摘 要：智慧林業(yè)通過整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算等前沿技術(shù)，實現(xiàn)了對森林資源的高效管理與保護。這種創(chuàng)新模式不僅推動了森林資源的可持續(xù)利用，而且在生態(tài)保護和生物多樣性保護方面也發(fā)揮了積極作用。智慧林業(yè)在病蟲害預(yù)警、林火監(jiān)測、資源監(jiān)管、碳匯計量等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，為林業(yè)現(xiàn)代化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強有力的技術(shù)支撐。研究分析了智慧林業(yè)的運用場景，提出了智慧林業(yè)建設(shè)過程中存在的問題，并提出了可行性建議。

關(guān)鍵詞：智慧林業(yè)；森林資源管理；智慧林業(yè)運用

中圖分類號：F326.2；F49 文獻標(biāo)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(yè)是一種新興的林業(yè)發(fā)展模式，它利用現(xiàn)代信息技術(shù)（如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等）對森林資源進行高效、精準(zhǔn)和可持續(xù)管理。智慧林業(yè)的核心在于通過這些技術(shù)手段，建立一種智慧化發(fā)展的長效機制，實現(xiàn)林業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展［1］。智慧林業(yè)的基礎(chǔ)是“數(shù)字林業(yè)”，智慧林業(yè)是在20世紀(jì)末提出的“數(shù)字地球”框架下，運用計算機、互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)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(yīng)用和共享。智慧林業(yè)將數(shù)字林業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)、新一代信息技術(shù)及林業(yè)智能裝備跨學(xué)科深度融合，形成面向林業(yè)生產(chǎn)和管理的信息化發(fā)展新模式［2-5］。

研究分析了智慧林業(yè)的應(yīng)用場景，深入探討了在推進智慧林業(yè)建設(shè)過程中面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相關(guān)對策。

1 智慧林業(yè)的運用場景

智慧林業(yè)的應(yīng)用范圍廣泛，涵蓋森林資源監(jiān)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(shù)實現(xiàn)方式。

1.1 森林資源監(jiān)測與管理

利用衛(wèi)星遙感、無人機、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算等，可以實現(xiàn)對森林資源的實時監(jiān)測和動態(tài)管理［6］。例如，遙感技術(shù)能夠提供森林覆蓋、結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化的信息，為森林資源調(diào)查和監(jiān)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(shù)及樹種分布等信息，結(jié)合時間序列數(shù)據(jù)，可以監(jiān)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(yè)管理者進行日常巡護、監(jiān)測森林健康狀況及評估資源分布。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在森林中部署傳感器，實時收集森林資源的各種數(shù)據(jù)，如樹木生長情況、土壤濕度、氣候變化等。這些數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，實現(xiàn)對森林資源的實時監(jiān)控和動態(tài)管理［7］。

1.2 森林火災(zāi)預(yù)防與應(yīng)急響應(yīng)

無人機和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在森林火災(zāi)預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，能全天候?qū)崟r監(jiān)測、自動火情探測、自動火源定位和自動預(yù)警，提高森林防火效率。利用觀測塔、無人機、衛(wèi)星等進行立體式監(jiān)控，通過煙火識別算法和高精度火點定位技術(shù)，實現(xiàn)對火險預(yù)警、火點定位、火情識別等場景的精準(zhǔn)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?shù)铰暪鈭缶鳌⑹謾C或電腦客戶端，提醒相關(guān)人員做出分析研判后部署滅火方案［8］。

1.3 病蟲害監(jiān)測與控制

智慧林業(yè)利用遙感技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、無人機等對森林病蟲害進行預(yù)測和控制［9］。利用遙感技術(shù)，可以對森林病蟲害進行早期識別和監(jiān)測。分析植被的光譜特征變化，可以及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的發(fā)生和擴散趨勢，為防治提供科學(xué)依據(jù)。利用圖像處理、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，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(shù)量、活動規(guī)律進行精準(zhǔn)分析，從而提前采取相應(yīng)的防治措施。利用無人機、智能噴藥車等設(shè)備可以實現(xiàn)智能化施藥，精確控制施藥時間和劑量，降低對環(huán)境的污染，提高防治效果。同時，利用傳感器和監(jiān)測設(shè)備可以實時監(jiān)測施藥效果，及時調(diào)整施藥方案。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法對歷史數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，可以預(yù)測病蟲害的發(fā)生和發(fā)展趨勢。根據(jù)預(yù)測結(jié)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(lián)網(wǎng)、無人機、紅外相機等，可以實時監(jiān)測野生動植物的活動地和棲息地。設(shè)置監(jiān)測點，收集動物影像、聲音等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對物種的動態(tài)跟蹤和監(jiān)測，及時掌握種群分布和變化情況。通過大數(shù)據(jù)分析，整合各類生物物種和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)。利用人工智能和深度學(xué)習(xí)算法，能對監(jiān)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(wèi)星定位跟蹤器，可以實時監(jiān)測野生動物的活動軌跡和行為模式［10］。

2 我國智慧林業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國將智慧林業(yè)作為國家戰(zhàn)略重點進行了一系列頂層設(shè)計和規(guī)劃。2013年8月，國家林業(yè)局印發(fā)了《中國智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》，這是深入貫徹落實黨的十八大“新四化”和“五位一體”戰(zhàn)略部署的重要舉措，標(biāo)志著我國林業(yè)信息化由“數(shù)字林業(yè)”向“智慧林業(yè)”的轉(zhuǎn)型。在政策的引領(lǐng)下，各省份結(jié)合地方特色，紛紛制訂并啟動了智慧林業(yè)發(fā)展計劃，促進了智慧林業(yè)在全國的快速推進。2016年3月，國家林業(yè)局發(fā)布了《“互聯(lián)網(wǎng)+”林業(yè)行動計劃——全國林業(yè)信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，通過8個領(lǐng)域、48項重點工程建設(shè)，有力提升了林業(yè)治理的現(xiàn)代化水平，全面支撐引領(lǐng)“十三五”林業(yè)各項建設(shè)。2016年7月，國家林業(yè)局發(fā)布了《關(guān)于加快中國林業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，旨在充分發(fā)揮林業(yè)大數(shù)據(jù)在生態(tài)建設(shè)中的重要功能和巨大潛力，推進數(shù)據(jù)資源開放共享，積極培育林業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)。2019年11月，國家林業(yè)和草原局發(fā)布了《關(guān)于促進林業(yè)和草原人工智能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，標(biāo)志著我國林草人工智能建設(shè)進入新時代［2］。《關(guān)于促進林業(yè)和草原人工智能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出了3個階段的發(fā)展目標(biāo)，包括到2025年實現(xiàn)林草人工智能技術(shù)在林草業(yè)重點建設(shè)領(lǐng)域中的示范應(yīng)用；到2030年部分技術(shù)與應(yīng)用達(dá)到先進水平，并開始在大范圍區(qū)域?qū)崿F(xiàn)推廣；到2035年林草人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

自我國啟動智慧林業(yè)建設(shè)以來，各省份積極響應(yīng)，紛紛投身于林業(yè)的數(shù)字化與智慧化轉(zhuǎn)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(yè)云平臺”，涵蓋森林資源監(jiān)管、林業(yè)災(zāi)害應(yīng)急、森林培育、產(chǎn)業(yè)發(fā)展四大業(yè)務(wù)板塊，形成了“一平臺、四系統(tǒng)、二十六個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)”和“空、天、地三位一體”的整體構(gòu)架。2021年，四川省與重慶市共推智慧林業(yè)示范項目建設(shè)，打造林業(yè)“一張圖”、資源監(jiān)管、森林經(jīng)營、林木種苗、古樹名木、智慧防火、大數(shù)據(jù)平臺等近20個子平臺的智慧林業(yè)綜合平臺，實現(xiàn)林區(qū)綜合動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警。2022年，福建省林業(yè)局制訂了智慧林業(yè)“123”工程方案，到2025年，全面構(gòu)建福建林業(yè)“天空地”一體化感知應(yīng)用體系，建立“天上看、地上巡、網(wǎng)上查”資源監(jiān)管新模式，建成主要業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)全覆蓋新體系，實現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)縱橫貫通、政務(wù)服務(wù)“一網(wǎng)好辦”新格局。2022年，陜西省人民政府將智慧林業(yè)建設(shè)納入《陜西省數(shù)字政府建設(shè)“十四五”規(guī)劃》。自此，陜西省林業(yè)局啟動智慧林業(yè)建設(shè)，按照“1+N”平臺建設(shè)和“1+N”數(shù)據(jù)中心建設(shè)框架布局，建立各種類型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)多種用途應(yīng)用系統(tǒng)，完善現(xiàn)代化管理體制機制，著力構(gòu)建信息互通、數(shù)據(jù)共享、安全高效的生態(tài)空間云平臺服務(wù)體系。2024年，陜西省生態(tài)云感知系統(tǒng)入選國家數(shù)據(jù)局首批50個數(shù)字中國建設(shè)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(xiàn)代化中取得的顯著成效。

3 智慧林業(yè)建設(shè)中存在的問題

在智慧林業(yè)建設(shè)的過程中，雖然這一領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?，但也面臨著一系列挑戰(zhàn)和問題。這些問題主要集中在技術(shù)應(yīng)用、信息安全、人才培養(yǎng)等方面。

3.1 技術(shù)應(yīng)用難度大

智慧林業(yè)的發(fā)展高度依賴物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等高新技術(shù)。例如，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝在森林中的各個角落，以實時監(jiān)測環(huán)境變化和林情動態(tài)。大數(shù)據(jù)分析可以處理海量的林業(yè)數(shù)據(jù)，通過算法挖掘出有價值的信息。人工智能技術(shù)則可以用于預(yù)測病蟲害發(fā)生、優(yōu)化林木種植方案等。然而，這些技術(shù)的引入和應(yīng)用并非易事，因為它們不僅技術(shù)門檻高，而且對操作人員的技能要求也很高。林業(yè)從業(yè)人員需要接受系統(tǒng)的培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新技術(shù)的原理和操作方法，熟練掌握并應(yīng)用于實際工作中。此外，由于技術(shù)的更新?lián)Q代速度快，從業(yè)人員還需要不斷學(xué)習(xí)新知識，以跟上技術(shù)發(fā)展的步伐。

3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

在智慧林業(yè)建設(shè)過程中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題顯得尤為突出。智慧林業(yè)的發(fā)展依賴物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等眾多信息技術(shù)，而這些技術(shù)各自發(fā)展迅速，往往由不同的供應(yīng)商提供，采用各自的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。這導(dǎo)致了不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)難以共享和互通，不同技術(shù)系統(tǒng)之間的兼容性和互操作性出現(xiàn)了顯著差異。這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不一致性，使得林業(yè)管理中的各種設(shè)備和系統(tǒng)難以實現(xiàn)有效對接，會造成嚴(yán)重的信息孤島現(xiàn)象。數(shù)據(jù)無法順暢流通，信息共享受阻，極大地限制了智慧林業(yè)功能的發(fā)揮。這不僅降低了林業(yè)管理的效率，也影響了智慧林業(yè)在生態(tài)環(huán)境保護、資源監(jiān)測等方面的應(yīng)用效果［11］。

3.3 復(fù)合型人才缺乏

智慧林業(yè)的發(fā)展高度依賴跨學(xué)科知識和技能的綜合應(yīng)用?，F(xiàn)階段，智慧林業(yè)領(lǐng)域的人才隊伍建設(shè)還比較薄弱，限制了智慧林業(yè)的發(fā)展。智慧林業(yè)涉及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等高新技術(shù)，這些技術(shù)不僅需要林業(yè)從業(yè)人員具有深厚的專業(yè)知識，還需要具備實際操作能力和創(chuàng)新思維。然而，目前林業(yè)從業(yè)人員中能夠熟練掌握這些技術(shù)的人才相對較少。此外，智慧林業(yè)還需要具備林業(yè)專業(yè)知識和管理經(jīng)驗的復(fù)合型人才，這類人才更是鳳毛麟角。因此，加強人才培養(yǎng)和引進是推進智慧林業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

3.4 存在信息安全隱患

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)泄露、網(wǎng)絡(luò)攻擊等信息安全風(fēng)險也隨之增加。如果不能有效保障信息安全，可能會對林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營造成嚴(yán)重影響。智慧林業(yè)涉及大量的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理，這些數(shù)據(jù)包括林木生長情況、病蟲害發(fā)生情況、氣候變化等重要信息。如果這些數(shù)據(jù)被非法獲取或篡改，會對林業(yè)生產(chǎn)造成不可估量的損失。此外，智慧林業(yè)系統(tǒng)還面臨著來自黑客的網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅。一旦系統(tǒng)被攻破，不僅會導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露，還可能引發(fā)系統(tǒng)癱瘓、設(shè)備損壞等問題，嚴(yán)重影響林業(yè)生產(chǎn)的正常進行。因此，加強信息安全管理是推進智慧林業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一。

4 加快推進智慧林業(yè)建設(shè)的對策

4.1 推動智慧林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是智慧林業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一步。制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以促進不同系統(tǒng)之間的兼容性和互操作性，從而打破信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這不僅有助于提高整體效能，還能降低技術(shù)應(yīng)用的難度和成本。

政府和企業(yè)應(yīng)聯(lián)合起來，共同制定適用于智慧林業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、大數(shù)據(jù)平臺、人工智能算法等各個方面，確保不同供應(yīng)商的產(chǎn)品能夠協(xié)同工作。同時，還應(yīng)建立相應(yīng)的認(rèn)證機制，對符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和服務(wù)進行認(rèn)證，以保證其質(zhì)量和可靠性。除了技術(shù)層面的標(biāo)準(zhǔn)化外，還應(yīng)注重管理流程的規(guī)范化。例如，可以制定一套完整的數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，明確各個環(huán)節(jié)的責(zé)任主體和操作規(guī)范。這樣不僅可以提高工作效率，還能減少人為導(dǎo)致的錯誤和風(fēng)險。此外，為了進一步推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，還可以采取一些激勵措施。例如，對于積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定的企業(yè)和個人給予一定的獎勵和支持；對于采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和服務(wù)的項目給予優(yōu)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(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)進程。

總之，推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是智慧林業(yè)發(fā)展的必然趨勢。只有制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理流程，才能實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的無縫對接和高效協(xié)作，推動智慧林業(yè)的快速發(fā)展。

4.2 加強智慧林業(yè)人才培養(yǎng)

加強人才培養(yǎng)是推進智慧林業(yè)發(fā)展的核心環(huán)節(jié)之一。為了培養(yǎng)更多具備跨學(xué)科知識和技能的綜合人才，政府和企業(yè)應(yīng)加大對智慧林業(yè)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)和引進力度。在教育方面，可以與高等院校合作開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程（如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等），為學(xué)生提供系統(tǒng)的理論知識和實踐機會。同時，鼓勵高校與企業(yè)聯(lián)合開展產(chǎn)學(xué)研合作項目，讓學(xué)生在實際工作中學(xué)習(xí)和成長。此外，還可以設(shè)立獎學(xué)金和實習(xí)基地，吸引更多優(yōu)秀學(xué)生投身于智慧林業(yè)建設(shè)。職業(yè)培訓(xùn)也是培養(yǎng)人才的重要途徑。政府和企業(yè)可以共同組織各類培訓(xùn)班、研討會和技術(shù)交流活動，邀請行業(yè)專家和學(xué)者進行授課和指導(dǎo)。這些活動可以幫助從業(yè)人員了解最新的技術(shù)動態(tài)和應(yīng)用案例，提高他們的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。同時，還可以建立在線學(xué)習(xí)平臺，為從業(yè)人員提供豐富的教學(xué)資源和互動交流機會，方便從業(yè)人員隨時隨地學(xué)習(xí)和提升。

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

總之，加強人才培養(yǎng)是推進智慧林業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。只有利用多種方式培養(yǎng)和引進優(yōu)秀人才，才能滿足智慧林業(yè)發(fā)展的需求。

4.3 加強信息安全與數(shù)據(jù)安全保護

對采集、傳輸和存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，確保即使數(shù)據(jù)被非法獲取，攻擊者也無法輕易解讀。同時，設(shè)置嚴(yán)格的訪問控制策略，限制對敏感信息的訪問權(quán)限，只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能訪問相關(guān)數(shù)據(jù)。這樣可以減少數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險，保護林業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵信息。

在物理層面，加強對服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理防護，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問、物理破壞、盜竊及環(huán)境因素（如火災(zāi)、水患、灰塵等）對設(shè)備造成損害。在網(wǎng)絡(luò)層面，部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等安全設(shè)備，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，及時發(fā)現(xiàn)并阻止異常行為。在應(yīng)用層面，采用安全的開發(fā)框架和代碼審查機制，防止應(yīng)用程序被惡意篡改或利用。定期對智慧林業(yè)系統(tǒng)進行全面安全審計和漏洞掃描，以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。對于發(fā)現(xiàn)的安全問題，及時采取修復(fù)措施，如更新軟件補丁、調(diào)整安全策略等。這樣可以確保系統(tǒng)始終處于相對安全狀態(tài)，減少被攻擊的風(fēng)險。

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

5 結(jié)束語

智慧林業(yè)引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算等新一代信息技術(shù)，可以對森林資源進行高效管理和保護。智慧林業(yè)不僅有助于森林資源的可持續(xù)利用，還能促進生態(tài)保護和生物多樣性維護，應(yīng)用于病蟲害預(yù)警、林火監(jiān)測、森林資源監(jiān)管、碳匯計量等多個方面，為林業(yè)的現(xiàn)代化和智能化發(fā)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