智慧管理模式在廣東省天井山林場(chǎng)森林資源管理中的初步應(yīng)用

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(lèi)社會(huì)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(huì)性話題。森林資源管理的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)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(huì)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(chǎng)為例，簡(jiǎn)述林業(yè)資源智慧管理的意義及天井山林場(chǎng)森林資源管理現(xiàn)狀，介紹森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)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(chóng)害監(jiān)測(cè)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(chǎng)；廣東省韶關(guān)市乳源縣

中圖分類(lèi)號(hào)：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(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工作，需管理人員樹(shù)立先進(jìn)的管理理念，積極創(chuàng)新管理技術(shù)。基于當(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(dòng)參與智慧管理平臺(tái)搭建和體系建構(gòu)，建立智慧管理綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、啟動(dòng)智能巡護(hù)終端、積極推廣無(wú)人機(jī)巡查等，開(kāi)創(chuàng)森林資源管理新格局。在森林資源智慧管理實(shí)踐中也應(yīng)積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(dòng)化、智能化與信息化特色，以智慧管理實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)態(tài)監(jiān)管和森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)識(shí)別，多措并舉，特別是在網(wǎng)絡(luò)終端和無(wú)人機(jī)的支持下開(kāi)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(shì)，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(shí)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(xiǎn)，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(shí)發(fā)現(xiàn)特殊情況并做出應(yīng)對(duì)措施。③智慧森林資源管理突破了時(shí)間、地點(diǎn)等的局限，使管理更高質(zhì)、高效。同時(shí)，對(duì)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(huì)效益，有利于推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

2 天井山林場(chǎng)森林資源管理現(xiàn)狀

韶關(guān)市乳源縣天井山林場(chǎng)積極啟動(dòng)智慧林場(chǎng)管理項(xiàng)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(shí)現(xiàn)任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，可使用任何網(wǎng)絡(luò)、任何服務(wù)。智慧林場(chǎng)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(xiāo)售、結(jié)算等領(lǐng)域，讓各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)始終貫穿整個(gè)服務(wù)流程，真正實(shí)現(xiàn)“線上辦、碼上辦、掌上辦”的一鍵式服務(wù)。天井山林場(chǎng)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(guò)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，使林場(chǎng)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(chǎng)核查，護(hù)林員通過(guò)森防通APP上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況，應(yīng)急分隊(duì)、護(hù)林員、森林公安等專(zhuān)業(yè)人員依據(jù)上報(bào)的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行集結(jié)、準(zhǔn)備，無(wú)人機(jī)偵察小組借助無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)及時(shí)獲取防火目標(biāo)、防火物資、防火水池到火點(diǎn)距離、火點(diǎn)地貌地類(lèi)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?jì)劃，及時(shí)撲滅火情。智慧林業(yè)管理系統(tǒng)通過(guò)采用“空天地人”四位一體的管理方式，筑牢天井山林場(chǎng)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(cè)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(cè)主要靠傳感設(shè)備和人工巡查，火災(zāi)監(jiān)測(cè)及預(yù)防效果不理想，處于森林火災(zāi)應(yīng)對(duì)被動(dòng)狀態(tài)。在森林資源管理中推行智慧管理模式應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注森林火災(zāi)的防范和應(yīng)對(duì)。通過(guò)在森林中安裝先進(jìn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，準(zhǔn)確獲知火災(zāi)相關(guān)參數(shù)，及時(shí)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)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(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)捕捉射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，及時(shí)獲取核心參數(shù)，整個(gè)識(shí)別過(guò)程中不需要進(jìn)行人工干預(yù)，且支持各種場(chǎng)景和復(fù)雜環(huán)境下的作業(yè)，做到了動(dòng)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(jí)，使森林管理人員及時(shí)掌控森林生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。同時(shí)，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)科學(xué)設(shè)定森林火災(zāi)報(bào)警閾值，當(dāng)反饋參數(shù)接近報(bào)警閾值時(shí)自動(dòng)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(shí)臨近春耕燒荒及清明祭祀，森林防山火形勢(shì)嚴(yán)峻。為提高森林山火防治的準(zhǔn)確性，天井山林場(chǎng)聯(lián)合中國(guó)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(dòng)識(shí)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(duì)比多期影像判斷煙霧及山火形態(tài)，實(shí)現(xiàn)前端山火智能識(shí)別，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)85.6%。2）天井山林場(chǎng)持續(xù)完善森林火災(zāi)智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，每處監(jiān)控半徑達(dá)3～5 km，實(shí)行24 h自動(dòng)巡航，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)火情第一時(shí)間告警，尤其是針對(duì)燒荒、焚燒、祭祀等違規(guī)用火行為第一時(shí)間出動(dòng)制止，極大地降低了森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)隱患。目前，天井山林場(chǎng)已陸續(xù)在進(jìn)山路口建設(shè)321個(gè)低桿監(jiān)控和語(yǔ)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(shí)現(xiàn)了森林智能巡護(hù)管理。1）通過(guò)開(kāi)發(fā)智能巡護(hù)移動(dòng)終端，可讓森林資源管理人員足不出戶(hù)就能獲取森林變化的動(dòng)態(tài)信息。森林管理人員持有內(nèi)置GPS定位芯片的移動(dòng)終端裝置進(jìn)行日常巡查，移動(dòng)終端裝置每幾秒鐘就會(huì)自動(dòng)更新位置信息，準(zhǔn)確顯示管理人員所處的位置和對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)。這些數(shù)據(jù)可有效地存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)可更好地開(kāi)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(wú)人機(jī)巡護(hù)軌跡的集成實(shí)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(tái)，智能巡護(hù)終端則演變?yōu)橐苿?dòng)信息采集裝置，實(shí)現(xiàn)了森林資源數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集，全面提高了數(shù)據(jù)信息的利用價(jià)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(lái)，天井山林場(chǎng)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(jiān)持以信息化為依托，建立了長(zhǎng)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(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)巡護(hù)、人工巡護(hù)，實(shí)現(xiàn)了全區(qū)域森林資源無(wú)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(wú)人機(jī)不受地形限制，監(jiān)測(cè)范圍更廣、效率更高，可對(duì)人和車(chē)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(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的異常情況進(jìn)行及時(shí)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(chǎng)森林資源管理人員的日常巡查壓力和降低了工作風(fēng)險(xiǎn)。

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(kāi)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(shí)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。“3S”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(jì)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(kù)，為森林管理提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)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(chǎng)通過(guò)在森林中設(shè)置生物監(jiān)測(cè)裝置和紅外傳感設(shè)備，實(shí)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(lèi)及植物的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)等[4]。系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接?jì)算機(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(cè)林木后續(xù)的生長(zhǎng)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(tái)及時(shí)開(kāi)展森林管護(hù)實(shí)踐，最大限度確保天井山林場(chǎng)森林資源安全。目前，天井山林場(chǎng)引入了環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置了部分負(fù)氧離子濃度監(jiān)測(cè)站，通過(guò)整合GPRS、無(wú)線模塊通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)站點(diǎn)可同時(shí)監(jiān)測(cè)多種環(huán)境要素，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接收、顯示、統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)分析、存儲(chǔ)、應(yīng)用及發(fā)布，并根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行擴(kuò)展增減，可24 h監(jiān)測(cè)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(kù)接口功能，在監(jiān)測(cè)管理中心顯示終端上直觀地生成可視化計(jì)算結(jié)果圖表。該應(yīng)用系統(tǒng)操作簡(jiǎn)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(chǎng)森林資源管理中發(fā)揮了重要作用。

3.4 森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

病蟲(chóng)害問(wèn)題一直是森林資源管理中的頭號(hào)難題。在智慧管理模式的支持下，森林資源病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)更及時(shí)、更到位。松材線蟲(chóng)是廣東省韶關(guān)市最主要的森林蟲(chóng)害，松材線蟲(chóng)病發(fā)展速度快、識(shí)別難度大、控制風(fēng)險(xiǎn)高，需進(jìn)行科學(xué)預(yù)防、監(jiān)測(cè)與除治。在常規(guī)的管理模式下，多存在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)單一、監(jiān)測(cè)手段人工依賴(lài)性強(qiáng)等問(wèn)題，極易因疫情防控不到位導(dǎo)致嚴(yán)重的森林財(cái)產(chǎn)損失。針對(duì)松材線蟲(chóng)病，可利用高光譜傳感器、無(wú)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(cè)體系。低空無(wú)人機(jī)分辨率高，可及時(shí)采集林區(qū)重點(diǎn)發(fā)病區(qū)的影像數(shù)據(jù)，建立松材線蟲(chóng)病致死樹(shù)的光譜特征指數(shù)庫(kù)，對(duì)松材線蟲(chóng)疫木進(jìn)行智能化、精細(xì)化識(shí)別判斷，準(zhǔn)確率達(dá)90%。同時(shí)，衛(wèi)星遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大空間范圍、高頻高效時(shí)空監(jiān)測(cè)，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(shí)現(xiàn)宏觀監(jiān)測(cè)尺度上松材線蟲(chóng)病致死樹(shù)高效化空間分布信息的準(zhǔn)確提取。

天井山林場(chǎng)引入了森林病蟲(chóng)害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，該設(shè)備由遠(yuǎn)程蟲(chóng)情分析測(cè)報(bào)儀、無(wú)線自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站、森林災(zāi)情監(jiān)控?cái)z像頭、預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、專(zhuān)家咨詢(xún)系統(tǒng)及用戶(hù)管理平臺(tái)等組成。林場(chǎng)管理人員通過(guò)移動(dòng)端和PC端隨時(shí)隨地登陸專(zhuān)屬的網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端，訪問(wèn)天井山林場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行系統(tǒng)管理，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境、氣象、病蟲(chóng)害狀況、植被生長(zhǎng)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)合系統(tǒng)預(yù)警模型，對(duì)植被實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷，并獲得智能化、自動(dòng)化的解決方案，實(shí)現(xiàn)植被生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和人工遠(yuǎn)程管理[5]。其中，遠(yuǎn)程蟲(chóng)情分析測(cè)報(bào)儀可利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)，在無(wú)人監(jiān)管的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化誘蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、收集、分裝、排水等系統(tǒng)作業(yè)，通過(guò)GPRS移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)拍照采集接蟲(chóng)盒內(nèi)收集的蟲(chóng)體圖片，自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，平臺(tái)每天自動(dòng)記錄采集數(shù)據(jù)，形成蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)列表和圖表的形式進(jìn)行展現(xiàn)，使天井山林場(chǎng)工作人員可隨時(shí)遠(yuǎn)程了解蟲(chóng)體的情況和變化，制訂防控措施，為天井山林場(chǎng)資源保護(hù)提供穩(wěn)定支持。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧管理模式是森林資源管理中新的發(fā)展趨勢(shì)及重要支持。在新的時(shí)代背景下，森林資源管理形勢(shì)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)了森林資源管護(hù)的一體化布局，讓病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、防火管理、森林生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)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）