果为初始人员分类体系结果，再将该活动轨迹的手机信号与手机信号库内的手机信号进行对比，若手机信号库内不存在该手机信号，则初始人员分类体系的结果为最终归类结果，若手机信号库内存在该手机信号，则该手机信号归类于手机信号库内的该手机信号的人员分类体系。
作为本发明的进一步优化方案，通讯名单包括白名单、灰名单与黑名单；其中，原住民体系与管护员体系为白名单，游客体系为灰名单，探险者体系与偷盗猎分子体系为黑名单，白名单人类活动强度设为WL，灰名单人类活动强度设为GL，黑名单人类活动强度设为BL，其中，WL＝(A1+A2)/(P1+P2)，GL＝A3/P3，BL＝(A4+A5)/(P4+P5)；
其中，在时间周期T1内，自然保护地总区的活动总数记为NP，原住民体系的活动数记为P1，管护员体系的活动数记为P2，游客体系的活动数记为P3，探险者体系的活动数记为P4，偷盗猎分子体系的活动数记为P5；
核心保护地区域的活动总数记为NA，原住民体系的活动数记为A1，管护员体系的活动数记为A2，游客体系的活动数记为A3，探险者体系的活动数记为A4，偷盗猎分子体系的活动数记为A5；
一般控制区域的活动总数记为NB，原住民体系的活动数记为B1，管护员体系的活动数记为B2，游客体系的活动数记为B3，探险者体系的活动数记为B4，偷盗猎分子体系的活动数记为B5；
NP＝P1+P2+P3+P4+P5＝NA+NB；
NA＝A1+A2+A3+A4+A5；
NB＝B1+B2+B3+B4+B5；
所述第二预设条件为：根据WL、GL、BL的大小，输出WL、GL、BL对应的不同的预警信号至预警模块；其中，当WL、GL与BL的结果数值均为0时，WL、GL、BL的活动强度均为一般强度；当WL、GL与BL的数值为大于0小于等于0.1时，WL的活动强度为一般强度，GL与BL的活动强度均为注意强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.1小于等于0.5时，WL的活动强度为一般强度，GL的活动强度为注意强度，BL的活动强度为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.5小于等于0.8时，WL的活动强度为注意强度，GL与BL的活动强度均为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.8小于等于0.8时，WL、GL与BL的活动强度均为预警强度。
作为本发明的进一步优化方案，在实时监控模块中，当处理模块将某手机信号归类至探险者体系与偷盗猎分子体系内时，发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出提醒信息至终端，同时，实时监控模块实时监测该手机信号的通讯情况，当该手机信号的通讯情况不佳或中断时，实时监控模块发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出求救信息至终端。
作为本发明的进一步优化方案，在实时监控模块中，游客体系内的活动数量超过设定值时，实时监控模孔发送指定信号至监管模块。
作为本发明的进一步优化方案，在采集模块中，采集记录手机信号以及该手机信号的活动轨迹，其中，所述手机信号为表明该手机信息的特征信息，所述活动轨迹为位置信息构成的位置轨迹以及停留时间信息。
作为本发明的进一步优化方案，当一个时间周期T1完成后，探险者体系以及偷盗猎分子体系中的手机信号记录至手机信号库，并将各人员分类体系内的活动数量清空。
作为本发明的进一步优化方案，实时监测模块读取采集模块中采集的手机信号，将其与手机信号库内的手机信号对比，当采集的手机信号与手机信号库内偷盗猎分子体系内手机信号相同时，实时监测模块发送相应信号至预警模块，预警模块发送报警信号至终端。
本发明的有益效果在于：本发明的系统可以通过各人员分类体系的活动轨迹测算，计算出相应的活动强度；还可以即时了解自然保护地内的人员流动信息，同时可以通过采集人员的通讯信号了解其活动轨迹，可以将特定的人员活动轨迹记录，编辑记录于与人员分类体系相应的的通讯名单内；帮助自然保护地管理机构识别管护漏洞、发现违法进入人员，将为自然保护地监管部门提供人类活动防控监管的有效手段；有助于协调人与自然关系，协调社会发展与自然资源保护的关系，为自然保护地规划、建设、管理、保护和评估等提供依据。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1所示，一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，包括：
采集模块，其被配置为基于手机定位信息采集该自然保护地内的人员活动轨迹；
在采集模块中，采集记录手机信号以及该手机信号的活动轨迹，其中，所述手机信号为表明该手机信息的特征信息，所述活动轨迹为位置信息构成的位置轨迹以及停留时间信息。
采集模块采用了较为成熟的移动通讯定位技术，其中，还包括了活动轨迹处理系统，利用该系统接收识别自然保护地内的人员移动蜂窝网信号，记录各人员的活动轨迹；
处理模块，其被配置为基于人员的活动轨迹与自然保护地的预设区域，通过第一预设条件，将其归类于不同的人员分类体系内，并记录各预设区域内的各人员分类体系的活动数量；
采集模块与处理模块可以实时开启，在一段时间内，采集模块可能会采集到多种活动轨迹，可能为在该自然保护地的完整活动轨迹(进入该自然保护地范围至离开该自然保护地范围均可以判定为完整活动轨迹)，也可能为未完整状态的活动轨迹，处理模块根据采集模块实时输入的活动轨迹信息进行归类，若一开始判断为游客体系后来判断为探险者体系，则可以将该手机信号所代表的信息先从游客体系中删除，再加入探险者体系内；
定时模块，其被配置为设定时间周期T1，经过时间周期T1发送监管指令信号至监管模块；
监管模块，其被配置为基于各人员分类体系，建立相应的通讯名单，接收监管指令信号，基于各预设区域内的各人员分类体系的活动数量分析各通讯名单的活动强度，通过第二预设条件，发出相应信号至预警模块；
实时监测模块，其被配置为监测处理模块的归类处理情况，当处理模块将相应的人员活动轨迹归类至特定的人员分类体系时，发出相应信号至预警模块；
预警模块，其被配置为接收监管模块信号，发出相应的预警信息至终端；接收实时监测模块发出的信号，发出相应的预警信息至终端。
人员分类体系包括原住民体系、管护员体系、游客体系、探险者体系以及偷盗猎分子体系；自然保护地的预设区域包括自然保护地总区、核心保护地区域与一般控制区域；第一预设条件为：采集得到的人员活动轨迹与预设的各人员分类体系的活动轨迹库进行对比分析，判断其归属于哪一人员分类体系，判断结果为初始人员分类体系结果，再将该活动轨迹的手机信号与手机信号库内的手机信号进行对比，若手机信号库内不存在该手机信号，则初始人员分类体系的结果为最终归类结果，若手机信号库内存在该手机信号，则该手机信号归类于手机信号库内的该手机信号的人员分类体系。
具体的，自然保护地分为自然保护地总区、核心保护地区域与一般控制区域；自然保护地的三组区域还可以再进行细分，分出开放区以及非开放区、缓冲区等，便于识别各人员体系使用
具体的，原住民体系中的人员其一般活动区域相对集中和固定，活动路线相对固定，起居时间在保护地内，并且，原住民手机号码可登记；管护员体系的人员巡护路线基本固定，巡护周期(频次)基本固定，巡护人数基本固定，巡护人员手机号码可登记；游客体系中的人员活动区域有明确边界，每日活动时间有明确规定，游客的停留时间有平均值，外地手机号码居多，手机号码可登记；探险者体系中的人员具有以下特征，出现在非开放区，出现在非开放时段，路线不固定，长时间逗留等；偷盗猎分子体系中的人员具有以下特征：出现在非开放区、出现在核心区和(或)缓冲区、在夜间活动、在冬季活动、移动速率较快(可能有车辆)等；
通讯名单包括白名单、灰名单与黑名单；其中，原住民体系与管护员体系为白名单，游客体系为灰名单，探险者体系与偷盗猎分子体系为黑名单，白名单人类活动强度设为WL，灰名单人类活动强度设为GL，黑名单人类活动强度设为BL，其中，WL＝(A1+A2)/(P1+P2)，GL＝A3/P3，BL＝(A4+A5)/(P4+P5)；
其中，在时间周期T1内，自然保护地总区的活动总数记为NP，原住民体系的活动数记为P1，管护员体系的活动数记为P2，游客体系的活动数记为P3，探险者体系的活动数记为P4，偷盗猎分子体系的活动数记为P5；
核心保护地区域的活动总数记为NA，原住民体系的活动数记为A1，管护员体系的活动数记为A2，游客体系的活动数记为A3，探险者体系的活动数记为A4，偷盗猎分子体系的活动数记为A5；
一般控制区域的活动总数记为NB，原住民体系的活动数记为B1，管护员体系的活动数记为B2，游客体系的活动数记为B3，探险者体系的活动数记为B4，偷盗猎分子体系的活动数记为B5；
NP＝P1+P2+P3+P4+P5＝NA+NB；
NA＝A1+A2+A3+A4+A5；
NB＝B1+B2+B3+B4+B5；
所述第二预设条件为：根据WL、GL、BL的大小，输出WL、GL、BL对应的不同的预警信号至预警模块；其中，当WL、GL与BL的结果数值均为0时，WL、GL、BL的活动强度均为一般强度；当WL、GL与BL的数值为大于0小于等于0.1时，WL的活动强度为一般强度，GL与BL的活动强度均为注意强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.1小于等于0.5时，WL的活动强度为一般强度，GL的活动强度为注意强度，BL的活动强度为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.5小于等于0.8时，WL的活动强度为注意强度，GL与BL的活动强度均为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.8小于等于0.8时，WL、GL与BL的活动强度均为预警强度。
在一个周期内，将WL、GL与BL的活动强度情况输出至预警模块，通过预警模块将该活动强度信息输出至终端。
在实时监控模块中，当处理模块将某手机信号归类至探险者体系与偷盗猎分子体系内时，发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出提醒信息至终端，即监管人员处，监管人员可以核实该手机信号以及移动轨迹，同时，实时监控模块实时监测该手机信号的通讯情况，当该手机信号的通讯情况不佳或中断时，实时监控模块发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出求救信息至终端。
在实时监控模块中，游客体系内的活动数量超过设定值时，实时监控模孔发送指定信号至监管模块。
当一个时间周期T1完成后，探险者体系以及偷盗猎分子体系中的手机信号记录至手机信号库，并将各人员分类体系内的活动数量清空。
实时监测模块读取采集模块中采集的手机信号，将其与手机信号库内的手机信号对比，当采集的手机信号与手机信号库内偷盗猎分子体系内手机信号相同时，实时监测模块发送相应信号至预警模块，预警模块发送报警信号至终端。
在本实施例中，该系统可以对下列四种情况进行预警，一，在一个周期T1内，该系统将各通讯名单的活动强度信息输出至终端，使用者可以根据该信息判断在该周期时间T1内，该自然保护地内的各通讯名单的活动强度，可以根据该信息调整巡查路线、游客接待人数、增减自然保护地内的商贩数量等；二，实时监控进入该自然保护地内的手机信号(手机号码)，当其与手机信号库内代表偷盗猎分子体系内手机信号相同时，即时的通过预警模块通知监管人员；同时在一个周期内，若根据该手机信号的移动轨迹将该手机信号归类至偷盗猎分子体系内时，记录该手机信号至手机信号库，在下一次该手机信号进入该自然保护地时即时预警，同时还可以将该手机信号发送至其他自然保护地的收集信号库内，防止其流动作案；三，实时监控一个周期内的游客体系内人员的数量情况，当出现游客体系人员过多时，即时告知监管人员，使监管人员可以即时了解该自然保护地内的游客人员数量，调整接待游客的时间段，防止人员过多，对信号以及人身安全造成影响；四，当手机信号归类于探险者体系时，给予一定的关注度，防止探险者发生危险而无人得知的情况发生。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，包括：
采集模块，其被配置为基于手机定位信息采集该自然保护地内的人员活动轨迹；
处理模块，其被配置为基于人员的活动轨迹与自然保护地的预设区域，通过第一预设条件，将其归类于不同的人员分类体系内，并记录各预设区域内的各人员分类体系的活动数量；
定时模块，其被配置为设定时间周期T1，经过时间周期T1发送监管指令信号至监管模块；
监管模块，其被配置为基于各人员分类体系，建立相应的通讯名单，接收监管指令信号，基于各预设区域内的各人员分类体系的活动数量分析各通讯名单的活动强度，通过第二预设条件，发出相应信号至预警模块；
人员分类体系包括原住民体系、管护员体系、游客体系、探险者体系以及偷盗猎分子体系；自然保护地的预设区域包括自然保护地总区、核心保护地区域与一般控制区域；第一预设条件为：采集得到的人员活动轨迹与预设的各人员分类体系的活动轨迹库进行对比分析，判断其归属于哪一人员分类体系，判断结果为初始人员分类体系结果，再将该活动轨迹的手机信号与手机信号库内的手机信号进行对比，若手机信号库内不存在该手机信号，则初始人员分类体系的结果为最终归类结果，若手机信号库内存在该手机信号，则该手机信号归类于手机信号库内的该手机信号的人员分类体系；
通讯名单包括白名单、灰名单与黑名单；其中，原住民体系与管护员体系为白名单，游客体系为灰名单，探险者体系与偷盗猎分子体系为黑名单；
实时监测模块，其被配置为监测处理模块的归类处理情况，当处理模块将相应的人员活动轨迹归类至特定的人员分类体系时，发出相应信号至预警模块；
预警模块，其被配置为接收监管模块信号，发出相应的预警信息至终端；接收实时监测模块发出的信号，发出相应的预警信息至终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，白名单人类活动强度设为WL，灰名单人类活动强度设为GL，黑名单人类活动强度设为BL，其中，WL＝(A1+A2)/(P1+P2)，GL＝A3/P3，BL＝(A4+A5)/(P4+P5)；
其中，在时间周期T1内，自然保护地总区的活动总数记为NP，原住民体系的活动数记为P1，管护员体系的活动数记为P2，游客体系的活动数记为P3，探险者体系的活动数记为P4，偷盗猎分子体系的活动数记为P5；
核心保护地区域的活动总数记为NA，原住民体系的活动数记为A1，管护员体系的活动数记为A2，游客体系的活动数记为A3，探险者体系的活动数记为A4，偷盗猎分子体系的活动数记为A5；
一般控制区域的活动总数记为NB，原住民体系的活动数记为B1，管护员体系的活动数记为B2，游客体系的活动数记为B3，探险者体系的活动数记为B4，偷盗猎分子体系的活动数记为B5；
NP＝P1+P2+P3+P4+P5＝NA+NB；
NA＝A1+A2+A3+A4+A5；
NB＝B1+B2+B3+B4+B5；
所述第二预设条件为：根据WL、GL、BL的大小，输出WL、GL、BL对应的不同的预警信号至预警模块；其中，当WL、GL与BL的结果数值均为0时，WL、GL、BL的活动强度均为一般强度；当WL、GL与BL的数值为大于0小于等于0.1时，WL的活动强度为一般强度，GL与BL的活动强度均为注意强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.1小于等于0.5时，WL的活动强度为一般强度，GL的活动强度为注意强度，BL的活动强度为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.5小于等于0.8时，WL的活动强度为注意强度，GL与BL的活动强度均为预警强度；当WL、GL与BL的数值为大于0.8小于等于0.8时，WL、GL与BL的活动强度均为预警强度。
3.根据权利要求2所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，在实时监控模块中，当处理模块将某手机信号归类至探险者体系与偷盗猎分子体系内时，发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出提醒信息至终端，同时，实时监控模块实时监测该手机信号的通讯情况，当该手机信号的通讯情况不佳或中断时，实时监控模块发送相应信号至预警模块，所述预警模块发出求救信息至终端。
4.根据权利要求3所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，在实时监控模块中，游客体系内的活动数量超过设定值时，实时监控模块发送指定信号至监管模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，在采集模块中，采集记录手机信号以及该手机信号的活动轨迹，其中，所述手机信号为表明该手机信息的特征信息，所述活动轨迹为位置信息构成的位置轨迹以及停留时间信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，当一个时间周期T1完成后，探险者体系以及偷盗猎分子体系中的手机信号记录至手机信号库，并将各人员分类体系内的活动数量清空。
7.根据权利要求6所述的一种基于手机定位信息的自然保护地人类活动监管系统，其特征在于，实时监测模块读取采集模块中采集的手机信号，将其与手机信号库内的手机信号对比，当采集的手机信号与手机信号库内偷盗猎分子体系内手机信号相同时，实时监测模块发送相应信号至预警模块，预警模块发送报警信号至终端。
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