一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的系统及方法与流程

本发明涉及移动通信、嵌入式系统与信息安全，更具体的说是涉及一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的系统及方法。

背景技术：

1、为贯彻生态文明建设战略，建立国家与地方协同的监测机制，已建成“生态保护红线监管平台”并业务化运行，多个省份建成省级平台，部分有条件的地市建设了市级平台。然而，现有技术体系在支撑上述全链条、多级协同业务时，存在以下尚未解决的核心技术瓶颈，导致监管效能难以突破：

2、1）“协同链”断裂，业务流梗阻：上级平台与地方移动终端之间缺乏实时、有序、可追溯的业务协同机制。现有移动应用多作为信息孤岛，无法在复杂的行政层级和复杂的网络环境下，保障任务指令的可靠下达、执行状态的精准回传。当网络中断时，业务随之停滞，导致“上级看不到现场，现场接不到指令”，与政策文件要求的协同效率相差甚远。

3、2）“证据链”脆弱，效力不足：当前移动终端采集的证据（照片、视频、位置）易被质疑其真实性、时间与空间准确性。传统“先存储、后上传”的模式无法在证据产生瞬间进行固证，存在篡改风险。

4、3）“能力链”短缺，现场赋能低下：现有终端多为“通用平板+定制app”，功能局限于拍照和填表，缺乏与生态监管业务深度结合的专用能力。例如，无法在无网环境下快速定位生态保护红线边界、无法对比历史影像识别变化、无法对现场地物进行智能初判。这导致对监管人员专业素养依赖度高，监管质量参差不齐，不符合监管能力现代化的要求。

5、4）“功能链”单一，技术支撑薄弱：当前生态监管移动终端技术多集中于单一功能实现，例如：具备离线地图加载功能，集成北斗定位模块，支持数据表单填报等。这些功能是相互割裂的，未能从系统层面解决多级业务协同的鲁棒性、野外取证数据的即时司法可信性以及现场监管的深度智能辅助这三个相互关联的复合型技术难题。

6、因此，迫切需要一种创新的终端侧系统性解决方案，构建高效、可靠的技术体系，支撑“天上看、地上查”的协同业务闭环。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的系统及方法，专为生态保护红线、自然保护地等监管业务设计，能够在多级协同监管业务体系中，实现业务指令可靠同步、现场数据智能采集与可信固证。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的系统，包括野外监管端、传输层、终端管理平台、数据中心、多层级监管平台和跨部门业务系统，野外监管端通过传输层分别与终端管理平台、跨部门业务系统、数据中心、多层级监管平台进行通信，构建分层协同监管网络；其中，

4、野外监管端包括移动终端设备和现场感知设备，移动终端用于采集现场多模态证据和接收所述多层级监管平台下发的任务消息，并根据任务消息对现场多模态证据执行实时ai分析、可信固证以及任务完成事件上报；所述现场感知设备用于辅助采集生态环境数据；

5、终端管理平台用于对移动终端设备进行统一身份管理、软件版本控制、任务精准下发以及运行状态实时监测；

6、多层级监管平台包括按照区域等级划分的多层级单位对应的监管平台，用于按照区域等级分级发起生态保护案件生成任务消息和/或跨部门联合执法任务，并根据任务完成事件进行对应生态保护案件的审核、会商、督办和结案；

7、所述跨部门业务系统接收并响应跨部门联合执法任务，并通过数据交换网关和协同处置接口向所述数据中心提供各部门的专题数据；

8、数据中心用于接收来自所述野外监管端的现场多模态证据和生态环境数据、所述多层级监管平台的生态保护案件相关数据及所述跨部门业务系统的专题数据，组成多源异构数据，并进行标准化存储、血缘追踪和跨系统共享。

9、优选的，血缘追踪为分析存在联系的数据，跨系统共享为按需将数据中心中的数据共享给跨部分业务系统中的各个系统，或者从一个系统中采集数据共享给另一个系统。

10、优选的，所述移动终端设备分为硬件层、软件层和应用层，硬件层包括核心控制模块、多源数据采集模块、定位导航模块、通信传输模块、显示交互模块、电源管理模块和存储模块；软件层运行于硬件层之上，包括业务流程执行引擎、增量同步引擎、数据融合处理模块、智能导航分析模块、数据加密模块、可信证据链构建模块和协议适配模块；应用层包括监管采集应用、智能研判应用、分级上报应用、处置反馈应用、轨迹管理应用和离线作业应用。

11、优选的，所述现场感知设备包括无人机、摄像头、传感器和定位装置。

12、优选的，所述业务流程执行引擎用于解析任务消息中的节点定义，渲染操作表单，加载预加载数据，驱动现场人员按节点要求执行操作，并在任务完成后生成包含输出数据、证据链信息和可信签名的任务完成事件。

13、优选的，所述传输层包括自适应切换模块、卫星通信模块、蜂窝网络通信模块、自组网通信模块和北斗短报文模块等；自适应切换模块根据当前网络环境的信号强度和可用性，在蜂窝网络通信模块、卫星通信模块、自组网通信模块和北斗短报文模块之间自动切换，切换过程对上层应用透明，在不同网络环境下为野外监管端提供与其余各系统之间的冗余通信链路，确保数据传输的可靠性与实时性。

14、优选的，终端管理平台包括设备注册与认证模块、任务分发与调度模块、应用配置与管理模块以及状态监控与告警模块等。

15、优选的，数据中心包括数据汇聚接口、数据清洗与转换模块、分布式存储集群、数据治理引擎和数据共享服务总线。

16、优选的，多层级监管平台包括一级监管平台、二级监管平台、三级监管平台、四级监管平台和五级监管平台；各级监管平台之间通过级联接口实现数据同步与流程协同，每级监管平台均包含任务管理、案件处置跟踪、销号审批、会商决策、数据报表统计、权限管理等功能模块。

17、优选的，跨部门业务系统包括自然资源部门业务系统、水利部门业务系统、农业农村部门业务系统和林业草原部门业务系统等。

18、优选的，通过mqtt协议总线互联通信形成分层协同监管网络；mqtt协议总线包括任务流、数据流、证据流和状态流；分层协同监管网络包括数据服务接口、认证与安全通道；其中，数据服务接口包括地图瓦片服务、矢量数据服务和区块链存证接口，地图瓦片服务遵循osm或tms标准，供打包服务动态调用，矢量数据服务提供geojson或矢量切片格式的生态红线、保护区数据，区块链存证接口提供标准的restful api，接收存证请求，返回交易回执；认证与安全通道采用基于数字证书的双向认证方式接入系统消息总线实现智能移动终端和上级监管云平台的通信，所有下行指令和上行数据均采用一次一密的会话密钥进行加密，会话密钥通过sm2公钥加密算法安全分发。

19、优选的，一级监管平台，统筹监管工作，收集下级监管平台上报的汇总数据和问题，下发监管指令和标准规范，进行生态环境状况分析和监管成效评估。监管平台的层级排序为：一级监管平台、二级监管平台、三级监管平台、四级监管平台和五级监管平台，排序靠前的监管平台作为排序靠后的监管平台的上级监管平台，排序靠后的监管平台作为下级监管平台。

20、优选的，下级监管平台，作为区域枢纽，接收其对应下级单位的监管平台上报的数据和问题，汇总分析生态保护状况，下发监管指令，协调下级单位区域内跨区域协同处置，向上级单位平台上报相关数据和重大问题；包含本地任务调度引擎、地图切片与数据打包服务、从属消息代理、以及与前端的视频/数据汇聚服务。

21、优选的，各级监管平台之间通过级联接口实现数据同步与流程协同，每个层级监管平台均包含任务管理、案件处置跟踪、销号审批、会商决策、数据报表统计、权限管理等功能模块。支持跨部门数据共享，可对接自然资源、林草、水利等部门的业务系统，实现协同执法。

22、优选的，移动终端设备选用智能移动终端，作为数据采集与现场处置载体，部署于各级监管平台的监管人员手中，实现多源数据采集、实时分析、智能预警、分级上报和处置反馈，具备基于采集数据的现场决策支持功能，可灵活适配并深度融入多级生态监管业务体系，实现从宏观决策到微观执行的无缝协同，是系统与一线监管场景的连接核心，是连接多级协同和调度的业务智能节点，支持多台终端同时在线，适配不同层级监管需求。

23、优选的，智能移动终端通过终端管理平台的软件配置与多层级监管平台云端策略驱动，承载不同的业务流程实例，在不同层级单位业务中动态扮演差异化、智能化的角色；智能移动终端属于一级节点、二级节点或三级节点；

24、一级节点为督察督办与决策支持节点，用于服务一级监管平台的生态保护监管督察执法人员，对重大生态问题、跨区域问题进行现场督办、复核验收，并为高层决策提供一线数据支撑；一级节点加载有全景数据视图、高级研判工具和跨层级指挥通道，其中，全景数据视图集成了多期高分辨率遥感影像、区域规划图、各类审批信息等多维数据，支持在现场进行深度时空分析与比对，高级研判工具配备更复杂的端侧ai模型辅助督察人员进行专业级研判，跨层级指挥通道可直接通过专用主题接收来自上级单位平台的直通指令，同时可将其现场核查结论与富媒体证据，一键同步至其他层级相关平台，驱动多级联动整改；

25、二级节点为协调调度与过程监管节点，用于服务二级监管平台的管理和技术人员，用于任务分发、过程跟踪、区域统筹协调、现场信息采集，以及对三级单位核查结果的审核，当执行“任务分发与审核”流程时，终端功能界面呈现区域任务看板、批量派发和审核功能，流程调度使其负责承上启下；二级节点加载有区域任务看板、智能任务派发模块、审核与反馈模块，其中，区域任务看板在智能移动终端首页动态呈现二级单位范围内所有任务的状态概览，并可基于地图快速定位和查看任意任务详情，智能任务派发模块令管理人员可在终端地图上圈选区域或问题，通过内置的调度逻辑，将任务一键派发给一个或多个三级监管平台，审核与反馈模块可直接在终端上审核三级监管平台的单位人员上报的核查结果与证据，填写审核意见并触发下一流程；

26、三级节点为现场执行与证据采集节点，服务于一线核查执法人员，负责现场核实、取证、简单处置及结果上报，当执行现场核查流程时，终端功能聚焦于强离线操作、ar导航、快速取证和证据即时固证，流程设计确保其操作的简易性与可靠性；三级节点包括优化通信模块、优化操作模块和取证模块，其中，优化通信模块针对网络条件最差的野外现场，优化离线数据加载策略和北斗短报文保底通信能力，确保核心业务不中断，优化操作模块在界面和流程针对取证核心功能进行极致优化，结合ar导航、语音输入、模板化表单，大幅降低操作门槛，取证模块强化tee安全采集与证据指纹优先上链流程，确保一线采集的证据第一时间具备效力，筑牢执法基础。

27、第二方面，本发明实施例提供一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的方法，包括以下步骤：

28、s1：任务创建与分发：多层级监管平台中的任一上级监管平台发起生态保护案件和/或跨部门联合执法任务，并利用业务流程设计器根据生态保护案件和/或跨部门联合执法任务创建流程实例，并生成包含节点定义、预加载数据和流转条件的任务消息，通过终端管理平台的任务分发与调度模块将任务消息下发至野外监管端的移动终端设备和/或跨部门业务系统，以及数据中心；

29、s2：任务接收与执行：野外监管端的移动终端设备解析任务消息并执行对应任务，生成任务完成事件，和/或所述跨部门业务系统响应响应跨部门联合执法任务生成专题数据；其中，

30、移动终端设备业务流程执行引擎解析所述任务消息中的节点定义，渲染操作表单并加载预加载数据，驱动现场人员按照节点要求执行现场操作；执行任务包括利用端侧ai推理容器进行实时数据分析、利用ar融合呈现引擎进行空间信息叠加、利用可信执行环境和北斗通信模块进行可信证据采集与上链存证；

31、任务完成事件包含输出数据、证据链信息和可信签名；

32、s3：任务上报：将任务完成事件利用传输层上报至终端管理平台，再由终端管理平台转发至对应的上级监管平台和数据中心；和/或将专题数据通过数据交换网关和协同处置接口转发至数据中心；

33、发送至与执行任务移动终端设备对应的上一层级单位的监管平台；

34、s4：流转判断与下一节点分配：多层级监管平台或数据中心根据任务完成事件中的输出数据和/或专题数据，以及流转条件，判断下一节点及其执行角色，并通过终端管理平台将根据输出数据、流转条件和执行角色生成的下一节点的任务消息分发至对应层级的野外监管端的移动终端设备或监管平台；

35、s5：多层级协同与闭环：重复s2至s4，直至流程实例的所有节点执行完毕，最终由最高层级单位的监管平台完成销案审批，数据中心将全流程数据归档为电子卷宗，并向各层级单位的监管平台和跨部门业务系统发送结案通知。

36、优选的，任务消息还包括节点标识、所需角色标识、操作表单模板、证据采集策略和流转条件；预加载数据包括目标区域离线地图、红线矢量数据、历史案件数据和遥感影像切片。

37、优选的，s1中任务消息生成时，多层级监管平台的预加载数据打包服务被触发，生成空间数据包，对空间数据包进行加密构建任务消息；空间数据包包括任务图斑周边的栅格瓦片以及矢量数据生成的矢量切片；矢量数据中的生态保护红线数据为涉密数据，不能直接传输，所以对应的矢量切片需要加密存储，即生成加密数据包构建任务消息；具体过程为：

38、以任务图斑外扩设定范围为边界，自动计算所需地图瓦片的层级和范围，从地图服务中抽取相应栅格瓦片，并从矢量服务中抽取该范围内的生态保护红线、道路等关键矢量数据，生成矢量切片；

39、将矢量切片压缩后使用国密sm4算法利用一次性会话密钥进行加密，生成加密数据包；

40、将加密数据包上传至数据中心并生成一个具有时效性和访问控制的安全下载链接，链接作为任务消息的attachments. datapackageurl字段，跟随任务指令发送至野外监管端。

41、优选的，s2中利用可信执行环境和北斗通信模块进行可信证据采集与上链存证；具体包括：在采集可信证据时，由可信执行环境捕获北斗定位坐标、可信时间戳，与证据文件的哈希值绑定生成数字签名凭证，并将包含哈希值、签名、坐标和时间的指纹包通过北斗短报文发送至区块链存证服务，接收区块链交易回执后将其关联至证据记录。

42、优选的，s3中任务完成事件在移动终端设备处于无公网连接时暂存于本地离线队列，并建立与对应任务消息的索引关系，待网络恢复后由所述移动终端自动将缓存的任务完成事件及经过可信固证形成的证据异步上传至所述终端管理平台。

43、优选的，s4中流转条件包括表单字段值满足预设阈值、证据完整性校验通过、指定角色全部提交意见、超时自动跳转的至少一种；

44、s4中还包括：上一层级单位的监管平台或数据中心根据下一节点对应的执行角色和根据预加载数据确定的地理位置约束，结合各移动终端设备的在线状态和当前位置，智能匹配野外监管端中的最优执行移动终端设备。

45、优选的，s5中全流程数据归档为电子卷宗包括：将每个节点的任务完成事件、证据链信息、区块链存证凭证、ai分析报告以及各级监管平台的审批意见按时间顺序封装为不可篡改的电子档案，并生成唯一归档标识。

46、优选的，传输层在s3和s4中根据当前网络环境自动切换通信链路，优先使用蜂窝网络，在无蜂窝信号时切换至卫星通信或北斗短报文，在局部区域启用自组网模式实现设备间中继传输。

47、优选的，跨部门业务系统在s5中通过数据交换网关向数据中心提供本部门的专题数据，并在接收到多层级监管平台下发的跨部门联合执法任务后，将任务分解至本部门内部系统并反馈执行结果。

48、优选的，多层级监管平台对任务消息进行结构化封装生成任务指令，其中，多层级监管平台利用遥感ai解译中心对卫星遥感图像进行解译生成问题图斑、核查要求、执行人、截止时间等信息，构建任务消息；任务消息中消息头包含全局唯一id、时间戳、优先级和服务质量等级，消息体包含任务本体，并特别包含一个datapackageid字段，用于关联为本次任务预制的空间数据包；将任务消息封装为符合预定json schema的结构化消息。

49、优选的，在生成加密数据包的同时生成一个manifest.json文件，记录数据版本、空间范围、坐标系、数据哈希值等元信息。

50、优选的，任务消息的传输总线基于mqtt协议实现；主题设计为多级树状结构，实现消息的订阅过滤与路由；多层级监管平台监听回执主题，如未在设定的超时时间内收到确认接收消息，则触发任务指令重发机制，确保任务指令必达。

51、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种支持全链条多层级生态保护智慧监管的系统及方法，系统通过引入业务流程逻辑构建与执行能力，将作为野外监管端的移动终端升级为一个可动态编程、深度理解业务语义、并能自主协同的智能代理，多层级监管平台作为云端定义业务蓝图，终端解析并驱动蓝图在现场的精确执行，各软件功能模块成为被流程调用的积木。这一架构从根本上支撑了区域划分多层级、多样、多变的生态监管业务需求，实现了监管业务从信息化支撑到数字化驱动的质变，是移动终端作为多级协同调度节点的核心技术体现。本发明的方法始于云端平台的宏观感知与决策，经由安全可靠的任务与数据同步通道抵达移动终端，终结于终端在现场的智能执行与证据可信回传，形成业务闭环。方法基于上述系统，将全链条闭环流程与多层级协同机制深度融合，结合ai智能算法、多源数据融合、国标协议适配等核心技术，实现生态保护监管的全流程闭环化、层级协同化和智慧化，破解现有方法流程粗糙、智能化不足、协同性差的痛点，其中移智能动终端被深度重构为集智能协同网关、现场智能大脑、可信证据锚点于一体的业务节点，通过与云端平台的特定交互流程，系统性地解决多级协同、现场赋能与司法可信的难题。具体具备以下有益效果：

52、1）业务协同效能革命性提升：通过业务协同网关引擎，彻底解决了多级协同断链问题，缩短了跨层级任务的流转时间，有效提高了在网络间歇性中断情况下的业务完整执行率。

53、2）司法证据效力实现根本性突破：通过端侧可信锚点创新，将野外电子证据的司法固证时间从小时/天级压缩至秒级（指纹即时上链）。

54、3）现场监管能力质的飞跃：通过嵌入式现场智能赋能套件，使终端成为现场智能助理。ar导航将目标定位误差从十米级降至亚米级；端侧ai将复杂地物识别准确率提升35%以上；离线时空分析使基层人员无需深厚专业背景即可完成高质量核查，极大降低了监管能力现代化对人员素质的过度依赖。

55、4）技术自主可控与系统韧性：采用国产北斗、国密算法、国产安全芯片，实现全技术栈自主可控。多模自适应传输与增量同步机制，赋予了系统强大的抗网络波动韧性，适应广阔国土上复杂的监管环境。