楊志威

摘 要 隨著工業(yè)化發(fā)展與城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程加快，人類社會發(fā)展與森林資源保護(hù)的矛盾更為突出，森林資源管理也成為社會性話題。森林資源管理的出發(fā)點和落腳點是森林資源的有效保護(hù)和生態(tài)環(huán)境的平衡維持，需進(jìn)行森林資源管理模式及管理技術(shù)的創(chuàng)新，以保障社會可持續(xù)發(fā)展。因此，以廣東省韶關(guān)市乳源縣天井山林場為例，簡述林業(yè)資源智慧管理的意義及天井山林場森林資源管理現(xiàn)狀，介紹森林火災(zāi)監(jiān)測及管理、森林智能巡護(hù)管理、森林資源管理方案擬定、森林病蟲害監(jiān)測等智慧管理模式的具體應(yīng)用舉措。

關(guān)鍵詞 智慧管理；森林資源管護(hù)；天井山林場；廣東省韶關(guān)市乳源縣

中圖分類號：S757；F326.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.020

森林資源管理一項綜合性的系統(tǒng)工作，需管理人員樹立先進(jìn)的管理理念，積極創(chuàng)新管理技術(shù)?；诋?dāng)前智慧管理模式的推廣熱潮，森林資源管理人員應(yīng)主動參與智慧管理平臺搭建和體系建構(gòu)，建立智慧管理綜合數(shù)據(jù)庫、啟動智能巡護(hù)終端、積極推廣無人機(jī)巡查等，開創(chuàng)森林資源管理新格局。在森林資源智慧管理實踐中也應(yīng)積極總結(jié)經(jīng)驗和不足，為今后推進(jìn)森林資源智慧管理提供一定的參考。

1 林業(yè)資源智慧管理概述

1）森林資源智慧管理是新興概念，內(nèi)涵豐富。結(jié)合當(dāng)前智慧管理實踐，森林資源智慧管理主要是利用大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建全新的管理模式，體現(xiàn)管理的自動化、智能化與信息化特色，以智慧管理實現(xiàn)對森林資源的詳細(xì)管理和科學(xué)統(tǒng)籌，做到森林資源變化情況的動態(tài)監(jiān)管和森林火災(zāi)風(fēng)險的及時識別，多措并舉，特別是在網(wǎng)絡(luò)終端和無人機(jī)的支持下開展森林資源保護(hù)工作。2）推行智慧森林資源管理模式具有多重意義。①在智慧管理模式支持下，可整合不同技術(shù)優(yōu)勢，如整合人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，實現(xiàn)了精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理[1]。②智慧森林資源管理模式可減少管理人員外出作業(yè)風(fēng)險，使管理人員可借助設(shè)備的智能化信息反饋快速地完成監(jiān)管和分析工作，及時發(fā)現(xiàn)特殊情況并做出應(yīng)對措施。③智慧森林資源管理突破了時間、地點等的局限，使管理更高質(zhì)、高效。同時，對林業(yè)進(jìn)行有效保護(hù)可充分發(fā)揮森林系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，有利于推動社會可持續(xù)發(fā)展。

2 天井山林場森林資源管理現(xiàn)狀

韶關(guān)市乳源縣天井山林場積極啟動智慧林場管理項目，依靠5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)化、集群化、智能化為導(dǎo)向，實現(xiàn)任何人在任何時間、任何地點，可使用任何網(wǎng)絡(luò)、任何服務(wù)。智慧林場涵蓋消防、救援、醫(yī)護(hù)、交通、公共基礎(chǔ)設(shè)施及產(chǎn)品銷售、結(jié)算等領(lǐng)域，讓各項信息數(shù)據(jù)始終貫穿整個服務(wù)流程，真正實現(xiàn)“線上辦、碼上辦、掌上辦”的一鍵式服務(wù)。天井山林場在森林防火管理中充分利用智慧管理模式，并取得了理想的管理效果。在智慧森林管理系統(tǒng)支持下，通過衛(wèi)星遙感系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)火情，使林場相關(guān)工作人員根據(jù)火情信息立即安排護(hù)林員進(jìn)行現(xiàn)場核查，護(hù)林員通過森防通APP上報現(xiàn)場情況，應(yīng)急分隊、護(hù)林員、森林公安等專業(yè)人員依據(jù)上報的現(xiàn)場情況進(jìn)行集結(jié)、準(zhǔn)備，無人機(jī)偵察小組借助無人機(jī)優(yōu)勢及時獲取防火目標(biāo)、防火物資、防火水池到火點距離、火點地貌地類坡度情況、天氣情況、火情蔓延模擬信息等，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂朴啘缁鹩媱?，及時撲滅火情。智慧林業(yè)管理系統(tǒng)通過采用“空天地人”四位一體的管理方式，筑牢天井山林場森林“防火網(wǎng)”。

3 智慧管理模式在森林資源管理中的具體應(yīng)用

3.1 森林火災(zāi)監(jiān)測及管理

森林火災(zāi)是影響森林資源安全的重要威脅，一旦發(fā)生森林火災(zāi)極易導(dǎo)致大面積森林資源損毀。傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測主要靠傳感設(shè)備和人工巡查，火災(zāi)監(jiān)測及預(yù)防效果不理想，處于森林火災(zāi)應(yīng)對被動狀態(tài)。在森林資源管理中推行智慧管理模式應(yīng)重點關(guān)注森林火災(zāi)的防范和應(yīng)對。通過在森林中安裝先進(jìn)的數(shù)據(jù)實時監(jiān)測裝置，準(zhǔn)確獲知火災(zāi)相關(guān)參數(shù)，及時對火災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行科學(xué)預(yù)判，科學(xué)做好防火準(zhǔn)備[2]。例如，借助RFID射頻識別系統(tǒng)，通過捕捉射頻信號自動識別目標(biāo)對象，及時獲取核心參數(shù)，整個識別過程中不需要進(jìn)行人工干預(yù)，且支持各種場景和復(fù)雜環(huán)境下的作業(yè)，做到了動態(tài)信息獲取和跟蹤分析。也可借助傳感器裝置感知森林系統(tǒng)中的風(fēng)力、光照強(qiáng)度、物體位移情況，明確森林系統(tǒng)的溫度、濕度等級，使森林管理人員及時掌控森林生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)。同時，智能監(jiān)測系統(tǒng)可通過科學(xué)設(shè)定森林火災(zāi)報警閾值，當(dāng)反饋參數(shù)接近報警閾值時自動預(yù)警，做到防患于未然。

1）每年4月是廣東省韶關(guān)市森林防火的高危期，此時臨近春耕燒荒及清明祭祀，森林防山火形勢嚴(yán)峻。為提高森林山火防治的準(zhǔn)確性，天井山林場聯(lián)合中國南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院推出了隱患目標(biāo)智能告警技術(shù)方案。該技術(shù)方案可自動識別線路桿塔，根據(jù)桿塔位置劃分線路走廊區(qū)域，精準(zhǔn)確定林區(qū)內(nèi)的山火隱患目標(biāo)，并對比多期影像判斷煙霧及山火形態(tài)，實現(xiàn)前端山火智能識別，識別準(zhǔn)確率達(dá)85.6%。2）天井山林場持續(xù)完善森林火災(zāi)智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，每處監(jiān)控半徑達(dá)3～5 km，實行24 h自動巡航，發(fā)現(xiàn)各類火情第一時間告警，尤其是針對燒荒、焚燒、祭祀等違規(guī)用火行為第一時間出動制止，極大地降低了森林火災(zāi)風(fēng)險隱患。目前，天井山林場已陸續(xù)在進(jìn)山路口建設(shè)321個低桿監(jiān)控和語音提示裝置，與隱患目標(biāo)智能告警技術(shù)方案互為補(bǔ)充，真正做到了森林火災(zāi)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警，森林防火管理效果較好。

3.2 森林的智能巡護(hù)管理

基于智慧管理模式的森林資源管理實現(xiàn)了森林智能巡護(hù)管理。1）通過開發(fā)智能巡護(hù)移動終端，可讓森林資源管理人員足不出戶就能獲取森林變化的動態(tài)信息。森林管理人員持有內(nèi)置GPS定位芯片的移動終端裝置進(jìn)行日常巡查，移動終端裝置每幾秒鐘就會自動更新位置信息，準(zhǔn)確顯示管理人員所處的位置和對應(yīng)的地理坐標(biāo)。這些數(shù)據(jù)可有效地存儲在系統(tǒng)中，當(dāng)遇到緊急情況時可更好地開展救援。2）智慧管理模式在巡護(hù)中的應(yīng)用也體現(xiàn)在以視頻監(jiān)控設(shè)備的接入、無人機(jī)巡護(hù)軌跡的集成實現(xiàn)影像資料的科學(xué)保存，影像資料一鍵上傳到數(shù)據(jù)管理平臺，智能巡護(hù)終端則演變?yōu)橐苿有畔⒉杉b置，實現(xiàn)了森林資源數(shù)據(jù)的動態(tài)采集，全面提高了數(shù)據(jù)信息的利用價值，為森林管理人員的科學(xué)分析與決策提供了支持[3]。

近年來，天井山林場加大了智慧管理模式的應(yīng)用支持力度，特別是在日常巡護(hù)方面加強(qiáng)了智能巡護(hù)支持。林區(qū)堅持以信息化為依托，建立了長效管護(hù)機(jī)制，強(qiáng)化森林資源保護(hù)管理，并啟用森林資源“網(wǎng)格化”智能巡護(hù)管理系統(tǒng)，結(jié)合無人機(jī)監(jiān)測巡護(hù)、人工巡護(hù)，實現(xiàn)了全區(qū)域森林資源無死角、全覆蓋的“一區(qū)一網(wǎng)”精細(xì)化、綜合化管理。與傳統(tǒng)巡護(hù)方式相比，智能巡護(hù)管理系統(tǒng)的主體構(gòu)成無人機(jī)不受地形限制，監(jiān)測范圍更廣、效率更高，可對人和車輛難以到達(dá)的地方進(jìn)行全面、細(xì)致的巡護(hù)，還能迅速反饋高清攝像頭捕捉到的信息，使森林管理人員可對無人機(jī)拍攝的異常情況進(jìn)行及時處理。強(qiáng)大的科技性為護(hù)林巡山工作提供了技術(shù)保障，也極大地減少了天井山林場森林資源管理人員的日常巡查壓力和降低了工作風(fēng)險。

3.3 森林資源管理方案擬定

在森林資源管理中需制訂科學(xué)的森林資源管護(hù)方案，并將其作為森林資源管護(hù)工作有序開展的依據(jù)。森林資源管理方案的科學(xué)制訂以森林管理信息的及時采集和科學(xué)分析為前提。智慧管理模式也將為森林管理信息的采集與分析提供支持?！?S”技術(shù)在林業(yè)管理領(lǐng)域的成熟應(yīng)用極大地拓展了信息采集渠道，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等構(gòu)建起功能強(qiáng)大、信息海量化的森林管護(hù)數(shù)字化管理庫，為森林管理提供數(shù)據(jù)支持，同時數(shù)據(jù)的分析和利用為森林資源管理方案的科學(xué)擬定奠定了重要基礎(chǔ)。

天井山林場通過在森林中設(shè)置生物監(jiān)測裝置和紅外傳感設(shè)備，實現(xiàn)了森林內(nèi)基本參數(shù)信息的采集，使管理人員能更好地了解森林的密度、種類及植物的生長態(tài)勢等[4]。系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接嬎銠C(jī)終端系統(tǒng)，再利用AI技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的深度分析，甚至可基于采集的林木基礎(chǔ)參數(shù)信息預(yù)測林木后續(xù)的生長情況，指導(dǎo)生成科學(xué)的森林資源管護(hù)方案。林業(yè)管理人員還可借助數(shù)字化管理平臺及時開展森林管護(hù)實踐，最大限度確保天井山林場森林資源安全。目前，天井山林場引入了環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)置了部分負(fù)氧離子濃度監(jiān)測站，通過整合GPRS、無線模塊通信技術(shù)，實時監(jiān)測林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、控制現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。系統(tǒng)和監(jiān)測站點可同時監(jiān)測多種環(huán)境要素，實現(xiàn)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的接收、顯示、統(tǒng)計、自動分析、存儲、應(yīng)用及發(fā)布，并根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)展增減，可24 h監(jiān)測空氣中的負(fù)氧離子濃度、溫度、濕度、PM2.5濃度、噪聲強(qiáng)度等。傳輸系統(tǒng)還可利用數(shù)據(jù)庫接口功能，在監(jiān)測管理中心顯示終端上直觀地生成可視化計算結(jié)果圖表。該應(yīng)用系統(tǒng)操作簡便、人機(jī)界面友好，使森林資源管理人員能快速上手，熟練操作，在天井山林場森林資源管理中發(fā)揮了重要作用。

3.4 森林病蟲害監(jiān)測

病蟲害問題一直是森林資源管理中的頭號難題。在智慧管理模式的支持下，森林資源病蟲害監(jiān)測更及時、更到位。松材線蟲是廣東省韶關(guān)市最主要的森林蟲害，松材線蟲病發(fā)展速度快、識別難度大、控制風(fēng)險高，需進(jìn)行科學(xué)預(yù)防、監(jiān)測與除治。在常規(guī)的管理模式下，多存在監(jiān)測數(shù)據(jù)單一、監(jiān)測手段人工依賴性強(qiáng)等問題，極易因疫情防控不到位導(dǎo)致嚴(yán)重的森林財產(chǎn)損失。針對松材線蟲病，可利用高光譜傳感器、無人機(jī)、地面遙感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等建構(gòu)地空一體的監(jiān)測體系。低空無人機(jī)分辨率高，可及時采集林區(qū)重點發(fā)病區(qū)的影像數(shù)據(jù)，建立松材線蟲病致死樹的光譜特征指數(shù)庫，對松材線蟲疫木進(jìn)行智能化、精細(xì)化識別判斷，準(zhǔn)確率達(dá)90%。同時，衛(wèi)星遙感技術(shù)實現(xiàn)了大空間范圍、高頻高效時空監(jiān)測，生成海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，基于樣本遷移算法進(jìn)行多源數(shù)據(jù)分析，以森林機(jī)器學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)宏觀監(jiān)測尺度上松材線蟲病致死樹高效化空間分布信息的準(zhǔn)確提取。

天井山林場引入了森林病蟲害實時監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，該設(shè)備由遠(yuǎn)程蟲情分析測報儀、無線自動氣象監(jiān)測站、森林災(zāi)情監(jiān)控攝像頭、預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)、專家咨詢系統(tǒng)及用戶管理平臺等組成。林場管理人員通過移動端和PC端隨時隨地登陸專屬的網(wǎng)絡(luò)客戶端，訪問天井山林場實時數(shù)據(jù)并進(jìn)行系統(tǒng)管理，對每個監(jiān)測點的環(huán)境、氣象、病蟲害狀況、植被生長情況等進(jìn)行實時監(jiān)測。結(jié)合系統(tǒng)預(yù)警模型，對植被實時遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷，并獲得智能化、自動化的解決方案，實現(xiàn)植被生長動態(tài)監(jiān)測和人工遠(yuǎn)程管理[5]。其中，遠(yuǎn)程蟲情分析測報儀可利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)，在無人監(jiān)管的情況下實現(xiàn)自動化誘蟲、殺蟲、收集、分裝、排水等系統(tǒng)作業(yè)，通過GPRS移動無線網(wǎng)絡(luò)，定時拍照采集接蟲盒內(nèi)收集的蟲體圖片，自動上傳到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺，平臺每天自動記錄采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)列表和圖表的形式進(jìn)行展現(xiàn)，使天井山林場工作人員可隨時遠(yuǎn)程了解蟲體的情況和變化，制訂防控措施，為天井山林場資源保護(hù)提供穩(wěn)定支持。

4 結(jié)語

智慧管理模式是森林資源管理中新的發(fā)展趨勢及重要支持。在新的時代背景下，森林資源管理形勢更為復(fù)雜、嚴(yán)峻，壓力持續(xù)增加，而以數(shù)字技術(shù)賦能資源管理具有必要性與可行性。天井山林場抓住森林資源智慧管理模式推進(jìn)的契機(jī)，積極引入新型智慧管理系統(tǒng)，提升森林資源管護(hù)水平。在智慧管理模式的推行中也逐漸實現(xiàn)了森林資源管護(hù)的一體化布局，讓病蟲害監(jiān)測、防火管理、森林生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)信息采集更高效，提高了森林資源管理的效率及精準(zhǔn)度。

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（責(zé)任編輯：張春雨）