水位センサー
WWF HK
過去数十年にわたり、内湾の湿地帯は従来の伝統的な手法で管理されてきた。しかし、異常気象や労働力不足といった新たな環境的・社会的課題は、湿地管理への影響をますます強めている。このプロジェクトは、こうした湿地管理の課題に取り組むために革新と技術を統合する。
このプロジェクトは、湿地管理を強化するために以下のような最先端の技術を活用する：
- 特にマイポー自然保護区（MPNR）の湿地景観の管理と保全に貢献できる無線モノのインターネット（IoT）センサーの導入による湿地モニタリングのためのI&Tソリューションの研究；
- ワイヤレスIoTセンサーの導入と湿地モニタリングデータの遠隔収集による概念実証を検証するための湿地パイロットサイトの設立。
- 収集したデータを分析し、IoT センサーアプリケーションの有効性と設定を評価し、湿地スチュワー ドシップコミュニティの関係ステークホルダーに経験を共有する。
最終更新日 10 Oct 2025
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テックフォーネイチャー賞
技術説明
マイ・ポー自然保護区(MPNR)のような遠隔地では、都市の電力やインターネット接続へのアクセスは常に課題である。
このプロジェクトでは、マイポー自然保護区の湿地モニタリングを強化するために、長距離広域ネットワーク（LoRaWAN）技術を使用して、30個の水位センサー、2個の水質センサー、2個の水牛追跡センサーを配備した。LoraWANは長距離、低電力通信用に設計されており、接続が限られた地域に最適です。数キロメートルのデータ伝送を可能にし、センサー配備のコストと複雑さを軽減する。
さらに、香港特別行政区政府の電気機械サービス局（EMSD）により、4台の政府間IoTネットワーク（GWIN）ゲートウェイが設置された。これらのゲートウェイは、LoRa対応センサーからLoRaWAN信号を受信し、4G/5GネットワークによってGWINバックエンドに信号を送信する。その後、中央管理システム（CMS）がGWINバックエンドからデータを取得し、日々の運用や研究用にデスクトップやモバイル機器にデータを表示する。3台のゲートウェイは市の電力で稼働し、干潟に設置されたゲートウェイはソーラーシステムで電力を供給している。このプロジェクトのために特別に設置された4台のゲートウェイに加え、MPNRの周辺地域にある他の政府部門が設置したゲートウェイも、データ受信の耐性をさらに高めている。
多くの湿地種、特に水鳥は水位に非常に敏感である。適切な時に水位を調整することで、湿地の機能が大幅に向上する。水位センサーは湿地管理スタッフにリアルタイムのデータを提供し、湿地種のために水位を最適化するのに役立つ。水位センサーは電池で駆動し、電池寿命は約2年です。データ送信頻度は、各場所のデータサンプリング要件に応じて、10分、20分、30分に設定できます。
良好な水質は湿地の野生生物の生存に不可欠である。マイポーの水質を監視することは、湿地管理の重要な要素です。水質センサーは水質状態を継続的に監視し、必要な管理対策のための情報を提供します。小型の極システムで駆動し、60分ごとにデータを送信する。
バッファローはマイ・ポーの「湿地エンジニア」である。彼らの放牧の強さは植物の高さを制御し、さまざまな湿地の鳥や動物を引き寄せるマイクロハビタットを作り出す。水牛の首輪に追跡センサーを取り付けることで、水牛の動きを追跡するためにGPS技術が採用されている。水牛の位置データは、その生息地の使用を分析し、毎日の水牛の世話を支援するために20分ごとに送信されます。センサーのバッテリーは1.5年持つ。
中央管理システムは、AWSクラウドネットワーク上で動作し、本格的なデータの弾力性を達成するために、セカンダリサーバにリアルタイムでデータのバックアップを提供します。ユーザーは、デスクトップまたはモバイルデバイス上のウェブベースのアプリケーションを介して、ほぼリアルタイムのデータにアクセスすることができます。高水位、異常pHレベル、バッファローの柵外などのカスタムアラートは、調整可能な閾値と通知設定で、電子メールまたはSMSを介して送信することができます。
センサーとデジタル管理システムを統合することで、このプロジェクトは湿地のモニタリング効率を大幅に向上させ、データ頻度を増やし、湿地保全のための新たな潜在的研究機会を可能にした。
ドナーと資金調達
寄付者香港特別行政区政府田園保全局 - 田園保全資金計画 - 田園保全と活性化に関する研究活動
コンテクスト
対処すべき課題
環境への挑戦：
- 水鳥の生息地を維持するためには、正確な水位制御が必要である。
- 良好な水質を維持するためには、定期的な水交換が不可欠である。
- 継続的な水質モニタリングは、必要な水交換の行動を知らせるのに役立つ。
- 植生管理は、水鳥を支える開放的な景観を確保する。
- 気候変動による異常気象は生息地の安定性を脅かす。
- モニタリング場所が遠かったり、アクセスしにくかったりすると、定期的な環境評価が困難になる。
社会的課題
- 労働力不足により、手作業によるモニタリング作業や保護作業が制限されている。
- 湿地技術者」として導入された水牛の飼育とモニタリングにさらなる努力が必要である。
経済的課題：
- 都市の電力やインターネット網へのアクセスが限られており、労働力不足が運営コストを引き上げている。
所在地
香港
東アジア
プロセス
プロセスの概要
このプロジェクト開発ライフサイクルの4つのフェーズは、互いにどのようにつながっているのか：
- 基礎から展開まで：明確な目標と利害関係者の参加による強固な基盤があれば、展開フェーズは十分に準備され、プロジェクトの目標に沿ったものとなる。
- 展開から実施と評価：効果的な展開により、円滑な実施への段階が整う。実施中の継続的なモニタリングは、展開の実践を強化するフィードバックを提供し、今後の展開を改善します。
- 実施と評価から普及へ：評価段階では、普及に不可欠な貴重な洞察やデータが生み出されます。明確な指標と成功した成果は、普及活動の影響力を強化します。
- 財団への普及：普及活動から得られた教訓やフィードバックは、今後のプロジェクトの基礎段階にも反映され、継続的な改善が促進される。普及活動は、プロジェクトのライフサイクル全体を通じて戦略的に計画することができ、さまざまな段階で具体的な活動を予定することで、効果を最大化することができる。
ビルディング・ブロック
基盤 - 利害関係者と協議し、効率的な湿地モニタリングのためにMPNRで適用する適切な装置、プラットフォーム、ネットワークを特定し、優先順位をつける。
目標：I&T ソリューションを従来の湿地管理に統合するための基礎を築く。
目的
- 提案されている 3 つの IoT アプリケーションを湿地関係者と I&T セクターに紹介する。
- 湿地関係者と I&T セクターに意見を求める。
- MPNR の管理に有益な IoT アプリケーションの可能性を検討する。
- ガイワイの 運営と湿地研究に関連する IoT ソリューションを特定し、MPNR に統合する。
実現可能な要因
効率的な湿地モニタリングのために、MPNR で適用される適切な装置、プラットフォーム、 ネットワークを特定し、優先順位をつけるための調査が行われた：
湿地関係者との協議
- マイポー管理委員会（MPMC）との協議：農業・漁業・保全局、香港バードウォッチング協会、学識経験者、独立湿地専門家、鳥類学者の代表で構成。 提案された IoT アプリケーションに関するアドバイスの入手。
- 地元の村落コミュニティとの協議。彼らの意見は、プロジェクトをコミュニティの価値観やニーズに合致させるのに役立った。
- イノベーション・テクノロジー部門との協議。提案されたIoTアプリケーションの選択、伝送ネットワーク・システム、展開要件について、革新技術委員会の電気・機械サービス部門、香港科学技術パークのIncu-Techプログラムのメンバー企業から技術的助言を得た。
湿地保全における潜在的 IoT アプリケーションのレビュー：
- 潜在的な IoT アプリケーションの技術的レビュー概要が作成された（添付）。
教訓
MPMCからの見解と提案は以下の通りである：
- I&Tソリューションは高価になる可能性があるため、データサンプリング頻度とコストとの妥協が必要である。
- センサーの設置場所の選定は、生息地管理のための詳細な情報を提供する。
- データの品質管理が重要
- リアルタイムで自動化されたIoTモニタリングシステムは、データ収集の効率を高める。データは他の科学的研究と関連づけることができる。
- センサーの配置は、湿地の自然景観に視覚的な影響を与える可能性がある。
I&T部門からの見解と提案は以下のようにまとめられている：
- 提案された3つのアプリケーションは実現可能である。
- サービスの範囲は明確に定義されなければならない。これには、実行計画、アプリケーション導入サービス、技術相談サービス、ベンダー管理サービス、現地設置、プラットフォーム構築、データ分析サービス、保守サービスなどが含まれる。
- プラットフォームは、データを取得し、データパイプラインと統合を確立し、データ分析を実行できるものでなければならない。
- ユーザー・アクセス、ビルディング・インフォメーション・モデル（BIM）、アラート、データ・ストリーミング、ダッシュボード分析など、プラットフォームの機能要件を明示すること。
- プラットフォームを操作するためのコンピュータ仕様、BIMフォーマットと容量、データセキュリティなど、プラットフォームに対する技術的要件を明示すること。
展開 - 政府全体IoTネットワーク（GWIN）活用のための地方政府電気・機械サービス局（EMSD）とのパートナーシップ
EMSDとのパートナーシップにより、マイ・ポー自然保護区（MPNR）のこのプロジェクトに設置されたすべてのセンサーの伝送レイヤーとしてGWINネットワークを利用することができます。
この技術には、IoTアプリケーションの無線データ伝送に適したいくつかの利点があります。長距離伝送が可能なため、MPNRのような広大な農村部でのデータ伝送に最適です。さらに、LoRaの効率的な電力消費は、バッテリー駆動のデバイスのバッテリー寿命を延ばす。LoRaデータ伝送はまた、安全なプロトコルによってデータの機密性と完全性を保証する。
このプロジェクトでは、4台のGWIN LoRaゲートウェイがEMSDによってマイポー自然保護区（MPNR）内に設置された。MPNRに設置されたセンサーは、低電力でプライベートなLoRaネットワークを介してゲートウェイに接続され、最終的には4Gネットワークを介してGWINバックエンドに接続される。このプロジェクトのために特別に設置されたこれら4つのゲートウェイの他に、MPNRの近くにある他のGWINゲートウェイもデータ伝送の信頼性をさらに確保することができる。
その見返りとして、これら4つのゲートウェイは、周辺地域の様々な政府部門が設置したセンサーからの信号を受信するのにも役立つ。
実現可能な要因
従来のセンサーは、それぞれ中央サーバーに接続するために4G回線を必要としていた。GWINネットワークでは、センサーは低消費電力でプライベートなLoRa（長距離）ネットワークを介してゲートウェイに接続される。低消費電力のネットワークは、センサーの設置コストと複雑さを軽減し、サードパーティーのネットワークを使用することなく、システムとデータのセキュリティを向上させる。
教訓
EMSDとの強力なパートナーシップを追求することで、彼らの確立されたネットワークとサポートを通じて、MPNRで直面している課題（インターネットへのアクセスや市の電力が制限されている）に、より効率的に取り組むことができる。
リソース
普及 - 湿地管理への IoT 技術の応用を促進する。
湿地管理への IoT 技術の応用を促進するために、この研究プロジェクトと学んだ経験は、プロジェ クトを通して以下のように共有された：
- 保全管理者と湿地関係者向けのウェビナーの開催
- MPNR における屋外解説パネルの設置
- ソーシャルメディア・プラットフォームとメディアを通じたプロモーション
- プロモーションビデオの制作
- プロジェクトの技術報告書の発行
- MPNRにおける湿地管理へのIoT技術の応用を紹介するための一般公開および学校ツアーの開催
実現可能な要因
湿地管理に関する IoT アプリケーションのセミナー／ウェビナーが 3 回開催された。このセミナーには、世界各地の 30 以上の管理サイト、中国本土の国家林業草地局、地方政府部門、 NGO、公的機関、民間機関の実務者を含む 120 名以上の参加者が集まりました。
MPNR内には、3種類のIoTセンサーの目的を伝える解説パネルが設置された。
ソーシャルメディアを通じていくつかの投稿が発表され、メディアはプロジェクトの主な構成要素、湿地とその事前管理の重要性を一般に知らせるために関与した。
この2年間のプロジェクトで我々が何をし、何を達成したかを伝えるプロモーションビデオを1本制作し、公開した。
マイポー自然保護区における湿地保全のためのIoTアプリケーションに関する技術報告書1件が作成・出版され、同様の湿地環境における将来のIoT展開のための推奨事項を提供し、このアプローチの拡張性と再現性を強調した。
MPNRにおける湿地管理へのIoT技術の応用を紹介するため、MPNRへの一般見学ツアーと学校見学ツアーを実施。
教訓
この普及段階は、このプロジェクトの成果と成果物を関係者やより多くの聴衆と確実に共有するために極めて重要である。以下はその教訓である：
- 適切な聴衆を特定し、ターゲットを絞ることが不可欠である。これには、社内の利害関係者、他のプロジェクト、より広範な地域社会が含まれる。
- 普及には、報告書、プレゼンテーション、ワークショップ、ソーシャルメディア、出版物など、さまざまな方法を用いることができる。
- 普及活動は、プロジェクトのライフサイクル全体を通じて計画されるべきであり、インパクトを最大化するために、フェーズごとに特定の活動を予定しておく必要がある。
- 普及活動を通じて利害関係者を巻き込むことは、フィードバックを集め、協力を促進し、プロジェクトの持続可能性を確保する上で大いに役立つ。
- 徹底した文書化と明確な報告の重要性。これにより、学んだ教訓にアクセスしやすくなり、将来のプロジェクトで参照できるようになる。
- 普及段階で行われた活動は、プロジェクトのプロセスや方法論の改善点を特定する機会として利用できる。
影響
このプロジェクトは、香港における湿地保全のためのIoTベースのモニタリングシステムの研究を目的とした最初の研究イニシアティブである。このプロジェクトは、湿地の保全と管理に以下のような好影響をもたらした：
- MPNRにおけるIoT技術を通じて、生息地、水文学、植生管理の有効性と効率を高める。
- 水位や水質などの環境パラメータを24時間365日提供し、傾向分析を可能にして、特に湿地に依存する鳥類の長期的な保護をサポートする。
- リアルタイムの環境パラメータを収集し、異常を検知することで、迅速な対応と緩和を保証する。
- 手作業によるデータ収集や対象を絞らないパトロールからリソースを転換し、脅威の理解と対処に効率的に集中する。
- 協力とコミュニケーションを通じて、MPNR 内とその戦略的利害関係者間の技術革新と管理能力を高める。
- 国民の意識を高め、革新と技術（I&T）の観点からラムサール条約登録地と湿地の重要性に対する 湿地コミュニティの理解を強化する。
- 湿地保全における利害関係者の協力を一般市民に示すこと。
- 香港政府による北方大都市開発戦略の下で提案された湿地保全公園を管理する上で、香港のスマートシティ・ブループリント（ブループリント2.0）と整合させながら、将来の参考や再現のための生きた事例を確立すること。
受益者
- MPNRと同様の環境設定で働く湿地実務者。
- システムから高水位アラート通知を受け取ることで恩恵を受ける地元の村民。
- 日々の水文学と植生管理を担当するMPNRのスタッフ。
さらに、ソリューションの拡張性について説明してください。他の地域やエコシステムに複製または拡大できますか？
概念実証として、このプロジェクトはシステムの機能性を検証し、将来の大規模展開の基盤を確立した。このプロジェクトは、東アジア-オーストラリア・フライウェイ沿いの湿地帯の参考事例となるもので、沿岸の自然湿地帯は以前は池に転換されていたが、現在は水鳥にとって不可欠なねぐら、餌場、越冬地を提供するために復元されている。
このプロジェクトでは、センサーは主にモニタリング目的で使用された。しかし、IoTの可能性は受動的なセンシングをはるかに超え、検出された刺激に動的に反応する能動的なエフェクターとして機能することができる。この変革能力は、環境管理戦略を大幅に強化する。例えば、自動制御を備えたスマート水門は、水位センサーが水位が所定の閾値を超えたことを検知すると開くようにプログラムすることができ、余分な水を流出させて洪水の可能性を防ぐことができる。このような応答性の高いシステムは、異常気象に伴うリスクを軽減するだけでなく、水資源管理も最適化する。リアルタイムの介入を統合することで、IoTは環境モニタリングと管理へのより積極的なアプローチを可能にし、より強靭な生態系を育む。
モニタリングと生息地管理だけでなく、IoT技術は湿地管理にも、来訪者管理、コミュニティ参加、意識向上（CEPA）、監視など、さらなる利点を提供する。このプロジェクトにおけるIoTアーキテクチャの開発と実装で得られた経験は、湿地の保全と管理におけるより広範な応用のための強力な基盤となり、より効率的で効果的な環境スチュワードシップへの道を開く。
グローバル生物多様性フレームワーク（GBF）
GBF目標1：生物多様性の損失を削減するための全地域の計画と管理
GBF目標2：劣化した生態系の30％を回復させる
GBF目標3 - 土地、水域、海の30％を保全する
GBF目標9「野生種を持続可能な形で管理し、人々に利益をもたらす
持続可能な開発目標
SDG1 - 貧困のない世界
SDG3 - 良好な健康と福祉
SDG11「持続可能な都市とコミュニティ
SDG13 - 気候変動対策
SDG 15 - 陸上での生活
ストーリー
湿地保全が直面する課題を特定し、最新のIoTの進歩を調査した後、マイ・ポーで活動する湿地保全家グループがプロジェクトを開始し、設計した。プロジェクトは、湿地管理およびイノベーション＆テクノロジーに関する資金、専門的・技術的支援を提供した複数の政府部門を含む、多様なステークホルダーと共同で作成された。マイポー管理委員会からの助言を含め、他のチームメンバーや専門家の貢献もあり、プロジェクトチームはこのイニシアチブを成功させた。得られた知識と経験は、国内外の他の湿地管理者と共有され、より広範な保全活動が促進されました。
このプロジェクトは、MPNRにおけるIoTモニタリングシステムの現場での性能と、水文学と植生管理の両方におけるその促進を評価することに重点を置いた。 IoTアプリケーションは、現場での計画的管理を効果的にサポートした。システムを通じて収集したデータを分析することで、チームは水鳥にとって最適な水位を評価し、水交換頻度を決定し、バッファローのエリア利用を監視することができた。これらの洞察は、管理、調査、モニタリングの各活動において、現場作業員と管理者の双方に有益であった。
概念実証として、このトライアルはシステムの機能を検証し、将来の大規模展開の基礎を築き、北都開発戦略の湿地保全公園の参考事例となった。IoTの統合により、湿地保全の管理モデルを育成しながら、田舎の資源をより効果的に監視し、保全することができる。