智慧林業(yè)在基層林業(yè)管理中的應(yīng)用策略

摘 要 智慧林業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能和地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源的全面感知和高效管理。為找到適合基層林業(yè)管理的智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用模式和推廣策略，介紹智慧林業(yè)在基層林業(yè)管理中的具體應(yīng)用，包括森林資源監(jiān)測(cè)與管理、森林病蟲害防治、森林經(jīng)營(yíng)與規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)，分析智慧林業(yè)應(yīng)用中面臨的技術(shù)與設(shè)備成本、數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)、技術(shù)人才等方面的挑戰(zhàn)，并提出降低技術(shù)與設(shè)備成本、強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)、培養(yǎng)和引進(jìn)技術(shù)人才等相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞 智慧林業(yè)；人工智能；生態(tài)保護(hù)

中圖分類號(hào)：S-1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.058

智慧林業(yè)是指運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源的全面感知、科學(xué)管理和高效利用。隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)林業(yè)管理方式面臨數(shù)據(jù)獲取不及時(shí)、管理效率低、決策支持不足等問(wèn)題。智慧林業(yè)通過(guò)整合先進(jìn)的技術(shù)手段，提供實(shí)時(shí)的森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)的管理決策支持，成為現(xiàn)代林業(yè)管理的重要趨勢(shì)。筆者旨在探討智慧林業(yè)在基層林業(yè)管理中的具體應(yīng)用策略，分析其在提高林業(yè)管理效率和效能方面的實(shí)際效果，總結(jié)適合基層林業(yè)管理的應(yīng)用模式和推廣策略。

1 智慧林業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧林業(yè)中起關(guān)鍵作用，通過(guò)部署在森林中的各類傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這些傳感器可以檢測(cè)溫度、濕度、土壤含水量、空氣質(zhì)量等多種環(huán)境參數(shù)，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒牍芾硐到y(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使得林業(yè)管理者可以實(shí)時(shí)獲取森林狀況信息，從而及時(shí)采取相應(yīng)的管理措施。例如，通過(guò)對(duì)溫濕度的監(jiān)測(cè)，預(yù)警森林火災(zāi)的發(fā)生，及早采取滅火措施，減少火災(zāi)損失[1]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)流程如圖1所示。

1.2 大數(shù)據(jù)與云計(jì)算

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其他數(shù)據(jù)采集手段，林業(yè)部門可以獲取大量的森林?jǐn)?shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、樹木生長(zhǎng)數(shù)據(jù)等。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)@些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和分析，提取有價(jià)值的信息和規(guī)律。云計(jì)算技術(shù)則提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源，使得大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜模型計(jì)算成為可能。借助云計(jì)算，林業(yè)管理者可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)和處理數(shù)據(jù)，提升工作效率。大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)流程如圖2所示。

1.3 人工智能

人工智能技術(shù)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在森林資源管理和決策支持方面。人工智能通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，可以對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律和趨勢(shì)。例如，通過(guò)分析遙感圖像和實(shí)地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，人工智能可以識(shí)別森林中的不同樹種、評(píng)估樹木的健康狀況，并預(yù)測(cè)病蟲害的發(fā)生[2]。此外，人工智能技術(shù)可以用于森林火災(zāi)的預(yù)警和響應(yīng)，通過(guò)分析氣象條件和歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)，建立火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，幫助林業(yè)管理者提前采取預(yù)防措施。人工智能的具體工作流程如圖3所示。

1.4 遙感與地理信息系統(tǒng)

遙感技術(shù)利用衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等工具獲取森林的高分辨率影像，可以覆蓋大面積的森林區(qū)域，提供詳細(xì)的空間信息。這些影像數(shù)據(jù)可以用于森林資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害評(píng)估等多個(gè)方面。地理信息系統(tǒng)則是一種集數(shù)據(jù)管理、分析和可視化于一體的技術(shù)工具，能夠?qū)⒉煌瑏?lái)源的森林?jǐn)?shù)據(jù)整合到同一平臺(tái)上，進(jìn)行空間分析和展示[3]。地理信息系統(tǒng)技術(shù)在林業(yè)規(guī)劃和管理中發(fā)揮重要作用，通過(guò)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，管理者可以制訂詳細(xì)的森林經(jīng)營(yíng)方案，優(yōu)化資源配置，提高管理效率。遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，使得森林資源的監(jiān)測(cè)和管理更加精確和高效，為智慧林業(yè)的實(shí)施提供了重要的技術(shù)保障，其應(yīng)用流程見圖4。

2 智慧林業(yè)在基層林業(yè)管理中的具體應(yīng)用

2.1 森林資源監(jiān)測(cè)與管理

智慧林業(yè)在森林資源監(jiān)測(cè)與管理中的應(yīng)用極為廣泛，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)森林資源的全面監(jiān)測(cè)和科學(xué)管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使得各種傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集森林環(huán)境數(shù)據(jù)，包括溫濕度、光照強(qiáng)度、土壤濕度等；遙感技術(shù)則通過(guò)衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等平臺(tái)，獲取大范圍的高分辨率森林影像數(shù)據(jù)，方便管理人員實(shí)時(shí)了解森林資源狀況。結(jié)合地理信息系統(tǒng)，收集到的數(shù)據(jù)被處理成各種地理信息產(chǎn)品，如森林資源分布圖、植被覆蓋圖等，為林業(yè)管理提供直觀的參考[4]。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的結(jié)合，使得林業(yè)管理者能夠從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，進(jìn)行科學(xué)決策。

2.2 森林病蟲害防治

傳統(tǒng)的病蟲害監(jiān)測(cè)主要依賴人工巡查，效率低且易受人為因素影響。而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以在林區(qū)內(nèi)布設(shè)蟲情測(cè)報(bào)燈、氣象站等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病蟲害的發(fā)生情況。人工智能技術(shù)則通過(guò)訓(xùn)練圖像識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲害的自動(dòng)識(shí)別和分類。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以從大量圖像中學(xué)習(xí)不同病蟲害的特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別和早期預(yù)警，使得病蟲害防治更加科學(xué)。此外，結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以對(duì)病蟲害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，生成病蟲害分布圖，幫助林業(yè)管理者制訂針對(duì)性的防治措施。

2.3 森林經(jīng)營(yíng)與規(guī)劃

遙感技術(shù)可獲取高分辨率的森林影像數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以對(duì)森林資源進(jìn)行詳細(xì)分類和評(píng)估。例如，可以通過(guò)影像分類技術(shù)，識(shí)別不同樹種的分布和生長(zhǎng)狀況，為森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的結(jié)合，也使得林業(yè)管理者能夠?qū)Υ罅康臍v史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)森林資源的變化趨勢(shì)和潛在問(wèn)題。基于這些數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可以制訂科學(xué)的森林經(jīng)營(yíng)計(jì)劃，選擇適宜的造林樹種、確定合理的采伐強(qiáng)度等。人工智能技術(shù)則在森林經(jīng)營(yíng)決策支持中發(fā)揮重要作用，可通過(guò)構(gòu)建智能決策模型，模擬不同經(jīng)營(yíng)方案的效果，選擇最優(yōu)的經(jīng)營(yíng)策略[5]。

3 智慧林業(yè)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

3.1 技術(shù)與設(shè)備成本高昂

智慧林業(yè)的實(shí)施需要依賴大量先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，如傳感器、無(wú)人機(jī)、遙感衛(wèi)星和高性能計(jì)算機(jī)等。這些設(shè)備的采購(gòu)、安裝和維護(hù)成本較高，尤其是在基層林業(yè)管理中，許多林區(qū)面臨資金短缺的問(wèn)題，難以負(fù)擔(dān)高昂的技術(shù)成本[6]。同時(shí)，先進(jìn)設(shè)備的使用需要配套的軟件和技術(shù)服務(wù)，進(jìn)一步增加了整體的投入。成本問(wèn)題不僅限制了智慧林業(yè)技術(shù)的普及和推廣，也影響了基層林業(yè)管理部門的積極性，導(dǎo)致許多地區(qū)在智慧林業(yè)建設(shè)方面進(jìn)展緩慢。

3.2 數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)無(wú)保障

智慧林業(yè)依賴大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括森林資源數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等，涉及面廣且數(shù)據(jù)量大。這些數(shù)據(jù)在傳輸、存儲(chǔ)和處理過(guò)程中，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露和非法訪問(wèn)的威脅。數(shù)據(jù)安全問(wèn)題不僅影響林業(yè)管理的效率和準(zhǔn)確性，更可能造成嚴(yán)重的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)據(jù)隱私保護(hù)也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。許多林業(yè)數(shù)據(jù)涉及敏感信息，如森林資源的具體位置和狀態(tài)等，一旦泄露，可能被不法分子利用，導(dǎo)致非法采伐和其他破壞行為。數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，管理部門在數(shù)據(jù)使用和共享方面面臨諸多困境。

3.3 技術(shù)人才短缺

智慧林業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用需要大量具備專業(yè)技術(shù)和管理能力的人才。然而，當(dāng)前許多基層林業(yè)管理部門面臨技術(shù)人才短缺的問(wèn)題。智慧林業(yè)涉及的技術(shù)門類繁多，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和地理信息系統(tǒng)等。這些技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人才本身就比較稀缺，加上基層林業(yè)管理部門難以吸引和留住高素質(zhì)人才，導(dǎo)致人才匱乏問(wèn)題較為嚴(yán)重。

4 對(duì)策

4.1 降低技術(shù)與設(shè)備成本

1）政府應(yīng)加大對(duì)智慧林業(yè)項(xiàng)目的資金支持力度，提供專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼和優(yōu)惠貸款，減輕基層林業(yè)管理部門采購(gòu)和維護(hù)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壓力。同時(shí)，鼓勵(lì)社會(huì)資本參與智慧林業(yè)的開發(fā)和應(yīng)用，通過(guò)政府和社會(huì)資本合作模式，共同投資建設(shè)智慧林業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。2）集體采購(gòu)和共享設(shè)備，降低單位設(shè)備的購(gòu)置成本。例如，多個(gè)林業(yè)管理部門可以聯(lián)合購(gòu)買價(jià)格昂貴的遙感衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)設(shè)備，實(shí)行設(shè)備共享，減少重復(fù)投資。3）推廣開源軟件和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用，減少對(duì)進(jìn)口高成本設(shè)備和軟件的依賴，從而降低整體技術(shù)成本。4）加強(qiáng)對(duì)技術(shù)設(shè)備的本土化改進(jìn)，同時(shí)加強(qiáng)維修能力建設(shè)，降低維護(hù)和更新成本，提高設(shè)備的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)

林業(yè)管理部門應(yīng)引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，構(gòu)建多層次的防護(hù)措施，如防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)等，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性。同時(shí)，制訂嚴(yán)格的數(shù)據(jù)管理制度和標(biāo)準(zhǔn)，明確數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、使用和共享流程，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的安全保障措施。對(duì)涉及敏感信息的數(shù)據(jù)，應(yīng)采取更高等級(jí)的保護(hù)措施，限制訪問(wèn)權(quán)限，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和泄露。政府也應(yīng)完善數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的法律法規(guī)，為林業(yè)數(shù)據(jù)的管理和使用提供法律保障。同時(shí)，林業(yè)管理部門應(yīng)加強(qiáng)與網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)機(jī)構(gòu)的合作，定期進(jìn)行安全評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修補(bǔ)安全漏洞，確保數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)的全面落實(shí)。

4.3 培養(yǎng)和引進(jìn)技術(shù)人才

林業(yè)管理部門應(yīng)加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)的力度。可以與高等院校和科研機(jī)構(gòu)合作，開展智慧林業(yè)相關(guān)專業(yè)的教育培訓(xùn)，培養(yǎng)具備現(xiàn)代信息技術(shù)和林業(yè)管理知識(shí)的復(fù)合型人才。定期舉辦技術(shù)培訓(xùn)班和研討會(huì)，加深現(xiàn)有林業(yè)管理人員對(duì)智慧林業(yè)技術(shù)的掌握程度。對(duì)于特別緊缺的高端技術(shù)人才，可以采取引進(jìn)與合作結(jié)合的方式，積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀專家，通過(guò)技術(shù)合作、項(xiàng)目引進(jìn)等方式，提升當(dāng)?shù)丶夹g(shù)隊(duì)伍的整體水平。政府和企業(yè)也應(yīng)共同努力，改善基層林業(yè)管理部門的工作環(huán)境和待遇，提高技術(shù)人才的工作積極性，確保智慧林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

智慧林業(yè)是現(xiàn)代信息技術(shù)在林業(yè)管理中的重要應(yīng)用，能夠顯著提升林業(yè)管理的效率和效益。面對(duì)技術(shù)成本高、數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)難、技術(shù)人才短缺和基礎(chǔ)設(shè)施不足等挑戰(zhàn)，需要通過(guò)政府支持、社會(huì)資本參與、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)等多方面的努力，推動(dòng)智慧林業(yè)的普及和應(yīng)用。智慧林業(yè)通過(guò)科學(xué)的管理和對(duì)森林資源的高效利用，將為實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出重要貢獻(xiàn)。

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（責(zé)任編輯：張春雨）