专利名称：世界遗产监测的数字化集成方法
技术领域：
本发明涉及一种世界遗产监测的数字化集成方法，适用于世界遗产地、大遗址和 国家重点文物的监测。
背景技术：
当前，物联网、3G通信、GIS(地理信息系统)和互联网软件等技术已广泛应用到交 通、公安、环保等领域，因业务需求不同，不同行业有不同的数字化集成方法，而目前针对世 界遗产监测的数字化集成技术应用普遍缺乏，监测方法仍停留在分散操作和手工记录的状 态，也没有形成有效的遗产监测预警技术体系，这增加了世界遗产申报的难度，也极大地制 约了对世界遗产地的保护力度。目前世界遗产监测的方法主要有两种①基于手工记录的档案管理方式通过目测或仪器监测遗产本体和环境，定期整 理记录形成文字档案(纸质或微软Office文档)；这种方式给监测资料管理、检索和信息 共享带来很大不便，也很难对监测数据进行统计分析；②基于传感器嵌入式软件的数字化管理方式目前有些监测仪器或设备自带嵌入 式软件，通过传输线连接PC，可以在PC上的单机版软件中查看相关监测数据，有些也可以 导出excel数据通过USB进行数据共享。但这种数字化管理方式只是针对某一个或一种传 感仪器，无法让用户通过一套软件查询和管理多个监测种类信息，也无法分析世界遗产监 测预警的整体情况；显然上述两种世界遗产监测的方法，其弊端十分明显。第一种方法是原始、粗放、 分散的监测方式和档案管理模式，不易检索和信息共享；第二种方法尽管可以用软件来 管理和导出数据，减少了手工录入，信息检索也相对容易，但在监测信息整合和综合统计分 析方面仍有诸多不便；现有的世界遗产监测技术及预警体系无法满足IC0M0S(国际古迹遗 址理事会)对世界遗产保护的要求。由此可见，迫切需要一种将物联网、3G通信、GIS(地理信息系统)和互联网软件 技术集成应用到世界遗产监测业务，并形成一整套系统的世界遗产监测预警技术体系的方 法，来解决当前世界遗产监测技术所面临的严峻形式，加大世界遗产保护管理力度，进一步 提高世界遗产申报的成功率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种世界遗产监测的数字化集成 方法，可提高世界遗产申报成功率，提高世界遗产保护管理的科学性。本发明的目的通过以下技术方案来实现世界遗产监测的数字化集成方法，特点是包括以下步骤a)针对不同遗产监测对象进行智能化数据采集和安全传输，将世界遗产地监测对 象按照OUV(普遍价值)要素进行分类，根据不同的监测对象选择智能化数据采集和传输，其流程为(SlOl)对世界遗产OUV(普遍价值)要素和遗产环境要素进行分类编码；(S102)根据分类，设计世界遗产OUV要素和遗产环境要素数据库，并通过空间地 理信息使之与GIS系统关联，以便在电子地图上直观展示和查询信息；(S103)根据遗产环境要素分类标准，组建遗产环境监测物联网，各要素传感器实 时采集的数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器；(S104)根据世界遗产OUV要素分类标准，利用移动客户端对遗产本体进行目测记 录，采集数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器，利用仪器设备对遗产本体进行日常 监测，采集数据通过PC客户端传输至服务器；b)世界遗产监测预警业务处理，根据监测规范建立世界遗产监测业务模型，并编 写监测软件，步骤a)采集的监测数据在监测软件中自动与监测模型中的预警指标进行比 对，如在预警范围内，则系统正常；如超出预警范围，系统提示采取后续的处理流程及方法； 其流程为(S201)根据世界遗产本体和环境监测相关标准规范，建立各遗产OUV要素和环境 要素的监测模型，包括监测预警指标、监测等级和预警处理方法，监测数据通过服务器软件 自动与预警值对比，一旦超过预警值，软件界面通过flash动画的方式自动报警；(S202)软件操作人员看到报警信息后，系统启动预警处理流程界面，指导进行后 续处理，对于高级别预警信息，进行方案审批、修复施工、验收的规范业务活动；(S203)预警处理流程结束后，系统对遗产要素进行重新监测，重复和预警值自动 对比操作，直至监测记录符合预警值；(S204)各类监测对象的监测历史记录通过图表软件直观展示，对监测记录做趋势 分析，经论证后对预警值进行调整；(S205)通过动态更新的监测记录、预警处理和预警值调整，构筑数字化集成的世 界遗产监测体系。进一步地，上述的世界遗产监测的数字化集成方法，其中，步骤(SlOl)对世界遗 产OUV要素和遗产环境要素进行分类编码，包括空间地理信息编码。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①集成性，根据ICOMOS对世界遗产保护的要求，本发明将GIS、物联网、3G通信、软 件等技术有机地结合在一起，分别满足日常监测、定期监测和反应性监测的不同技术要求， 有效地弥补了原有监测方法单一和覆盖面不全的不足；②系统性，本发明不仅有机地集成了多项技术应用，更重要的是本发明包括监测 业务规范、预警标准设定、预警后业务机制和预警值定期调整机制等，利于世界遗产保护；③科学性，通过物联网自动化数据采集、3G安全传输、web软件界面操作等先进技 术手段提高了世界遗产监测的科学性和准确性；④规范性，本发明技术方法不仅规范监测和预警处理机制，形成监测体系外，还有 软件操作的方式固化监测预警处理流程和方法，使操作人员的行为更加规范；⑤前瞻性，本发明可使每类OUV要素的监测记录以直观图标方式展示出来，便于 分析和预见监测记录的未来变化趋势，以便前瞻性的采取相应的保护或维护措施，弥补了 原有监测方法无法及时启动应急预案。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1 本发明的流程示意图。
具体实施例方式本发明提供一种世界遗产监测的数字化集成方法，将物联网、3G通信、GIS(地理 信息系统)和互联网软件技术集成应用到世界遗产监测业务，形成世界遗产监测预警技术 体系。解决世界遗产监测技术和ICOMOS对世界遗产保护要求相比相对滞后的问题，从而极 大的降低世界遗产监测的人工操作成本，更好的保护和管理人类文明的见证-世界遗产。世界遗产监测的数字化集成方法，包括世界遗产监测的智能化数据采集及安全传 输方法和世界遗产监测预警业务处理方法两个方面。首先根据遗产监测对象选择合适的监 测传感器设备(气象、视频、专业仪器等)，然后设定监测频率，通过无线通讯网络或互联网 将采集数据安全传输到监测中心的服务器数据库中；其次根据监测规范建立世界遗产监测 业务模型(包括监测预警指标、监测等级、预警处理方法)并编写相应的监测软件功能模 块，监测软件将数据库中的监测采集数据和监测预警指标进行自动比对，如在预警范围内， 系统正常，如超出预警范围，监测系统软件将进行报警，督促监测人员采取后续预警处理行 动。对于高级别预警信息，还需要进行方案审批、修复施工、验收、重新监测等一系列的规范 的业务活动，直至监测值会落到预警范围内，实现对人类宝贵文化遗产的科学化、规范化监 测和保护。具体步骤为a)针对不同遗产监测对象进行智能化数据采集和安全传输，将世界遗产地监测对 象按照OUV(普遍价值)要素进行分类，根据不同的监测对象选择智能化数据采集和传输， 其流程为(SlOl)对世界遗产OUV (普遍价值)要素和遗产环境要素进行分类编码，包括空间 地理信息编码；(S102)根据分类，设计世界遗产OUV要素和遗产环境要素数据库，并通过空间地 理信息使之与GIS系统关联，以便在电子地图上直观展示和查询信息；(S103)根据遗产环境要素分类标准，组建遗产环境监测物联网，各要素传感器实 时采集的数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器；(S104)根据世界遗产OUV要素分类标准，利用移动客户端对遗产本体进行目测记 录，采集数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器，利用仪器设备对遗产本体进行日常 监测，采集数据通过PC客户端传输至服务器；b)世界遗产监测预警业务处理，根据监测规范建立世界遗产监测业务模型，并编 写监测软件，步骤a)采集的监测数据在监测软件中自动与监测模型中的预警指标进行比 对，如在预警范围内，则系统正常；如超出预警范围，系统提示采取后续的处理流程及方法； 其流程为(S201)根据世界遗产本体和环境监测相关标准规范，建立各遗产OUV要素和环境 要素的监测模型，包括监测预警指标、监测等级和预警处理方法，监测数据通过服务器软件 自动与预警值对比，一旦超过预警值，软件界面通过flash动画的方式自动报警；
(S202)软件操作人员看到报警信息后，系统启动预警处理流程界面，指导进行后 续处理，对于高级别预警信息，进行方案审批、修复施工、验收的规范业务活动；(S203)预警处理流程结束后，系统对遗产要素进行重新监测，重复和预警值自动 对比操作，直至监测记录符合预警值；(S204)各类监测对象的监测历史记录通过图表软件直观展示，对监测记录做趋势 分析，经论证后对预警值进行调整；(S205)通过动态更新的监测记录、预警处理和预警值调整，构筑数字化集成的世 界遗产监测体系。根据ICOMOS对世界遗产保护的要求，世界遗产监测方式主要分为日常监测、定期 监测和反应性监测。世界遗产监测内容包括本体监测、环境要素监测、人为活动影响状况监 测和保障体系监测等；自然环境要素监测和人为活动影响监测要有月度报告，遗产本体监 测要有年度报告，特殊遗产类型要有月度报告。而目前大多数世界遗产地的监测采用的是 目测方法，结合监测人员的业务经验进行人工判断，这种监测体系的主要弊端是监测记录 不完整、不系统；监测方式单一；无法及时发现遗产所存在的隐患。从而不能对世界遗产地 进行有效的保护。采用数字化集成方案监测世界遗产则很好地解决了这个问题。首先监测 数据实时传输使监测信息更加完整和及时，通过数据图表分析可以及时发现遗产隐患，从 而使遗产得到更好的保护。对于不同的监测对象采用不同的监测传感器环境监测如温湿度、气压等采用具 有实时传输功能的传感器(日常监测-实时监测)，对保护措施的监测如安防可采用视频传 感器(日常监测-实时监测)，本体监测则可以采用3G手机及时拍摄并及时传输图片到服 务器的方式代替原来手工目测方式(定期监测或反应性监测)，此外使用专业仪器对遗产 本体进行定期监测的记录也可以使用软件接口的方式实现自动采集。所有这些从监测现场 采集的数据都经过无线通讯网络或互联网安全传输到监测中心的服务器数据库中，然后监 测软件可以对这些数据进行加工、对比和图表展示等。针对世界遗产监测对象不同，有关部门发布了各类监测规范如建筑物、构筑物、气 象环境、生态环境等监测规范，将每个公布的监测规范抽象成可以编写软件的监测标准业 务模型，通过软件自定义配置的方式展示出来。由于很多监测对象的监测规范是动态完善 的，本发明中的监测标准业务模型也随之及时进行调整。通过上述数字化集成的世界遗产监测方法，遗产监测工作实现了系统化、科学化 和数字化，世界遗产地得到了更好的保护。除数字化采集外，本发明更重要的体现在遗产监 测预警处理机制的建立。随着GIS和物联网技术的广泛应用，很多世界遗产地都可以通过无线传感器实时 监测温度、湿度等环境信息，并通过电子地图直观、实时展示出来，对于超过临界值的监测 数据，可以通过不同颜色和声音反映监测结果。通过上述数字化集成的世界遗产监测方法，遗产监测工作实现了系统化、科学化 和数字化，世界遗产地得到了更好的保护。除数字化采集外，本发明更重要的价值体现在遗产监测预警处理机制的建立。针对世界遗产监测对象不同，国家有关部门发布了各类监测规范如建筑物、构筑 物、气象环境、生态环境等监测规范，我们将每个公布的监测规范抽象成可以编写软件的监测标准业务模型，通过软件自定义配置的方式展示出来。由于很多监测对象的监测规范是 动态完善的，本发明中的监测标准业务模型也随之及时进行调整。如图1所示，本发明的世界遗产监测预警的处理流程如下根据不同监测对象的监测规范，编制或调整监测标准业务模型；监测业务模型的 参数设置包括监测频率、监测等级、监测预警指标和预警处理措施及步骤等；监测软件自动将采集的监测数据和相应的监测预警指标进行比对，若在监测模型 规定的预警值范围内，则系统视为监测正常，不触发后续系统操作；若比对后监测记录超出监测模型规定的预警值范围，则系统视为监测异常，会启 动监测报警(在监测软件中的电子地图上，相应的监测点会有flash闪烁或声音来显示预 警)，督促相关操作人员进行后续行动；点击软件中显示报警的监测点，会有相应的预警等级和后续行动参考等信息，如 属于低等级的监测预警(如一级预警)，系统一般建议“继续观察”，也就是说在下一个监测 周期内增加监测次数，如果监测值会落到正常范围内，则取消预警，系统视为监测正常；如果预警信息显示是高等级的预警(如二或三级预警)，系统会建议“制定修复方 案”，相关专业人员根据现场情况制定修复方案后，还要组织本领域的专家对方案进行可行 性论证，论证并修改方案后上报主管部门审批执行；接获主管部门审批意见后，实施修复方案(项目招标、施工等)，施工完成后，组织 专家进行项目验收；验收通过后，监测人员对该监测点进行重新监测，然后再和监测标准进行比对，直 至符合监测业务模型的监测标准，系统视为正常。监测软件还可以对一段时间的监测记录进行统计分析，作为专家讨论是否修改监 测规范的决策依据。如果监测规范进行了调整，本发明的监测业务模型也相应的进行调整。 从而使监测业务模型始终以合理的、动态的标准来指导世界遗产监测具体工作，从而增强 监测工作的科学性和准确性，加大世界遗产保护力度。综上所述，本发明采用数字化集成方法来进行世界遗产监测，能够很好地改善由 于监测方法粗放而不及时给遗产保护工作带来的严峻局面，可以对人类宝贵的文化遗产进 行及时、准确、适时的监测和保护，并且为后续完善各类监测对象的监测规范提供科学化的 决策依据。作为本发明重要组成部分的监测预警处理机制为世界遗产地规范监测、预警、修 复等具体工作提供方法论。该方法操作性强，将众多现代技术(如物联网、GIS、3G通讯等) 应用到世界遗产监测具体工作中，极大地降低了世界遗产监测的人力成本，提高了遗产监 测的科学性、准确性、规范性和前瞻性。需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.世界遗产监测的数字化集成方法，其特征在于包括以下步骤a)针对不同遗产监测对象进行智能化数据采集和安全传输，将世界遗产地监测对象按 照OUV要素进行分类，根据不同的监测对象选择智能化数据采集和传输，其流程为(5101)对世界遗产OUV要素和遗产环境要素进行分类编码；(5102)根据分类，设计世界遗产OUV要素和遗产环境要素数据库，并通过空间地理信 息使之与GIS系统关联，以便在电子地图上直观展示和查询信息；(5103)根据遗产环境要素分类标准，组建遗产环境监测物联网，各要素传感器实时采 集的数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器；(5104)根据世界遗产OUV要素分类标准，利用移动客户端对遗产本体进行目测记录， 采集数据通过3G或GPRS网络传输至远程的服务器，利用仪器设备对遗产本体进行日常监 测，采集数据通过PC客户端传输至服务器；b)世界遗产监测预警业务处理，根据监测规范建立世界遗产监测业务模型，并编写监 测软件，步骤a)采集的监测数据在监测软件中自动与监测模型中的预警指标进行比对，如 在预警范围内，则系统正常；如超出预警范围，系统提示采取后续的处理流程及方法；其流 程为(5201)根据世界遗产本体和环境监测相关标准规范，建立各遗产OUV要素和环境要素 的监测模型，包括监测预警指标、监测等级和预警处理方法，监测数据通过服务器软件自动 与预警值对比，一旦超过预警值，软件界面通过flash动画的方式自动报警；(5202)软件操作人员看到报警信息后，系统启动预警处理流程界面，指导进行后续处 理，对于高级别预警信息，进行方案审批、修复施工、验收的规范业务活动；(5203)预警处理流程结束后，系统对遗产要素进行重新监测，重复和预警值自动对比 操作，直至监测记录符合预警值；(5204)各类监测对象的监测历史记录通过图表软件直观展示，对监测记录做趋势分 析，经论证后对预警值进行调整；(5205)通过动态更新的监测记录、预警处理和预警值调整，构筑数字化集成的世界遗 产监测体系。
2.根据权利要求1所述的世界遗产监测的数字化集成方法，其特征在于步骤(SlOl) 对世界遗产OUV要素和遗产环境要素进行分类编码，包括空间地理信息编码。
全文摘要
本发明涉及世界遗产监测的数字化集成方法，首先根据遗产监测对象选择合适的监测传感器设备，然后设定监测频率，通过无线通讯网络或互联网将采集数据安全传输到监测中心的服务器数据库中；其次根据监测规范建立世界遗产监测业务模型并编写相应的监测软件功能模块，监测软件将数据库中的监测采集数据和监测预警指标进行自动比对，如在预警范围内，系统正常，如超出预警范围，监测系统软件将进行报警，督促监测人员采取后续预警处理行动；对于高级别预警信息，还需要进行方案审批、修复施工、验收、重新监测等一系列的规范的业务活动，直至监测值回落到预警范围内；实现对人类宝贵文化遗产的科学化、规范化监测和保护。
文档编号G06Q10/00GK102142115SQ20111005494
公开日2011年8月3日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者孙振强 申请人:江苏瀚远科技股份有限公司