寧召臣，汪心國(guó)，寧 國(guó)

（1.寧陽(yáng)縣磁窯鎮(zhèn)林業(yè)站，山東寧陽(yáng) 271411；2.山東泰開(kāi)機(jī)器人有限公司，山東泰安 271000）

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展中，要想基于物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就需要和先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效融合，如此不僅可以確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)久健康發(fā)展，而且還能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境良好發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)及智慧林業(yè)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是運(yùn)用信息傳感設(shè)備，把物體和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效連接，物體經(jīng)過(guò)信息傳輸介體對(duì)信息進(jìn)行通信及交換，從而實(shí)現(xiàn)智能化的定位、跟蹤及監(jiān)督控制等功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分為傳感器技術(shù)及嵌入式技術(shù)。傳感器技術(shù)能夠?qū)芾砟繕?biāo)進(jìn)行有效檢測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)中能把搜集到的信息傳輸至監(jiān)控終端設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)物體、網(wǎng)絡(luò)與人之間的充分聯(lián)系［1］。

1.2 智慧林業(yè)概述

智慧林業(yè)是多項(xiàng)技術(shù)所構(gòu)成的全新形式，重點(diǎn)是運(yùn)用大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做到智能傳感形式的數(shù)據(jù)信息管理與監(jiān)控。智慧林業(yè)是社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，其可以推動(dòng)林業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化構(gòu)建，提升林業(yè)部門(mén)的管理質(zhì)量及效率，為林業(yè)的持續(xù)發(fā)展給予有力的支撐。構(gòu)建智慧林業(yè)，能夠讓綠色生態(tài)林業(yè)及林業(yè)管理資源等同步開(kāi)展，進(jìn)而提升林業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益［2］。

2 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用系統(tǒng)

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智慧林業(yè)，重點(diǎn)是運(yùn)用定位系統(tǒng)，運(yùn)用激光掃描儀及紅外感應(yīng)器等儀器設(shè)備，把世界各項(xiàng)物體儲(chǔ)存在網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)過(guò)信息采集、整理、交換及反饋，做到對(duì)物體的識(shí)別、監(jiān)測(cè)及管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有傳感器系統(tǒng)、中間系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)3 個(gè)構(gòu)成部分，具體見(jiàn)圖1 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)圖

3 物聯(lián)網(wǎng)智慧林業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題

3.1 硬件設(shè)備不足

現(xiàn)代化形勢(shì)下，智慧林業(yè)得到明顯的發(fā)展，但物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)并未成熟。在林業(yè)保護(hù)及珍稀動(dòng)植物保護(hù)工作中，運(yùn)用傳感器與電子標(biāo)簽等設(shè)備并不充分。同時(shí)，針對(duì)自動(dòng)化控制層面的相關(guān)技術(shù)，工作人員未能充分掌握，加之因資金不足，相關(guān)工作人員在采購(gòu)設(shè)備時(shí)，往往會(huì)選用規(guī)模不大的產(chǎn)品，一定程度上限制了林業(yè)保護(hù)與珍稀動(dòng)植物保護(hù)人員的工作成效，減少了林業(yè)部門(mén)的各項(xiàng)效益。

3.2 專業(yè)性人才缺乏，管理水平有待提升

當(dāng)前智慧林業(yè)獲得了快速發(fā)展，但智慧林業(yè)的管理理念、管理水平及管理模式仍有待提升，由于缺少專業(yè)化人才，能夠切實(shí)有助于智慧林業(yè)迅速發(fā)展進(jìn)步的青年人并不多。林區(qū)工作艱苦，受過(guò)高等教育的青年人往往更愿留在大城市中發(fā)展，因此造成林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平不高，人才流失嚴(yán)重。有關(guān)政府部門(mén)可加大引進(jìn)應(yīng)屆畢業(yè)生進(jìn)入林業(yè)部門(mén)發(fā)展，采取財(cái)政補(bǔ)貼或其他形式，鼓勵(lì)其到林區(qū)進(jìn)行工作。

4 物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的具體運(yùn)用

4.1 在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是對(duì)林業(yè)環(huán)境中的生態(tài)因子展開(kāi)持續(xù)監(jiān)測(cè)，感知林業(yè)部分環(huán)境小氣候的轉(zhuǎn)變情況，針對(duì)林業(yè)部分環(huán)境變化及火災(zāi)等自然災(zāi)害展開(kāi)預(yù)測(cè)，對(duì)林業(yè)生態(tài)健康情況、生態(tài)服務(wù)性能及其價(jià)值展開(kāi)測(cè)評(píng)。運(yùn)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）等相關(guān)技術(shù)對(duì)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，能夠經(jīng)過(guò)科學(xué)的節(jié)點(diǎn)部署有效解決生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空異質(zhì)性及尺度煩瑣性等導(dǎo)致的監(jiān)測(cè)難題，同時(shí)能夠大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)性地同步實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外利用物聯(lián)網(wǎng)展開(kāi)林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的運(yùn)用狀況如表1 所示。由于國(guó)內(nèi)外林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中沒(méi)有統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，不同物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)性及周期等層面具有一定的區(qū)別。當(dāng)前，我國(guó)林業(yè)WSN 中運(yùn)用較多的傳送技術(shù)是ZigBee 協(xié)議，此協(xié)議存在低功率特點(diǎn)，但其傳送距離不長(zhǎng)，在林業(yè)環(huán)境中的有效傳輸距離只有60 m，在大規(guī)模林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)運(yùn)用中有一定的限制。國(guó)外已有LoRa 等相關(guān)廣域網(wǎng)運(yùn)用，此種通信技術(shù)能夠更好地彌補(bǔ)當(dāng)前的技術(shù)問(wèn)題，在林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用中，有著很大的發(fā)展空間，是良好的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。國(guó)內(nèi)外的林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)中搜集了較多的林業(yè)數(shù)據(jù)，此種數(shù)據(jù)有著龐大、冗余高及密度低等特性，需通過(guò)全面地?cái)?shù)據(jù)分析及挖掘才可有效運(yùn)用［3］。但當(dāng)前對(duì)此種數(shù)據(jù)展開(kāi)分析并挖掘的有關(guān)研究不多，造成其很難精準(zhǔn)地指導(dǎo)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)實(shí)踐工作，此種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)用性還不并完善。

表1 物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

4.2 在珍稀動(dòng)植物保護(hù)中的運(yùn)用

在珍稀動(dòng)植物保護(hù)過(guò)程中，有關(guān)工作人員可把傳感器放置在動(dòng)物身上，將傳感器和終端設(shè)備相連，對(duì)各種動(dòng)植物的相關(guān)信息明確標(biāo)識(shí)［4-5］。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)動(dòng)植物面臨危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)管理人員進(jìn)行警報(bào)，便于管理人員可及時(shí)作出有效的應(yīng)對(duì)措施，提升管理人員的工作成效。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還能采用移動(dòng)終端設(shè)備對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)條件及環(huán)境的合理性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于工作人員實(shí)時(shí)掌握并運(yùn)用合理的對(duì)策。與此同時(shí)，通過(guò)放置傳感器，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)偷獵等不法行為，進(jìn)而交由司法部門(mén)處理。

4.3 在林業(yè)災(zāi)害監(jiān)控中的運(yùn)用

林業(yè)災(zāi)害包含森林火災(zāi)及病蟲(chóng)害等，運(yùn)用林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)災(zāi)害展開(kāi)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠有效降低林業(yè)災(zāi)害所產(chǎn)生的不必要損失，為林業(yè)災(zāi)害的后續(xù)修建給予相應(yīng)參考。物聯(lián)網(wǎng)在火災(zāi)監(jiān)測(cè)及病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)等層面具有明顯成效。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠在林業(yè)火災(zāi)易發(fā)處裝置監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)傳感器對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的溫度、濕度及風(fēng)力等因素展開(kāi)有效地監(jiān)控。若監(jiān)控范圍的溫度達(dá)到火災(zāi)臨界值，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即會(huì)發(fā)出警報(bào)，便于林業(yè)防火員通過(guò)風(fēng)力風(fēng)向等充分分析，并出具合理處理對(duì)策，避免林業(yè)火災(zāi)的出現(xiàn)，有效提升管理人員的工作成效，同時(shí)還可以提示相關(guān)人員對(duì)火災(zāi)高發(fā)區(qū)域加強(qiáng)巡查程度。此外，還能在林業(yè)大規(guī)模出現(xiàn)病蟲(chóng)害的區(qū)域裝設(shè)傳感器，定期對(duì)林業(yè)中的病蟲(chóng)害狀況全面監(jiān)控。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，能促進(jìn)智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更好地服務(wù)于群眾。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，智慧林業(yè)能夠和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分融合，有助于促進(jìn)智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，運(yùn)用傳感器等相關(guān)技術(shù)，林業(yè)工作人員可實(shí)時(shí)了解林業(yè)系統(tǒng)狀況，對(duì)相關(guān)信息展開(kāi)整體分析，進(jìn)而提高林業(yè)工作人員的工作效率，推動(dòng)智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。