智慧林業建設中的問題與對策

摘 要：智慧林業通過整合物聯網、大數據、人工智能和云計算等前沿技術，實現了對森林資源的高效管理與保護。這種創新模式不僅推動了森林資源的可持續利用，而且在生態保護和生物多樣性保護方面也發揮了積極作用。智慧林業在病蟲害預警、林火監測、資源監管、碳匯計量等多個領域具有廣泛的應用前景，為林業現代化和數字化轉型提供了強有力的技術支撐。研究分析了智慧林業的運用場景，提出了智慧林業建設過程中存在的問題，并提出了可行性建議。

關鍵詞：智慧林業；森林資源管理；智慧林業運用

中圖分類號：F326.2；F49 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2025）3-107-5

DOI：10.19345/j.cnki.674-7909.2025.03.022

0 引言

智慧林業是一種新興的林業發展模式，它利用現代信息技術（如物聯網、云計算、大數據和人工智能等）對森林資源進行高效、精準和可持續管理。智慧林業的核心在于通過這些技術手段，建立一種智慧化發展的長效機制，實現林業的高質量發展［1］。智慧林業的基礎是“數字林業”，智慧林業是在20世紀末提出的“數字地球”框架下，運用計算機、互聯網、虛擬現實等，對森林多尺度空間和屬性信息進行采集、處理、存儲、管理、分析、應用和共享。智慧林業將數字林業中的關鍵技術、新一代信息技術及林業智能裝備跨學科深度融合，形成面向林業生產和管理的信息化發展新模式［2-5］。

研究分析了智慧林業的應用場景，深入探討了在推進智慧林業建設過程中面臨的挑戰，并提出了相關對策。

1 智慧林業的運用場景

智慧林業的應用范圍廣泛，涵蓋森林資源監測、森林防火、病蟲害防治等多個方面。以下是一些具體的運用場景和技術實現方式。

1.1 森林資源監測與管理

利用衛星遙感、無人機、物聯網、大數據與云計算等，可以實現對森林資源的實時監測和動態管理［6］。例如，遙感技術能夠提供森林覆蓋、結構和動態變化的信息，為森林資源調查和監測提供宏觀視角。遙感影像可以識別森林覆蓋變化、葉面積指數及樹種分布等信息，結合時間序列數據，可以監測森林資源的時間和空間變化狀況。無人機可以快速對廣闊的林地進行自動化巡護，并實時回傳高清影像。這些影像幫助林業管理者進行日常巡護、監測森林健康狀況及評估資源分布。物聯網技術在森林中部署傳感器，實時收集森林資源的各種數據，如樹木生長情況、土壤濕度、氣候變化等。這些數據通過無線網絡傳輸到中央控制系統，實現對森林資源的實時監控和動態管理［7］。

1.2 森林火災預防與應急響應

無人機和物聯網技術在森林火災預防和應急響應中發揮著重要作用，能全天候實時監測、自動火情探測、自動火源定位和自動預警，提高森林防火效率。利用觀測塔、無人機、衛星等進行立體式監控，通過煙火識別算法和高精度火點定位技術，實現對火險預警、火點定位、火情識別等場景的精準把控，從而對火情信息進行綜合分析、情景推演，自動通過后臺無線傳輸到聲光報警器、手機或電腦客戶端，提醒相關人員做出分析研判后部署滅火方案［8］。

1.3 病蟲害監測與控制

智慧林業利用遙感技術、大數據分析技術、無人機等對森林病蟲害進行預測和控制［9］。利用遙感技術，可以對森林病蟲害進行早期識別和監測。分析植被的光譜特征變化，可以及時發現病蟲害的發生和擴散趨勢，為防治提供科學依據。利用圖像處理、大數據分析等技術，可以自動識別并捕捉昆蟲活動的圖像信息，利用圖像識別算法對害蟲種類、數量、活動規律進行精準分析，從而提前采取相應的防治措施。利用無人機、智能噴藥車等設備可以實現智能化施藥，精確控制施藥時間和劑量，降低對環境的污染，提高防治效果。同時，利用傳感器和監測設備可以實時監測施藥效果，及時調整施藥方案。利用大數據技術和人工智能算法對歷史數據進行分析和挖掘，可以預測病蟲害的發生和發展趨勢。根據預測結果，提前制訂防治方案，提高防治效果。

1.4 生物多樣性保護

利用物聯網、無人機、紅外相機等，可以實時監測野生動植物的活動地和棲息地。設置監測點，收集動物影像、聲音等數據，實現對物種的動態跟蹤和監測，及時掌握種群分布和變化情況。通過大數據分析，整合各類生物物種和生態環境數據。利用人工智能和深度學習算法，能對監測到的影像進行自動識別，識別出不同的物種及其健康狀況。利用衛星定位跟蹤器，可以實時監測野生動物的活動軌跡和行為模式［10］。

2 我國智慧林業發展現狀

近年來，我國將智慧林業作為國家戰略重點進行了一系列頂層設計和規劃。2013年8月，國家林業局印發了《中國智慧林業發展指導意見》，這是深入貫徹落實黨的十八大“新四化”和“五位一體”戰略部署的重要舉措，標志著我國林業信息化由“數字林業”向“智慧林業”的轉型。在政策的引領下，各省份結合地方特色，紛紛制訂并啟動了智慧林業發展計劃，促進了智慧林業在全國的快速推進。2016年3月，國家林業局發布了《“互聯網+”林業行動計劃——全國林業信息化“十三五”發展規劃》，通過8個領域、48項重點工程建設，有力提升了林業治理的現代化水平，全面支撐引領“十三五”林業各項建設。2016年7月，國家林業局發布了《關于加快中國林業大數據發展的指導意見》，旨在充分發揮林業大數據在生態建設中的重要功能和巨大潛力，推進數據資源開放共享，積極培育林業發展新業態。2019年11月，國家林業和草原局發布了《關于促進林業和草原人工智能發展的指導意見》，標志著我國林草人工智能建設進入新時代［2］。《關于促進林業和草原人工智能發展的指導意見》提出了3個階段的發展目標，包括到2025年實現林草人工智能技術在林草業重點建設領域中的示范應用；到2030年部分技術與應用達到先進水平，并開始在大范圍區域實現推廣；到2035年林草人工智能理論、技術與應用總體達到世界領先水平。

自我國啟動智慧林業建設以來，各省份積極響應，紛紛投身于林業的數字化與智慧化轉型浪潮，取得了令人矚目的成就。2021年，貴陽市搭建了“貴陽智慧林業云平臺”，涵蓋森林資源監管、林業災害應急、森林培育、產業發展四大業務板塊，形成了“一平臺、四系統、二十六個業務子系統”和“空、天、地三位一體”的整體構架。2021年，四川省與重慶市共推智慧林業示范項目建設，打造林業“一張圖”、資源監管、森林經營、林木種苗、古樹名木、智慧防火、大數據平臺等近20個子平臺的智慧林業綜合平臺，實現林區綜合動態監測與預警。2022年，福建省林業局制訂了智慧林業“123”工程方案，到2025年，全面構建福建林業“天空地”一體化感知應用體系，建立“天上看、地上巡、網上查”資源監管新模式，建成主要業務信息系統全覆蓋新體系，實現政務數據縱橫貫通、政務服務“一網好辦”新格局。2022年，陜西省人民政府將智慧林業建設納入《陜西省數字政府建設“十四五”規劃》。自此，陜西省林業局啟動智慧林業建設，按照“1+N”平臺建設和“1+N”數據中心建設框架布局，建立各種類型基礎數據庫，開發多種用途應用系統，完善現代化管理體制機制，著力構建信息互通、數據共享、安全高效的生態空間云平臺服務體系。2024年，陜西省生態云感知系統入選國家數據局首批50個數字中國建設典型案例，全方位反映了陜西省在推進林草治理體系和治理能力現代化中取得的顯著成效。

3 智慧林業建設中存在的問題

在智慧林業建設的過程中，雖然這一領域展現出巨大的發展潛力，但也面臨著一系列挑戰和問題。這些問題主要集中在技術應用、信息安全、人才培養等方面。

3.1 技術應用難度大

智慧林業的發展高度依賴物聯網、大數據、人工智能等高新技術。例如，物聯網設備安裝在森林中的各個角落，以實時監測環境變化和林情動態。大數據分析可以處理海量的林業數據，通過算法挖掘出有價值的信息。人工智能技術則可以用于預測病蟲害發生、優化林木種植方案等。然而，這些技術的引入和應用并非易事，因為它們不僅技術門檻高，而且對操作人員的技能要求也很高。林業從業人員需要接受系統的培訓，學習新技術的原理和操作方法，熟練掌握并應用于實際工作中。此外，由于技術的更新換代速度快，從業人員還需要不斷學習新知識，以跟上技術發展的步伐。

3.2 技術標準不統一

在智慧林業建設過程中，技術標準不統一的問題顯得尤為突出。智慧林業的發展依賴物聯網、大數據、云計算等眾多信息技術，而這些技術各自發展迅速，往往由不同的供應商提供，采用各自的標準和協議。這導致了不同系統之間的數據難以共享和互通，不同技術系統之間的兼容性和互操作性出現了顯著差異。這種技術標準的不一致性，使得林業管理中的各種設備和系統難以實現有效對接，會造成嚴重的信息孤島現象。數據無法順暢流通，信息共享受阻，極大地限制了智慧林業功能的發揮。這不僅降低了林業管理的效率，也影響了智慧林業在生態環境保護、資源監測等方面的應用效果［11］。

3.3 復合型人才缺乏

智慧林業的發展高度依賴跨學科知識和技能的綜合應用。現階段，智慧林業領域的人才隊伍建設還比較薄弱，限制了智慧林業的發展。智慧林業涉及物聯網、大數據、人工智能等高新技術，這些技術不僅需要林業從業人員具有深厚的專業知識，還需要具備實際操作能力和創新思維。然而，目前林業從業人員中能夠熟練掌握這些技術的人才相對較少。此外，智慧林業還需要具備林業專業知識和管理經驗的復合型人才，這類人才更是鳳毛麟角。因此，加強人才培養和引進是推進智慧林業發展的關鍵。

3.4 存在信息安全隱患

隨著互聯網技術在林業中的廣泛應用，數據泄露、網絡攻擊等信息安全風險也隨之增加。如果不能有效保障信息安全，可能會對林業生產和經營造成嚴重影響。智慧林業涉及大量的數據采集、傳輸和處理，這些數據包括林木生長情況、病蟲害發生情況、氣候變化等重要信息。如果這些數據被非法獲取或篡改，會對林業生產造成不可估量的損失。此外，智慧林業系統還面臨著來自黑客的網絡攻擊威脅。一旦系統被攻破，不僅會導致數據泄露，還可能引發系統癱瘓、設備損壞等問題，嚴重影響林業生產的正常進行。因此，加強信息安全管理是推進智慧林業發展的重要任務之一。

4 加快推進智慧林業建設的對策

4.1 推動智慧林業標準化建設

推動標準化建設是智慧林業發展的關鍵一步。制定統一的技術標準，可以促進不同系統之間的兼容性和互操作性，從而打破信息孤島，實現數據共享。這不僅有助于提高整體效能，還能降低技術應用的難度和成本。

政府和企業應聯合起來，共同制定適用于智慧林業的技術標準。這些標準應涵蓋物聯網設備、大數據平臺、人工智能算法等各個方面，確保不同供應商的產品能夠協同工作。同時，還應建立相應的認證機制，對符合標準的產品和服務進行認證，以保證其質量和可靠性。除了技術層面的標準化外，還應注重管理流程的規范化。例如，可以制定一套完整的數據采集、處理、分析和應用的標準，明確各個環節的責任主體和操作規范。這樣不僅可以提高工作效率，還能減少人為導致的錯誤和風險。此外，為了進一步推動標準化建設，還可以采取一些激勵措施。例如，對于積極參與標準制定的企業和個人給予一定的獎勵和支持；對于采用標準產品和服務的項目給予優先審批和資金支持等。這些措施都有助于提高各方參與的積極性，加快標準化建設進程。

總之，推動標準化建設是智慧林業發展的必然趨勢。只有制定統一的技術標準和管理流程，才能實現不同系統之間的無縫對接和高效協作，推動智慧林業的快速發展。

4.2 加強智慧林業人才培養

加強人才培養是推進智慧林業發展的核心環節之一。為了培養更多具備跨學科知識和技能的綜合人才，政府和企業應加大對智慧林業領域人才的培養和引進力度。在教育方面，可以與高等院校合作開設相關專業課程（如物聯網技術、大數據分析、人工智能等），為學生提供系統的理論知識和實踐機會。同時，鼓勵高校與企業聯合開展產學研合作項目，讓學生在實際工作中學習和成長。此外，還可以設立獎學金和實習基地，吸引更多優秀學生投身于智慧林業建設。職業培訓也是培養人才的重要途徑。政府和企業可以共同組織各類培訓班、研討會和技術交流活動，邀請行業專家和學者進行授課和指導。這些活動可以幫助從業人員了解最新的技術動態和應用案例，提高他們的專業水平和創新能力。同時，還可以建立在線學習平臺，為從業人員提供豐富的教學資源和互動交流機會，方便從業人員隨時隨地學習和提升。

政府可以出臺優惠政策（如提供住房補貼、子女教育等福利），積極引進國內外優秀人才。企業可以通過招聘、合作研究等方式引進國外先進技術和管理經驗，提升自身競爭力。

總之，加強人才培養是推進智慧林業發展的關鍵所在。只有利用多種方式培養和引進優秀人才，才能滿足智慧林業發展的需求。

4.3 加強信息安全與數據安全保護

對采集、傳輸和存儲的數據進行加密處理，確保即使數據被非法獲取，攻擊者也無法輕易解讀。同時，設置嚴格的訪問控制策略，限制對敏感信息的訪問權限，只有經過授權的用戶才能訪問相關數據。這樣可以減少數據泄露的風險，保護林業生產中的關鍵信息。

在物理層面，加強對服務器和網絡設備的物理防護，防止未經授權的訪問、物理破壞、盜竊及環境因素（如火災、水患、灰塵等）對設備造成損害。在網絡層面，部署防火墻、入侵檢測系統等安全設備，實時監控網絡流量，及時發現并阻止異常行為。在應用層面，采用安全的開發框架和代碼審查機制，防止應用程序被惡意篡改或利用。定期對智慧林業系統進行全面安全審計和漏洞掃描，以及時發現潛在的安全隱患。對于發現的安全問題，及時采取修復措施，如更新軟件補丁、調整安全策略等。這樣可以確保系統始終處于相對安全狀態，減少被攻擊的風險。

此外，要提高從業人員的安全意識。定期開展信息安全培訓活動，提高林業從業人員對信息安全的認識和重視程度。通過案例分析、模擬演練等方式，讓從業人員了解信息安全的重要性及可能面臨的威脅和風險。同時，鼓勵從業人員積極參與信息安全工作，共同維護系統安全。

5 結束語

智慧林業引入物聯網、大數據、人工智能和云計算等新一代信息技術，可以對森林資源進行高效管理和保護。智慧林業不僅有助于森林資源的可持續利用，還能促進生態保護和生物多樣性維護，應用于病蟲害預警、林火監測、森林資源監管、碳匯計量等多個方面，為林業的現代化和智能化發展提供強有力的支撐。

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Problems and Countermeasures in the Construction of Smart Forestry

FU Shuaifeng

Shaanxi Provincial Forestry Information and Publicity Center， Xi'an 710082， China

Abstract： By integrating cutting-edge technologies like the Internet of Things， big data， artificial intelligence， and cloud computing， smart forestry has achieved efficient management and protection of forest resources. This innovative model not only facilitates the sustainable utilization of forest resources but also plays a pivotal role in ecological conservation and biodiversity protection. Smart forestry has extensive application prospects across multiple fields， including pest and disease early warning， forest fire monitoring， resource oversight， and carbon sequestration measurement， thereby offering robust technical support for forestry modernization and digital transformation. Starting with the application scenarios of smart forestry， this study identifies the challenges encountered during its construction process and proposes practical suggestions.

Key words： smart forestry; forest resource management; application of smart forestry