信息技術在江蘇林業發展中的應用

王鑫鈺/南京林業大學信息科學技術學院

姜華玨/江蘇省農業科學院

林業是造就綠水青山的主要資源和重要來源，在林業發達的江蘇，森林面積有156萬公頃，林木覆蓋率22.9%，林業總產值達5000多億元。在電子信息時代，江蘇林業發展和資源利用離不開信息技術，定位系統、監控平臺、共享平臺、數據監測等給傳統的林業生產、經營和管理提供更多更精準快捷科學的技術方案，助力林業產業發展和鄉村宜居宜業。

森林資源科學利用和保護

長期以來，森林資源管理存在著不少問題，資源現狀的消長動態變化不易準確掌握，大量林業數據缺乏更新，現有數據的利用率偏低，無法資源共享。衛星遙感、地理信息、衛星定位等技術出現為森林資源提供海量高精度影像數據，結合通用數據庫技術增強了對森林資源數據的處理與管理能力。基于網絡的開發更方便地使森林資源數據在全球范圍內相互傳輸、交流、訪問和共享，數據挖掘技術更具有針對性，可使用戶高效獲得所需材料和相關信息。通過網絡使所有林業單位實現信息共享，將數據存量合理利用，開發新的獲取數據和挖掘數據的能力，高效利用并落實信息資源，形成信息資源的良性循環利用。這些技術可以應用于林地、土壤、氣候、水等方面，服務于林業資源科學利用和保護。在江蘇，如進行全省林地“一張圖”基礎數據庫建設等。濕地保護方面，利用信息技術可以加強濕地資源利用行為監管，實時監測4000多萬畝濕地，實行濕地名錄管理和勘界立標。可以優先用于長江、太湖等重點區域退化濕地生態修復及濕地監測體系建設，以濕地公園、自然保護區為依托開展數字或遠程自然學校建設，開展濕地保護宣傳教育。森林覆蓋率和林木覆蓋率、公益林區劃定、林木采伐控制等監測和督查、野生動植物資源保護，如珍稀瀕危野生動植物種群動態變化監測和推進極小種群保護，更加需要信息技術服務。

森林火災實時監控和預防

信息技術在火災實時監控和預防方面取得實質成效。火災前的標志性特征是煙霧，探測煙霧可以有效防范火災。近年來，通過計算機視覺技術，應用視頻圖像識別和檢測技術，基于卷積神經網絡，對林火煙霧進行處理，分預處理、候選區提取、特征提取、檢測識別四步。可選用GMM（高斯混合模型法）和 HIS顏色空間，對煙霧運動和顏色特征進行提取。2014年，嘗試使用區域卷積神經網絡用來目標檢測取得較好效果，后來進行了改進，提高對疑似煙霧區域動態特征分類識別，達到系統的森林火災預報功能。實現視頻實時瀏覽、煙霧識別、火災預警、火場信息采集等功能。另一方面，建立關于促使火災形成的相關模型，采用軟硬件結合的方式傳感器采集信息，在主控模塊處進行信息處理，通過通信模塊發送到平臺，同時通過通信模塊接收平臺下發的命令產生響應，達到預報警的效果。

火災控制，預防為先，如果早期可以預警，火災的發生就可以得到控制。目前森林火災預警過程存在工作量大，效率不高等問題，如衛星傳感器受環境影響，遙感監測實時性和準確性會有偏差。信息技術對預防森林火災提供一種高效手段，可以實現災前預警、災情監控、災后評估，加上我國無人機監測系統的發展，智能巡護系統日漸完善，可有效預防森林火災的發生。當然，人為預防也是必不可少的，要提高森林保護意識，實現森林火災發生率不斷下降。

森林病蟲害預測預報和防治

江蘇林業主要有美國白蛾、舟蛾、草履蚧、桑天牛等楊樹枝干害蟲危害較重，并在局部地區造成成片林死亡。黑翅土白蟻、重陽木錦斑蛾、櫟掌舟蛾等次要害蟲種群上升趨勢明顯，危害有所加重。以蘇北地區楊樹為例，種植面積達1226.8萬畝，蓄積量6239.1萬立方米，楊木加工產值超過1000億元，關聯加工企業達6000多家。楊樹占蘇北地區林業建設骨干樹種的90%以上，且大多區域又基本以1～2個楊樹無性系為主，樹種和主栽品種單一易導致森林生態結構失衡，大面積病蟲害頻發，生態風險加劇。2013年楊樹食葉害蟲在省內大面積爆發，災情持續近4個月，危害面積240萬畝次，成災面積達120萬畝次。受病蟲大面積為害的楊樹樹勢衰弱，生長量銳減。所以完善林業有害生物監測預警、檢疫御災、防治減災和服務保障體系建設日益重要。推進監測預警智能化、檢疫御災信息化、防治減災社會化、應急救災機動化，提高林業有害生物防控能力，信息技術將發揮越來越重要作用。

系統應用組件式開發技術，實現檢測區域基礎地理數據加載和操作，實時統計和更新地理數據，能夠完成數據加載的基本操作。對于個別特殊案例，野外病蟲害的發生都能做好數據統計，導入本地數據庫，保留過往歷史數據，借助各種條件即時查詢相關數據。根據所獲取數據庫，建立相關預報模型，預測病蟲害的發生時間和發生數量，做好預防工作。建立相關病蟲害知識庫，記錄每種病蟲害相關特征和應對策略，方便查詢，并有效而及時評估病蟲害帶來的危險程度。目前森林病蟲防治信息系統軟件已經在全國進入推廣使用階段，及時準確上傳相關病蟲害發生和預防情況已成為國家級病蟲害中心預報點的調查數據來源。利用GIS信息系統，將森林病蟲害發生防治信息和國家級中心測報點調查數據集中統計到全國森林病蟲害防治信息系統，保證數據正確性，可提高數據的利用率和相關部門工作效率，以便進行病蟲害問題綜合分析與防治。

林業信息化科學管理

林業發展需要全面協調可持續,包括森林生長發育與適應環境條件之間、森林培育與木材采伐被利用之間、各種林副產品資源與林產品生產之間的協調發展。解決矛盾，權衡利弊,處理相互關系需要處理大量復雜的資料和數據。決策者通過管理信息系統能夠及時掌握林業基礎數據動態變化和發展趨勢,利用專家咨詢模型，對相關問題進行遠期預測和效益評估,突破傳統決策局限性,提高林業決策科學性，改善林業管理。對林業生態進行有效的信息化處理，有利于綜合性信息收集，加強對林業管理，有效提高對林業知識的共享。新一代辦公自動化技術廣泛應用給林業信息管理提供了機會，通過虛擬現實與數據庫技術，可以實現數字和林業的整合發展，形成“數字林業”。

信息技術在林業上的應用越來越廣泛，需要建設林業生態信息化工程實現從產業體系、技術體系、系統結構以及延伸的在信息服務目標約束下的信息標準、數據結構、技術規程以及信息設備的配備。加強林業生態工程信息化建設要以現有林業生態工程建設改造來滿足人類、社會、環境以及產業發展需要，研究林業生態工程信息需求時間性、空間性、實踐性、綜合性等基本特征，運用各類信息技術，建設鄉村宜居宜業的生態工程；建立林業信息化人才隊伍建設，保障信息化工程的實現。□