淺析智慧化園林發(fā)展

趙怡康 ，劉 紅 ，景 淼 ，李大威

（1.山東省林業(yè)信息中心，山東濟南250014；2.山東省林木種苗和花卉站，山東濟南250014；3.遼寧省林業(yè)調查規(guī)劃院，遼寧沈陽110122）

1 現(xiàn)代園林發(fā)展背景

從中國的遠古時代，人類就有逐水而居、逐水而遷的生活習慣，孔子云“智者樂水、仁者樂山”，這集中體現(xiàn)了中國人的“天人合一”的哲學觀點，這高度總結了中國古代審美文化，也從中潛移默化的影響了中國園林的發(fā)展理念。

面對信息化迅猛發(fā)展下的當今社會，“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智慧化”充斥著我們的生活，只要我們動動手指就能切實感受到大數(shù)據(jù)、云計算技術等所帶給我們的直觀體驗，那么當“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智慧化”聯(lián)姻傳統(tǒng)園林建設，會擦出什么樣的火花呢？

未來，當我們散步于城市綠地時，您可能會根據(jù)位置追蹤收到這樣一條推送的信息“公園的草坪正在進行藥物噴灑，請大家不要入內”；對于喜好旅游的市民來說可以根據(jù)定位的位置找到最想看的花和樹的品種的公園；當我們拿出手機通過APP軟件就可以輕松的追蹤到古樹的二維碼，透過掃碼，得知該樹的名字、樹齡、屬種、常見于哪些地區(qū)及樣貌；當我們身邊的樹木和花草遭遇病蟲害時，我們可以像騎共享單車一樣實現(xiàn)輕松的報修，幫助管理者拍送實時蟲害記錄。

作為“智慧城市”的一部分，“智慧園林”的發(fā)展將會給普通市民的生活帶來更加豐富與便捷的體驗。

錢學森先生曾指出“大成智慧學”將是“科技-經(jīng)濟-社會-環(huán)境”日漸協(xié)調發(fā)展的一門科學技術。當今時代，如何衡量一個國家的現(xiàn)代化水平,是一個多方位發(fā)展協(xié)調的衡量，不僅限于原有的經(jīng)濟與科技發(fā)展，還具體體現(xiàn)在社會、教育、環(huán)境、文化、生態(tài)等多方面。隨著創(chuàng)新2.0時代的發(fā)展，如今再來審視錢學森先生的智慧學理論，就更能充分的理解如何創(chuàng)新城市發(fā)展，協(xié)調復雜系統(tǒng)與問題的解決辦法。

2 “智慧園林”的表現(xiàn)形式與主體目標

“智慧園林”的建設平臺是通過直觀的“一張圖”形式有效實現(xiàn)園林數(shù)據(jù)的全自動化管理，既可以滿足當前科技發(fā)展潮流的需要又方便了園林綠化的總體管控。

我們通過“智慧園林”的建設可以有效的了解目前各片區(qū)植物的生長狀況、園林種類，同時，我們可以根據(jù)傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息和經(jīng)過模型構造后的框架準確提醒管理者什么時候可以進行灌溉和施肥的處理，以及面臨管理者的植被搭配問題，可以通過模擬化的虛擬建設提供可行方案便于實施，對于應對城市化統(tǒng)計需求，我們可以通過系統(tǒng)測算準確給出植被用水量等詳細數(shù)據(jù)，以及植被面臨病蟲害或者極端氣候的應急預警措施。

3 “智慧園林”的建設構想

3.1 “智慧園林”的總體構架

整體的信息集成分為兩大部分，一是業(yè)務系統(tǒng)，分別由監(jiān)測數(shù)據(jù)庫和業(yè)務數(shù)據(jù)庫為其提供數(shù)據(jù)支撐；一是共享平臺，通過平臺的輸入輸出實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)的實時共享。

3.2 “智慧園林”的系統(tǒng)功能

智慧灌溉控制：通過傳感器傳回的土壤情況與具體參數(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)的集中存儲與智能化分析，根據(jù)比對土壤情況、植被需求等參數(shù)，一方面可實現(xiàn)管理者與用戶的高清觀察，另一方面可實現(xiàn)管理者的智能管控，實現(xiàn)全程自動化灌溉、施肥等功能。

智慧資源管理：智慧化的管理方式可以實現(xiàn)每個植株的位置，記錄其生長屬性，可以有效的統(tǒng)計每種植物消耗的資源，進行精細化的管理，這同時方便了管理者的二類調查，可有效實現(xiàn)隨時讀取綠地資源存量的目的，同時其更高效、更準確，可實現(xiàn)空間的疊加運算，運用相關的GIS軟件，同時可是實現(xiàn)“一張圖”模式的管理。

園林專家服務：通過系統(tǒng)化搭建的平臺，可實現(xiàn)遠程的交互，不論是園林管理人員或是園林各個層級的專家，又或是普通的百姓，只要在園林綠地方面遇到問題，就可以通過客戶端，完成答疑與互動，實現(xiàn)園林管理的多方位化。

3.3 “智慧園林”系統(tǒng)效果

一是通過智慧化的管理，將粗放變?yōu)榫殻晒?jié)約成本與資源，調動高效率的工作，對植物的養(yǎng)護具有積極的作用。根據(jù)相關數(shù)據(jù)表明，只是進行保守估計，現(xiàn)在的智慧化管理可以有效節(jié)水20%，同時，通過自動的噴灌技術，可以實現(xiàn)最有效、最及時的控制土壤的水分與控制相對環(huán)境的濕度，植物在良好的控制下可以達到最優(yōu)的生長。

二是通過系統(tǒng)的構建，充實了原有的理論基礎，使得原有的園林相關數(shù)據(jù)更加完善，起到了數(shù)據(jù)與構架相互交融相互支撐的作用，為園林事業(yè)的總體發(fā)展提供了更好的技術支撐。

三是起到提早預防作用：通過可視化的服務，可有效提前病蟲害的發(fā)現(xiàn)頻率，從而提早預防病蟲害發(fā)生，減少費用的花費。據(jù)資料表明，廈門市通過建立綠色植物動態(tài)化的跟蹤平臺，綜合利用了GPS、FRID技術，實現(xiàn)了當有人發(fā)現(xiàn)植被受到病蟲害侵蝕時，以最快的時間趕到事發(fā)現(xiàn)場，同時可以根據(jù)系統(tǒng)測算或者平臺專家?guī)焯峁┑闹笖?shù)進行用藥噴灑。

3.4 智慧園林的各層面分析

圖1 智慧園林的各層級與構架

3.4.1 傳感層

借助于需要監(jiān)測的每個終端佩戴的傳感器，這樣每一株植物都有一張自己的身份ID，可感知監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)參數(shù)，從而提供大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)支撐，在“智慧園林”方面可以感知風力、溫度、土壤、水質、蟲害情況，從而傳回信息，管理者可以通過實時信息實現(xiàn)智能管理與控制。

傳感層主要包含的設備是傳感器、噴灌控制器、遠程供電設備等。

傳感器主要是通過攝像頭采集信息，通過風力、壓力、溫度、濕度、光照等探測器傳感進行數(shù)據(jù)返回。對于傳感器一般是安置于比較空曠的沒有遮擋物的區(qū)域，數(shù)據(jù)也較為準確。

3.4.2 網(wǎng)絡層

是一個中間介質的傳輸層，通過有線、無線傳輸方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒎掌脚_。

3.4.3 應用層

顧名思義，應用層的目的是為了實現(xiàn)系統(tǒng)的應用，具體的可以通過“智慧化”“互聯(lián)網(wǎng)+”實現(xiàn)園林綠地的信息獲取與監(jiān)測，數(shù)據(jù)查詢與運用。

基于地理信息系統(tǒng)的開放的智慧園林管理系統(tǒng)，可以對城市的園林進行綜合管理，設置分級權限，系統(tǒng)利用GIS技術與通信、遙感技術調用園林景區(qū)的地形圖、遙感影像圖、電子圖像等基礎地理數(shù)據(jù)，同時在基礎地圖上疊加園林綠化專題數(shù)據(jù)完成基于地圖的查詢，包括地名的定位、園林景點的查詢、各樹木的屬性查詢、多窗口地圖對比等功能，在地圖上顯示園林綠化各工程項目的分布圖，并以不同顏色圖例表示不同工程項目的動態(tài)情況，同時可以集中展示或查詢園林綠化管理的各項綜合信息，如新聞動態(tài)，林木的實時監(jiān)控情況，各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)的匯總與群眾的交互信息公開等。

3.5 配合系統(tǒng)應用端建設方案

建立APP，微信公眾平臺、微博等線上的互動平臺，從而能實現(xiàn)公眾的線上互動，設立公眾監(jiān)督與舉報平臺，根據(jù)古樹名木的立法，如果發(fā)現(xiàn)了古樹名木遭人破壞或者受到病蟲害侵蝕，可以及時拍照上傳至各類平臺，實現(xiàn)便捷化、全覆蓋的多方位管理，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等，對城市園林植被可以實現(xiàn)追蹤探測，取代了傳統(tǒng)化的人工巡查，可以更加方便高效。

3.6 “智慧園林”保障措施

“智慧園林”的全面開發(fā)與應用，從國家層面到省級到各市、區(qū)是一個聯(lián)動的機制，應在政策、資金、標準方面進行大力的扶持，從人才、安全等方面給予充分的幫助，建立總體標準體系，唯一端口建設，為未來智慧化的發(fā)展起到保駕護航的良好作用。

3.6.1 強化管理與運行機制

首先，各層級的業(yè)務部門應該建立相應的領導與機構，專門部署與督導智慧化園林的建設工作，形成上下聯(lián)動的順暢工作鏈，同時明確細化各部門的責任分工，為智慧化全面實施提供基礎性的作用。

3.6.2 加大資金投入力度，引導多元參與

在加大財政投入的同時，通過社會籌集、社企協(xié)作等方式，進一步拓寬資金建設力度采取有效的激勵措施，引導智慧化發(fā)展。

3.6.3 統(tǒng)一建設標準，共享信息資源

國家層面應該適時地提出智慧化建設標準與體系，規(guī)范端口建設，利于信息共享，同時出臺相應的管理辦法，對智慧化的建設提供積極的有效環(huán)境。

3.6.4 加強人才培育，增強合作交流

通過人才的激勵與引進，增加專業(yè)人才的吸收，同時對于在職人員加強培訓與知識更新，不斷利用新技術、新手段吸收與理解當今科技的便捷，同時加強各單位的相互間學習，不斷提高園林事業(yè)的信息化發(fā)展。

3.7 智慧園林面臨的風險性分析

3.7.1 技術方面

現(xiàn)如今我國已經(jīng)陸續(xù)建成了“智慧化”的研究中心，相應的人才與繼續(xù)教育工作也相繼開展，但擺在我們面前的最大的溝壑是“創(chuàng)新能力的不足”，目前我國的自主知識產權還處于發(fā)展的階段，能力尚有不足。

例如，我國目前在傳感器方面，將近90%的傳感器材需要進口，傳感的建設標準在國內也尚不明確。又比如，我國的物聯(lián)網(wǎng)建設目前只明確了通用組建標準，對于其他的建設標準還需逐步確立。

3.7.2 開發(fā)使用方面

雖然“智慧化”發(fā)展亟待解決與實現(xiàn)，但是在使用方面，單購置傳感設備而言確實存在投入高的問題，對于效果是否能夠真正實現(xiàn)如計劃所期還有待于實踐的考證。

3.7.3 國家安全方面

當前，我國對于“智慧化”的發(fā)展處于發(fā)展與借鑒的階段，自主研發(fā)的能力還有限，主要還需要進口，但是進口就存在安全保護方面的隱患，由于可能存在于設備中的竊取裝置極可能掌握我國“智慧化”的重要數(shù)據(jù)。

3.7.4 使用安全方面

“互聯(lián)網(wǎng)+”“智慧化”依托了新一代的信息技術，對于網(wǎng)絡的防護與設備冗余與災害備份的能力具有極大地優(yōu)勢，但是一旦出現(xiàn)入侵的網(wǎng)絡攻擊，因為云計算的開放性，反而會對系統(tǒng)造成更大更廣泛的災難，對于智慧化發(fā)展造成了極大的挑戰(zhàn)。

3.7.5 人才組織方面

“智慧化”的發(fā)展需要專業(yè)化的人才引進，但當前園林工作者大都是園林專業(yè)的技術職工，對于信息化與“互聯(lián)網(wǎng)+”等新科技的發(fā)展敏感性尚不足，因此對于系統(tǒng)整體上線或者實施階段的操作存在一定的風險。

4 結束語

“綠水青山就是金山銀山”是中國未來發(fā)展的積淀，是我們留給世世代代的寶貴財富，鋼筋水泥的城市在未來如何實現(xiàn)天空更藍，大地飄綠，人們生活的更加自然與舒適是園林工作者的工作目標，借助科技的力量是實現(xiàn)該目標的有效保證，雖然我們在總體層面的設計還存在缺陷，雖然我們的技術還有待于提高，但是這樣的發(fā)展模式是未來的趨勢。