淺析森林經(jīng)營中的智慧林草系統(tǒng)建設(shè)

張倩倩

摘 要：智慧林草系統(tǒng)建設(shè)作為森林經(jīng)營建設(shè)中的重要組成部分，為林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。該文分析了智慧林草系統(tǒng)建設(shè)的目的和意義，闡述了智慧林草系統(tǒng)建設(shè)的主要模塊，并提出了建設(shè)智慧平臺系統(tǒng)的對策建議，為實(shí)現(xiàn)森林高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：國土綠化;林業(yè);智能化;可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號 F326 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）15-0076-03

21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，建立信息化林木良種產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮良種增產(chǎn)、增效功能，提高林木良種產(chǎn)業(yè)的綜合生產(chǎn)力和經(jīng)營管理效率，提升信息化水平，加快林木良種產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)步伐，對于全面實(shí)現(xiàn)林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。智慧林草系統(tǒng)是充分利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，通過感知化、物聯(lián)化、智能化的手段，形成林業(yè)立體感知、管理協(xié)同高效、生態(tài)價(jià)值凸顯、服務(wù)內(nèi)外一體的林業(yè)發(fā)展新模式。其本質(zhì)是以人為本，不斷提高生態(tài)林業(yè)和民生林業(yè)的發(fā)展水平。

1 智慧林草系統(tǒng)建設(shè)的目的

智慧林草系統(tǒng)平臺是全面落實(shí)營造林各項(xiàng)責(zé)任和建設(shè)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)造林成果評價(jià)考核和動(dòng)態(tài)管理的重要支撐和基礎(chǔ)保障，涉及“造、管、用”的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括智慧營造林監(jiān)管系統(tǒng)、森林火災(zāi)智能監(jiān)測平臺及森林病蟲害綜合防治系統(tǒng)，是河北省智慧林草系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分。通過智慧營造林監(jiān)管平臺建設(shè)，達(dá)到造林地與樹種選擇量化、造林地塊與成效監(jiān)測全覆蓋、補(bǔ)植決策智能化、森林火災(zāi)預(yù)測預(yù)警智能化、森林病蟲害防治精準(zhǔn)化、管護(hù)常態(tài)化等方面的目標(biāo)。

智慧林草系統(tǒng)建設(shè)的主要目標(biāo)為：（1）基礎(chǔ)設(shè)施方面：建成智慧林草系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心與基礎(chǔ)服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)省市縣三級網(wǎng)絡(luò)互通，為智慧林草系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)施支撐。（2）數(shù)據(jù)建設(shè)方面：建成全省林業(yè)資源一張圖，建設(shè)林業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、林業(yè)專題數(shù)據(jù)、林業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及林業(yè)信息產(chǎn)品庫等各類數(shù)據(jù)的綜合數(shù)據(jù)中心，為全省林業(yè)資源管理應(yīng)用構(gòu)建基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)環(huán)境。建成林業(yè)資源各類相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、整理、更新、管理維護(hù)、共享和應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范。（3）支撐平臺方面：基于林業(yè)資源數(shù)據(jù)中心，建成全省林業(yè)資源應(yīng)用的省市縣三級應(yīng)用體系，將業(yè)務(wù)應(yīng)用逐步統(tǒng)一到平臺上，進(jìn)而形成全省林業(yè)草原系統(tǒng)業(yè)務(wù)協(xié)同的電子政務(wù)平臺。（4）業(yè)務(wù)應(yīng)用方面：按照智慧林草系統(tǒng)建設(shè)要求，建設(shè)森林草原資源管理信息系統(tǒng)、重點(diǎn)工程綜合管理信息系統(tǒng)、森林草原災(zāi)害應(yīng)急指揮系統(tǒng)、濕地資源管理信息系統(tǒng)和沙化荒漠化資源管理信息系統(tǒng)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)管理信息系統(tǒng)等綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

2 智慧化林草示范點(diǎn)建設(shè)現(xiàn)狀

以河北省為例，智慧林草示范點(diǎn)有2個(gè)，分別為河北省洪崖山國有林場管理局智慧林草全周期示范點(diǎn)和威縣林木良種繁育基地現(xiàn)代化種苗經(jīng)營管理示范點(diǎn)。

2.1 國有林場智慧林草示范點(diǎn)建設(shè)現(xiàn)狀 河北省洪崖山國有林場管理局智慧林草的核心業(yè)務(wù)工作主要有以下2項(xiàng)：一是林區(qū)森林資源培育與管護(hù)工作;二是優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種種質(zhì)資源和天然林遺傳資源的收集、保存和保護(hù)工作及優(yōu)良林木品種選育技術(shù)方法的研究和林木良種的選育、中間試驗(yàn)、示范、推廣工作。截至目前，已經(jīng)累計(jì)投入200萬元，累計(jì)新采購計(jì)算機(jī)36臺，機(jī)關(guān)及各直屬單位辦公人員基本每人1臺計(jì)算機(jī)，各類打印機(jī)18臺。在林區(qū)的主要關(guān)口建設(shè)防火瞭望塔2座，內(nèi)設(shè)360°旋轉(zhuǎn)攝像頭，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸防火網(wǎng)絡(luò)平臺，可在護(hù)林點(diǎn)、直屬單位及局值班室實(shí)時(shí)查看，即可全面掌握林區(qū)基本情況，組建林管局防火指揮部，完善信息化森防指揮系統(tǒng)。自2017年開始自主研發(fā)苗圃智能化信息管理軟件，目前該軟件已經(jīng)進(jìn)入試運(yùn)行階段，效果良好。該軟件實(shí)現(xiàn)了對苗圃資源管理、現(xiàn)存種類規(guī)格數(shù)量分布狀況、歷史銷售情況等的全方位動(dòng)態(tài)管理，可以實(shí)時(shí)查閱相關(guān)信息，對苗圃的精細(xì)化管理具有重要的指導(dǎo)意義。近些年來，建設(shè)內(nèi)部防火網(wǎng)絡(luò)平臺，相關(guān)防火信息統(tǒng)一匯總到網(wǎng)絡(luò)平臺，并連接相關(guān)人員手機(jī)號碼，有特殊情況的可第一時(shí)間通知到各相關(guān)人員。終端采集系統(tǒng)主要包括以下2個(gè)方面：一是瞭望塔的監(jiān)控系統(tǒng)，360°無死角攝像頭實(shí)時(shí)采集上傳平臺;二是護(hù)林員巡山手持的GPS定位手機(jī)。除了兼有手機(jī)、對講機(jī)功能外，還可以將巡查過程中遇到的特殊情況由GPS定位功能直接將火情位置和相關(guān)照片上傳平臺。

2.2 林木良種繁育基地現(xiàn)代化種苗經(jīng)營管理示范點(diǎn)現(xiàn)狀 基地具有單位機(jī)房，購置了電腦、打印機(jī)、掃描儀、云存儲等信息化設(shè)備，能夠?yàn)槿芷谑痉短峁┏渥愕挠布危瑫r(shí)基地具有完善穩(wěn)定的外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境，目前分別采用北京林業(yè)大學(xué)智慧林業(yè)檢測平臺和佳多農(nóng)林物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，具有農(nóng)林小氣候信息采集（可監(jiān)測風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨量、土壤溫濕度等常規(guī)氣象要素），蟲情信息自動(dòng)采集系統(tǒng)、影像采集系統(tǒng)、標(biāo)本采集制作保存設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、加工、存儲和分析應(yīng)用體系和莖體液流傳感器，能夠?qū)θ繑?shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)采集和智慧化應(yīng)用。系統(tǒng)還可以對農(nóng)林害蟲完成自動(dòng)誘、殺處理，避免測報(bào)職業(yè)飽受毒藥危害，保護(hù)了環(huán)境;運(yùn)用無線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)半徑10km內(nèi)可以根據(jù)不同作物分別建立標(biāo)靶蟲情信息采集點(diǎn)，從而大大提高了測報(bào)準(zhǔn)確度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)農(nóng)林業(yè)野外實(shí)時(shí)蟲情自動(dòng)成像、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸;利用蟲情測報(bào)自動(dòng)采集系統(tǒng)，掌握昆蟲活動(dòng)時(shí)間、活動(dòng)種類和天敵數(shù)量，指導(dǎo)是否需要人工防控來平衡靶標(biāo)植物生物鏈的效果;利用蟲情測報(bào)自動(dòng)采集系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌控、監(jiān)測靶標(biāo)植物危害狀態(tài)。這些信息化應(yīng)用為基地管理者及時(shí)進(jìn)行澆水和害蟲防控等管理措施提供了決策依據(jù)。

3 智慧林草系統(tǒng)建設(shè)模塊分析

智慧林草系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)與建設(shè)智慧林草系統(tǒng)總體平臺，搭建營造林監(jiān)管子系統(tǒng)，搭建森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警子系統(tǒng)，搭建林業(yè)有害生物防控子系統(tǒng)等4個(gè)方面。

3.1 建設(shè)智慧林草系統(tǒng)總體平臺

3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺方案 包括不同層級、相關(guān)部門、各類專業(yè)、綜合營造林全業(yè)務(wù)流程的需求分析，系統(tǒng)明晰數(shù)據(jù)采集、傳輸、融合評價(jià)的信息流向，形成跨層級、跨縣域、跨部門、跨業(yè)務(wù)的一站式管理平臺設(shè)計(jì)方案。

3.1.2 開發(fā)業(yè)務(wù)、管理、評價(jià)功能模塊 采取互聯(lián)網(wǎng)+應(yīng)用的服務(wù)模式，按照創(chuàng)新業(yè)務(wù)、提升管理、優(yōu)化決策的目標(biāo)要求，開發(fā)包括業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘、考核評價(jià)等相互貫通與協(xié)同的各類功能模塊。

3.1.3 加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施和安全保障建設(shè) 包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)、機(jī)房擴(kuò)建、數(shù)據(jù)處理環(huán)境構(gòu)建、運(yùn)行維護(hù)管理及安全技術(shù)保障等建設(shè)內(nèi)容。

3.2 搭建營造林監(jiān)管子系統(tǒng) 梳理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流向，明晰業(yè)務(wù)、管理、評價(jià)、決策關(guān)系，確定各類服務(wù)節(jié)點(diǎn)拓?fù)錁?gòu)架，基于全省林業(yè)數(shù)據(jù)中心，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、可視化呈現(xiàn)等先進(jìn)技術(shù)，建立覆蓋省市縣級營造林規(guī)劃計(jì)劃、作業(yè)設(shè)計(jì)、進(jìn)度控制、實(shí)施效果及統(tǒng)計(jì)上報(bào)等環(huán)節(jié)的一體化管理的智慧營造林管理系統(tǒng);綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)，建立從苗圃到造林地，從種苗到林木，從造林作業(yè)到負(fù)責(zé)人的全流程信息數(shù)據(jù)庫，為造林綠化工程質(zhì)量核查、造林綠化成果分析及決策提供依據(jù)。

3.3 搭建森林草原火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警子系統(tǒng) 結(jié)合林長制，針對重點(diǎn)防火林區(qū)、管護(hù)人員不易走到的地方以及與周圍游客、群眾接觸較為密切、缺乏通信基本設(shè)施的林區(qū)，構(gòu)建基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和紅外視頻監(jiān)測的林火智能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)將有關(guān)的林火信息有機(jī)地管理起來，并隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，從而直觀形象地表現(xiàn)出來，做到預(yù)防為主，決策得力，撲救有效。實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控林區(qū)內(nèi)的林火情況、氣象情況，做到林火實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。建立一個(gè)科學(xué)的、有效的、綜合效益最佳的森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警平臺，引入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)森林防火應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)與移動(dòng)終端系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息的雙向互動(dòng)，利用視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)火情，做到信息實(shí)時(shí)傳遞并準(zhǔn)確反應(yīng)森林火災(zāi)現(xiàn)狀，快速發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)并及時(shí)撲滅火災(zāi)，使森林火災(zāi)管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化、智能化。森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警平臺能夠輔助林業(yè)管理部門提高管理效率、應(yīng)變能力和綜合管理水平，以適應(yīng)全省林業(yè)跨越式發(fā)展;提高森林防火信息的可靠性、預(yù)見性和準(zhǔn)確性，使森林火災(zāi)信息管理工作躍上新臺階。

3.4 搭建林業(yè)有害生物防控子系統(tǒng) 通過對無人機(jī)影像中提取出的病害木、變色木，結(jié)合林長巡護(hù)建立危害木的空間分布信息數(shù)據(jù)庫，綜合監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的樹種、地形、坡度、坡向以及歷史氣象與病蟲害分布數(shù)據(jù)等資料，建立林業(yè)有害生物防控大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測服務(wù)平臺，為林業(yè)有害生物的防治與快速處置，提供省-地互通的林業(yè)有害生物防控工作環(huán)境，為“綠色河北攻堅(jiān)工程”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力保障。以林長制巡查、巡防為主要切入點(diǎn)，建立一套即時(shí)發(fā)現(xiàn)即時(shí)上報(bào)，即時(shí)上報(bào)即時(shí)預(yù)警，即時(shí)預(yù)警即時(shí)處理的信息化電子管理平臺，旨在將及時(shí)森林病蟲害消滅于萌芽狀態(tài)。彌補(bǔ)行業(yè)傳統(tǒng)上重營造輕管護(hù)的業(yè)務(wù)盲點(diǎn)，在本次智慧營造林規(guī)劃中同時(shí)構(gòu)建集毀林、盜伐等林業(yè)案件與經(jīng)營撫育為一體的多業(yè)務(wù)智能管護(hù)模式，通過集成地理信息系統(tǒng)、北斗定位系統(tǒng)、4G網(wǎng)絡(luò)與多媒體采集技術(shù)，結(jié)合智能終端，構(gòu)建互聯(lián)互通的生態(tài)巡護(hù)終端，動(dòng)態(tài)采集造林地狀況。

4 智慧化平臺系統(tǒng)建設(shè)對策

4.1 加強(qiáng)信息化建設(shè) 通過加強(qiáng)與國家通信運(yùn)營商的合作，積極推進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)林區(qū)信號全覆蓋。根據(jù)業(yè)務(wù)需求和使用各種智能終端、自動(dòng)化裝備等，提高信息采集水平。通過信息資源整合和開發(fā)利用，建立信息資源數(shù)據(jù)庫。

4.2 提高林管局的信息化管理水平 建立森林資源管理信息管理系統(tǒng)，并繼續(xù)推進(jìn)網(wǎng)站建設(shè)和網(wǎng)上辦公系統(tǒng)建設(shè)。建立以管局為總門戶網(wǎng)站，各直屬林場為子站的網(wǎng)站群系統(tǒng)，并不斷優(yōu)化頁面，發(fā)揮網(wǎng)站的宣傳作用。

4.3 推進(jìn)信息化技術(shù)應(yīng)用 將新一代信息技術(shù)應(yīng)用于林火監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報(bào)及應(yīng)急防控方面，加快林業(yè)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及應(yīng)急防控體系建設(shè)。推進(jìn)智慧苗圃軟件后續(xù)開發(fā)，提高苗圃管理水平。

4.4 開展森林有害生物自動(dòng)化監(jiān)測 蟲情信息自動(dòng)采集傳輸設(shè)備高效主要集中在監(jiān)測預(yù)報(bào)的“準(zhǔn)”“綠”“統(tǒng)”等方面。“準(zhǔn)”就是監(jiān)測預(yù)報(bào)要準(zhǔn)，準(zhǔn)確做好農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預(yù)警，掌握最佳防治時(shí)期，提高防效，減少防治次數(shù)。“綠”則是防治技術(shù)要綠色環(huán)保，蟲情信息自動(dòng)采集傳輸設(shè)備的應(yīng)用，有助于大力推廣林木病蟲害綠色防控技術(shù)，減少化學(xué)農(nóng)藥用量，掀起綠色防控?zé)岢薄！敖y(tǒng)”就是要在防治形式上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)，在防控突發(fā)性、暴發(fā)性重大病蟲害時(shí)，蟲情信息自動(dòng)采集傳輸設(shè)備快速、高效的優(yōu)勢尤為突出。更是進(jìn)一步提高了基地蟲情監(jiān)測的技術(shù)水平，準(zhǔn)確把握住防控時(shí)機(jī)和防治時(shí)間，做到防治節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確，防控有效，明顯提高蟲害的防控效果。在加大防控統(tǒng)籌，蟲情信息自動(dòng)采集傳輸設(shè)備這種先進(jìn)的管理技術(shù)方面也發(fā)揮了重要作用，推動(dòng)了現(xiàn)代林業(yè)信息化發(fā)展。

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（責(zé)編：張宏民）