原创《无线通信技术在生态学领域的应用与展望》
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引言：生态学是研究生物与环境相互关系的科学, 是研究生物生存的科学.凡生命之所至, 就有生态学问题、现象和规律.随着当前各种环境问题的涌现, 生态学日益受到关注.生态学研究从尺度方面来看, 主要有3 个, 即传统生态学、分子生态学( 微观层次)、景观生态学( 宏观层次).无线通信技术主要依靠卫星网络的方式, 移动方便, 传递迅速, 已经融入到我们生活的方方面面.在生态学研究的各个层次, 都离不开无线网络的支持.本文将以相关设备或软件的使用为基础, 尝试对生态学领域3 个层次中无线网络的应用情况进行评述.
一、通信技术在生态学中的应用
1、在传统领域的应用.传统的生态学揭示生物个体、集群与环境间相互关系, 是生态学的基本任务, 是最终解决人类与自然的复杂关系应遵循的基本原则.在野生动物活动监测中GPS 项圈因其高效、便利和可靠性, 在实践应用中是一个不错的选择.具体过程是通过给动物佩戴无线电项圈,对发出的无线电信号进行三角定位获取动物活动位点.GPS项圈中, VHF 信号发射装置和接收天线是其核心构件, 直接影响动物数据的采集.在对天线进行选择时, 首先确保其性能达标, 并使天线的方向能够满足远端无线通信系统的电波覆盖要求.
2、在微观层次的应用.分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学.在众多的基因序列数据库网站中,NCBI( 美国国立生物技术信息中心) 系统是集成化程度最高的综合性生物序列信息库, 是世界各国生物学家使用最普通的序列检索和分析工具, 在世界生物分子学研究中发挥着巨大的作用.考虑到网络稳定性及分子生物学任务的复杂性,目前序列提交、分子检索等主要还是基于PC 机, 可以预见随着研究的逐渐深入和相关设备软件的更新( 包括系统软件),在不久的将来诸如此类问题将主要基于移动终端来解决.
3、在宏观层次的应用.景观生态学以整个景观为研究对象, 强调空间异质性的维持和发展, 生态系统之间的相互作用, 大区域生物种群的保护与管理, 以及人类对景观及其组分的影响.3S(GPS、RS、GIS) 技术具有强大的空间信息处理功能, 在景观空间格局分析和动态监测方面有广泛应用,为景观生态学的研究提供重要技术支撑.尤其是某些软件实现了电脑版和手机版的资源共享, 极大地方便了野外数据采集, 如北京元生华网公司开发的奥维互动地图.奥维互动地图是基于Google API、Baidu API 开发的跨平台地图浏览器,集成了Google 地图与卫星图、百度地图等多种地图, 拥有强大的设计功能与地理信息展现技术, 能够在传统定位基础上实现数据转换、测距、自由绘制、Web 互动等.
二、展望
就目前而言, 4G 技术( 第四代移动通信) 作为一种重要的无线通信技术, 无论是通信质量还是通信范围方面都有着较高的保障.目前国内90% 以上地区都已经使用上了4G 网络服务, 并且用户还在不断地增加.无线通信技术在新时期的发展当中, 面临着相当大的挑战,速度、安全、稳定必将是主要目标.而以“万物互联”为目标的5G 网络正处于酝酿中, 其基本特点是网络多元化、宽带化、综合化、智能化.现代生态学的发展趋势集中于全球变化、生物多样性、可持续发展、生态设计及预报、生态调控.而这些研究中,如何准确和高效地获取生态数据显然是摆在第一位的.在不断提高通信质量的同时, 也为生态学研究提供了便利, 数据采集和传输更快速、安全.另外, 绿色通信也是未来通信的一个发展方向, 是综合考虑环境影响和资源利用率的现代化的产业模式, 环环把控, 使整个通信产业对环境的影响最小, 资源效率最高.生态学是关于生物与环境相互关系的科学,而这种减少环境影响的发展模式, 恰恰迎合了生态学的基本特征,与生态学的发展形成了良性的互动局面.
三、结束语
上个世纪20 年代左右, 无线通信技术主要应用于军事上的通信中.目前, 无线通信技术已经被充分的应用到了社会的各个领域之中, 并取得了非常突出的应用效果.随着科学技术的不断发展和提升, 生态学应用软件将逐渐向手机( 或iPad) 等移动终端转移, 为科研人员揭示生物与环境间关系提供更加便利的手段.
通信技术论文参考资料：
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