平行夏尔希里：生态资源智能管护及其可持续发展新途径

doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202325

智能科学与技术学报 ›› 2023, Vol. 5 ›› Issue (3): 283-292.doi: 10.11959/j.issn.2096-6652.202325

• 评论智能 • 下一篇

平行夏尔希里：生态资源智能管护及其可持续发展新途径

皮佩定¹, 倪清桦²^,³^,⁴, 杨静³^,⁵, 康孟珍³^,⁵, 李宣昊⁶, 杜应昆⁷, 王飞跃²^,³^,⁵

¹ 格拉斯哥大学社会与政治科学学院，英国苏格兰 G12 8QQ
² 澳门科技大学创新工程学院工程科学系，澳门 999078
³ 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室，北京 100190
⁴ 青岛智能产业技术研究院，山东青岛 266109
⁵ 中国科学院大学人工智能学院，北京 100049
⁶ 不列颠哥伦比亚大学土地与食品系统学院，加拿大温哥华 10027
⁷ 新疆博尔塔拉蒙古自治州人民政府，新疆博州 833412

修回日期:2023-08-19 出版日期:2023-09-01 发布日期:2023-09-26
作者简介:皮佩定（1999- ），男，毕业于英国格拉斯哥大学，主要研究方向为国际金融
倪清桦（1999- ），女，澳门科技大学博士生，主要研究方向为平行智能、区块链、数字孪生、智能系统等
杨静（1998- ），女，中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室博士生，主要研究方向为平行制造、社会制造、人工智能和社会物理信息系统
康孟珍（1975- ），女，博士，中国科学院自动化研究所副研究员，主要研究方向为平行农业和计算植物
李宣昊（2004- ），男，不列颠哥伦比亚大学本科生，主要研究方向食物营养与健康
杜应昆（1979- ），男，新疆博尔塔拉蒙古自治州人民政府副州长
王飞跃（1961- ），男，博士，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任，澳门科技大学特聘教授。主要研究方向为平行系统的方法与应用、社会计算、平行智能、知识自动化
基金资助:
国家自然科学基金项目(61533019);国家自然科学基金项目(62076239)

Parallel Sharhili: a new approach to sustainable development and intelligent management of ecological resources

Peiding PI¹, Qinghua NI²^,³^,⁴, Jing YANG³^,⁵, Mengzhen KANG³^,⁵, Xuanhao LI⁶, Yingkun DU⁷, Fei-Yue WANG²^,³^,⁵

¹ School of Social ＆Political Sciences, The University of Glasgow, Scotland G12 8QQ, the United Kingdom
² Department of Engineering Science, Faculty of Innovation Engineering, Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
³ State Key Laboratory for Management and Control of Complex Systems, Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
⁴ Qingdao Academy of Intelligent Industries, Qingdao 266109, China
⁵ School of Artificial Intelligence, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
⁶ Faculty of Land and Food Systems, University of British Columbia, Vancouver 10027, Canada
⁷ The People’s Government of Bortala Mongolian Autonomous Prefecture, Bortala Mongolian 833412, China

Revised:2023-08-19 Online:2023-09-01 Published:2023-09-26
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61533019);The National Natural Science Foundation of China(62076239)

摘要/Abstract

摘要：

新疆夏尔希里自然保护区是一处珍稀生物资源与无法估量的生态价值共融的自然瑰宝，被誉为“中国最后的净土”和“珍稀的天然基因库”。为确保这一自然宝库的可持续发展，提出了“平行夏尔希里”概念，以智能化手段全方位助力其生态资源的精细化管理。核心思想是利用描述智能建立高精度模型，通过预测智能分析生态系统变化，借助引导智能科学地制定保护策略。探索了通过智能科技建立自然保护区管理与应用的新模式，以期推动保护区及其珍贵生物资源的可持续发展。

关键词: 生态系统, 夏尔希里, 平行系统, 平行智能, CPSS, ACP, 智能管理, 可持续发展

Abstract:

Sharhili Nature Reserve is a natural treasure which enjoys both rare biological resources and incalculable ecological value, and it is known as “China’s last pure land” and “rare natural gene pool”.To ensure the sustainable development of this natural treasure, this study proposes the concept of “Parallel Sharhili”, which comprehensively assists in the precise management of ecological resources through intelligent means.The core idea involves utilizing “artificial systems” for description to build high-precision models, “computational experiments” for prediction to analyze ecosystem changes, and “parallel execution” for prescription or control and management to scientifically formulate conservation strategies.This study explores an intelligent management model for nature reserves, aiming at promoting the sustainable development of the reserve and its precious biological resources.

Key words: ecosystem, Sharhili, parallel system, parallel intelligence, CPSS, ACP, intelligent management, sustainability

中图分类号:

TP39

皮佩定, 倪清桦, 杨静, 等. 平行夏尔希里：生态资源智能管护及其可持续发展新途径[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(3): 283-292.

Peiding PI, Qinghua NI, Jing YANG, et al. Parallel Sharhili: a new approach to sustainable development and intelligent management of ecological resources[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2023, 5(3): 283-292.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 44

[1]	MA C L . The study on estimation of vegetation NPP of Xiaerxili nature protection area based on RS[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2011,23(3): 323-327.
[2]	宿莉娜, 毋兆鹏 . 夏尔西里自然保护区土壤重金属空间分布特征及其评价[J]. 山东农业大学学报(自然科学版), 2018,49(2): 278-281.
	SU L N , WU Z P . Spatial distribution characteristic and evaluation of soil heavy metals in Xarxili Natural Reserve[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition), 2018,49(2): 278-281.
[3]	许兴斌, 焦黎, 王勇辉 . 夏尔西里自然保护区土壤重金属相关性分析及污染风险评价[J]. 水土保持研究, 2015,22(5): 336-341.
	XU X B , JIAO L , WANG Y H . Risk evaluation and correlation analysis of soil heavy metal contamination in Xiaerxili Nature Reserve[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2015,22(5): 336-341.
[4]	赵阳, 陈蜀江, 马静 ,等. 夏尔西里自然保护区野生近缘植物研究[J]. 科技创新导报, 2013,10(13): 142-143.
	ZHAO Y , CHEN S J , MA J ,et al. Research on wild relative plants in Xia’erxili Nature Reserve[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2013,10(13): 142-143.
[5]	陈添乐, 陈蜀江, 彭佳明 . 新疆夏尔西里自然保护区地质调查[J]. 科技创新导报, 2010,7(35): 136-137.
	CHEN T L , CHEN S J , PENG J M . Xinjiang Sherpa geological and geomorphic Silesia nature reserve[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2010,7(35): 136-137.
[6]	赵彩凤, 陈蜀江, 梁艳 ,等. 新疆夏尔西里自然保护区生态系统评价[J]. 科技创新导报, 2013,10(10): 146-149.
	ZHAO C F , CHEN S J , LIANG Y ,et al. Ecosystem assessment of Xarxili Natural Reserve in Xinjiang[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2013,10(10): 146-149.
[7]	党洁, 陈蜀江, 黄铁成 ,等. 新疆夏尔希里自然保护区经济评价[J]. 科技创新导报, 2013,10(10): 155-158.
	DANG J , CHEN S J , HUANG T C ,et al. Xinjiang Xiaerxili Nature Reserve economic evaluation[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2013(10): 155-158.
[8]	胡玉玲, 王飞跃, 刘希未 . 基于ACP方法的高层建筑火灾中人员疏散策略研究[J]. 自动化学报, 2014,40(2): 185-196.
	HU Y L , WANG F Y , LIU X W . ACP-based research on evacuation strategies for high-rise building fire[J]. Acta Automatica Sinica, 2014,40(2): 185-196.
[9]	GUO C , DOU Y , BAI T X ,et al. ArtVerse:a paradigm for parallel human-machine collaborative painting creation in metaverses[J]. IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics:Systems, 2023,53(4): 2200-2208.
[10]	王春法, 王飞跃, 鲁越 ,等. 平行博物馆:新时代博物馆运营的智能管理与控制[J]. 智能科学与技术学报, 2021,3(2): 125-136.
	WANG C F , WANG F Y , LU Y ,et al. Parallel museums:intelligent management and control of museum operations in the new era[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2021,3(2): 125-136.
[11]	康孟珍, 邱文忠, 陈自富 ,等. 平行圆明园:从数字孪生园林到元宇宙智慧遗址公园[J]. 智能科学与技术学报, 2022,4(3): 301-307.
	KANG M Z , QIU W Z , CHEN Z F ,et al. Parallel Yuan-Ming Yuan Imperial Garden:from digital twin garden to metaverse smart heritage park[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2022,4(3): 301-307.
[12]	CHEN L , LIN S B , LU X K ,et al. Deep neural network based vehicle and pedestrian detection for autonomous driving:a survey[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2021,22(6): 32343246.
[13]	王飞跃 . 平行世界的平行安全——基于CPSS的生成式对抗安全智慧系统[J]. 信息安全与通信保密, 2018,16(10): 21-22.
	WANG F Y . Parallel security in parallel worlds:generative adversarial security intelligence system based on CPSS[J]. Information Security and Communications Privacy, 2018,16(10): 21-22.
[14]	王拥军, 王飞跃, 王戈 ,等. 平行医院:从医院信息管理系统到智慧医院操作系统[J]. 自动化学报, 2021,47(11): 2585-2599.
	WANG Y J , WANG F Y , WANG G ,et al. Parallel hospitals:from hospital information system (HIS) to hospital smart operating system (HSOS)[J]. Acta Automatica Sinica, 2021,47(11): 2585-2599.
[15]	郭超, 鲁越, 林懿伦 ,等. 平行艺术:人机协作的艺术创作[J]. 智能科学与技术学报, 2019,1(4): 335-341.
	GUO C , LU Y , LIN Y L ,et al. Parallel art:artistic creation under human-machine collaboration[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2019,1(4): 335-341.
[16]	GUO C , BAI T X , LU Y ,et al. Skywork-daVinci:a novel CPSS-based painting support system[C]// Proceedings of 2020 IEEE 16th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE). Piscataway:IEEE Press, 2020: 673-678.
[17]	王飞跃 . 平行管理:复杂性管理智能的生态科技与智慧管理之DAO[J]. 自动化学报, 2022,48(11): 2655-2669.
	WANG F Y . Parallel management:the DAO to smart ecological technology for complexity management intelligence[J]. Acta Automatica Sinica, 2022,48(11): 2655-2669.
[18]	WANG F Y , WANG Y F . Parallel ecology for intelligent and smart cyber-physical-social systems[J]. IEEE Transactions on Computational Social Systems, 2020,7(6): 1318-1323.
[19]	王飞跃, 王艳芬, 陈薏竹 ,等. 联邦生态:从联邦数据到联邦智能[J]. 智能科学与技术学报, 2020,2(4): 305-311.
	WANG F Y , WANG Y F , CHEN Y Z ,et al. Federated ecology:from federated data to federated intelligence[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2020,2(4): 305-313.
[20]	王飞跃 . 平行系统方法与复杂系统的管理和控制[J]. 控制与决策, 2004,19(5): 485-489,514.
	WANG F Y . Parallel system methods for management and control of complex systems[J]. Control and Decision, 2004,19(5): 485-489,514.
[21]	王飞跃 . 人工社会、计算实验、平行系统–关于复杂社会经济系统计算研究的讨论[J]. 复杂系统与复杂性科学, 2004,1(4): 25-35.
	WANG F Y . Artificial societies,computational experiments,and parallel systems:a discussion on computational theory of complex socialeconomic systems[J]. Complex Systems and Complexity Science, 2004,1(4): 25-35.
[22]	WANG X , YANG J , HAN J P ,et al. Metaverses and DeMetaverses:from digital twins in CPS to parallel intelligence in CPSS[J]. IEEE Intelligent Systems, 2022,37(4): 97-102.
[23]	陈蜀江 . 新疆夏尔希里自然保护区综合科学考察[M]. 乌鲁木齐: 新疆科学技术出版社, 2006.
	CHEN S J . Comprehensive scientific investigation in Sharhili Nature Reserve,Xinjiang[M]. Urumqi: Xinjiang Science and Technology Publishing House, 2006.
[24]	钟静, 陈亨嘉, 焦红霞 ,等. 基于WebGIS的全国自然保护区信息系统设计与实现[J]. 地理空间信息, 2023,21(4): 107-110.
	ZHONG J , CHEN H J , JIAO H X ,et al. Design and implementation of national nature reserve information system based on WebGIS[J]. Geospatial Information, 2023,21(4): 107-110.
[25]	王欢, 鲁宁, 徐伟恒 ,等. 自然保护区电子围栏应用及对策研究[J]. 山东林业科技, 2022,52(6): 72-76.
	WANG H , LU N , XU W H ,et al. Research on the application and countermeasures of electronic fence in nature reserve[J]. Journal of Shandong Forestry Science and Technology, 2022,52(6): 72-76.
[26]	SUN Z B , QIAN W Q , HUANG Q F ,et al. Use remote sensing and machine learning to study the changes of broad-leaved forest biomass and their climate driving forces in nature reserves of northern subtropics[J]. Remote Sensing, 2022,14(5): 1066.
[27]	WANG Y G , LI H P . Remote sensing image classification based on artificial neural network:a case study of Honghe Wetlands National Nature Reserve[C]// Proceedings of 2010 International Conference on Computer,Mechatronics,Control and Electronic Engineering. Piscataway:IEEE Press, 2010: 17-20.
[28]	邹珮雯, 徐昉 . 耦合ERI-MCR-PLUS模型的生态安全格局构建及景观生态风险预测研究——以赛罕乌拉国家级自然保护区为例[J]. 生态学报, 2023,43(23): 1-13.
	ZOU P W , XU F . Ecological security pattern construction and landscape ecological risk prediction by coupling ERI-MCR-PLUS model:a case study of Saihanwula National Nature Reserve[J]. Acta Ecologicla Sinica, 2023,43(23): 1-13.
[29]	LIU Y H , SHEN Y , GUO C ,et al. MetaSensing in metaverses:see there,be there,and know there[J]. IEEE Intelligent Systems, 2022,37(6): 7-12.
[30]	LI X , YE P J , LI J J ,et al. From features engineering to scenarios engineering for trustworthy AI:I＆I,C＆C,and V＆V[J]. IEEE Intelligent Systems, 2022,37(4): 18-26.
[31]	王晓, 杨林瑶, 胡斌 ,等. 平行推理:一种基于ACP方法的虚实互动的知识协同框架[J]. 智能科学与技术学报, 2023,5(1): 69-82.
	WANG X , YANG L Y , HU B ,et al. Parallel reasoning:a virtual-real interactive knowledge collaboration framework based on ACP approach[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2023,5(1): 69-82.
[32]	KO S H , ROGERS J . Functional materials and devices for XR (VR/AR/MR) applications[J]. Advanced Functional Materials, 2021,31(39): 2106546.
[33]	杨林瑶, 陈思远, 王晓 ,等. 数字孪生与平行系统:发展现状、对比及展望[J]. 自动化学报, 2019,45(11): 2001-2031.
	YANG L Y , CHEN S Y , WANG X ,et al. Digital twins and parallel systems:state of the art,comparisons and prospect[J]. Acta Automatica Sinica, 2019,45(11): 2001-2031.
[34]	田永林, 陈苑文, 杨静 ,等. 元宇宙与平行系统:发展现状、对比及展望[J]. 智能科学与技术学报, 2023,5(1): 121-132.
	TIAN Y L , CHEN Y W , YANG J ,et al. Metaverses and parallel systems:the state of the art,comparisons and prospects[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2023,5(1): 121-132.
[35]	杨静, 王晓, 王雨桐 ,等. 平行智能与 CPSS:三十年发展的回顾与展望[J]. 自动化学报, 2023,49(3): 614-634.
	YANG J , WANG X , WANG Y T ,et al. Parallel intelligence and CPSS in 30 years:an ACP approach[J]. Acta Automatica Sinica, 2023,49(3): 614-634.
[36]	YANG J , WANG X X , ZHAO Y D . Parallel manufacturing for industrial metaverses:a new paradigm in smart manufacturing[J]. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2022,9(12): 2063-2070.
[37]	YANG J , LI S M , WANG X X ,et al. DeFACT in ManuVerse for parallel manufacturing:foundation models and parallel workers in smart factories[J]. IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics:Systems, 2022,53(4): 2188-2199.
[38]	康孟珍, 王秀娟, 华净 ,等. 平行农业:迈向智慧农业的智能技术[J]. 智能科学与技术学报, 2019,1(2): 25-26.
	KANG M Z , WANG X J , HUA J ,et al. Parallel agriculture:intelligent technology toward smart agriculture[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2019,1(2): 25-26.
[39]	何兴元, 任春颖, 陈琳 ,等. 森林生态系统遥感监测技术研究进展[J]. 地理科学, 2018,38(7): 997-1011.
	HE X Y , REN C Y , CHEN L ,et al. The progress of forest ecosystems monitoring with remote sensing techniques[J]. Scientia Geographica Sinica, 2018,38(7): 997-1011.
[40]	孙永光, 赵冬至, 郭文永 ,等. 红树林生态系统遥感监测研究进展[J]. 生态学报, 2013,33(15): 4523-4538.
	SUN Y G , ZHAO D Z , GUO W Y ,et al. A review on the application of remote sensing in mangrove ecosystem monitoring[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013,33(15): 4523-4538.
[41]	第宝锋, 杨忠, 艾南山 ,等. 基于 RS 与 GIS 的金沙江干热河谷区退化生态系统评价——以云南省元谋县为例[J]. 地理科学, 2005,25(4): 484-489.
	DI B F , YANG Z , AI N S ,et al. Evaluation on degraded ecosystem in Jinshajiang xerothermic valley using RS and GIS:a case study of Yuanmou County in Yunnan[J]. Scientia Geographica Sinica, 2005,25(4): 484-489.
[42]	徐明德, 李静, 彭静 ,等. 基于RS和GIS的生态系统健康评价[J]. 生态环境学报, 2010,19(8): 1809-1814.
	XU M D , LI J , PENG J ,et al. Ecosystem health assessment based on RS and GIS[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2010,19(8): 1809-1814.
[43]	宜树华, 陈建军, 秦彧 . 无人机航拍在青藏高原高寒草地生态系统研究中的初步应用[J]. 西南民族大学学报(自然科学版), 2016,42(1): 1-7.
	YI S H , CHEN J J , QIN Y . Preliminary application of aerial photos using UAV on the ecological studies of alpine grassland on QinghaiTibetan Plateau[J]. Journal of Southwest University for Nationalities (Natural Science Edition), 2016,42(1): 1-7.
[44]	丁文文, 王帅, 李娟娟 ,等. 去中心化自治组织:发展现状、分析框架与未来趋势[J]. 智能科学与技术学报, 2019,1(2): 202-213.
	DING W , WANG S , LI J J ,et al. Decentralized autonomous organizations:the state of the art,analysis framework and future trends[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2019,1(2): 202-213.

平行夏尔希里：生态资源智能管护及其可持续发展新途径

Parallel Sharhili: a new approach to sustainable development and intelligent management of ecological resources

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 44

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	缪青海, 王雨桐, 吕宜生, 那晓翔, 王飞跃. McCulloch-Pitts人工神经元模型80周年纪念：思想、方法与意义[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(2): 133-142.
[2]	陈晓光, 韩金朋, 杨满智, 王晓, 刘昕, 王震, 王飞跃. 灵境卫士：基于ACP的网络安全平行监管研究[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(2): 247-253.
[3]	彭绍明, 熊刚, 沈震, 董西松, 曲之平, 付龙, 陶志坤, 韩云君. 平行车间调度模型构建和系统设计[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(2): 254-266.
[4]	陈德旺, 欧纪祥. 平行模糊控制：虚实互动、相互增强的自学习控制方法[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(2): 267-273.
[5]	李诗濛, 王飞跃. 平行设计：面向平行制造体系的非标机械方案设计流程[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(2): 274-282.
[6]	缪青海, 吕宜生. 元宇宙下的平行交通系统[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(1): 32-40.
[7]	康孟珍, 孙贺全, 王秀娟, 王飞跃. 系统农业：结合农业社会经济属性的建模和控制[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(1): 41-50.
[8]	王晓, 杨林瑶, 胡斌, 侯家琛. 平行推理：一种基于ACP方法的虚实互动的知识协同框架[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(1): 69-82.
[9]	田永林, 陈苑文, 杨静, 王雨桐, 王晓, 缪青海, 王子然, 王飞跃. 元宇宙与平行系统：发展现状、对比及展望[J]. 智能科学与技术学报, 2023, 5(1): 121-132.
[10]	康孟珍, 邱文忠, 陈自富, 王猛, 许沙沙, 王秀娟, 倪爱东, 蒋玉洁, 陈世超, DEREFFYE Philippe, 王飞跃. 平行圆明园：从数字孪生园林到元宇宙智慧遗址公园[J]. 智能科学与技术学报, 2022, 4(3): 301-307.
[11]	郭超, 鲁越, 王晓, 易达, 王虓, 王飞跃. 人机物CPSS智能融合的平行创作架构与关键技术研究[J]. 智能科学与技术学报, 2022, 4(3): 344-354.
[12]	李小双, 王晓, 杨林瑶, 田永林, 王雨桐, 张俊, 王飞跃. 元电网MetaGrid：基于平行电网的新一代智能电网的体系与架构[J]. 智能科学与技术学报, 2021, 3(4): 387-398.
[13]	常方乐, 康孟珍, 王秀娟, 雷加强, 王飞跃. 平行智能风沙防护治理决策支持系统——塔克拉玛干沙漠公路及其防沙体系[J]. 智能科学与技术学报, 2021, 3(4): 499-506.
[14]	李亚玲, 杨林瑶, 葛俊, 覃缘琪, 王晓. 博弈5.0：基于平行系统和机器博弈的社会认知平行博弈[J]. 智能科学与技术学报, 2021, 3(4): 507-520.
[15]	王飞跃, 蒋怀光. 平行电池：智能生态化电池技术与服务体系的框架和流程[J]. 智能科学与技术学报, 2021, 3(4): 521-531.