智慧管理模式在廣東省天井山林場森林資源管理中的初步應用

楊志威

摘 要 隨著工業化發展與城鎮化建設進程加快，人類社會發展與森林資源保護的矛盾更為突出，森林資源管理也成為社會性話題。森林資源管理的出發點和落腳點是森林資源的有效保護和生態環境的平衡維持，需進行森林資源管理模式及管理技術的創新，以保障社會可持續發展。因此，以廣東省韶關市乳源縣天井山林場為例，簡述林業資源智慧管理的意義及天井山林場森林資源管理現狀，介紹森林火災監測及管理、森林智能巡護管理、森林資源管理方案擬定、森林病蟲害監測等智慧管理模式的具體應用舉措。

關鍵詞 智慧管理；森林資源管護；天井山林場；廣東省韶關市乳源縣

中圖分類號：S757；F326.2 文獻標志碼：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工作，需管理人員樹立先進的管理理念，積極創新管理技術?；诋斍爸腔酃芾砟Ｊ降耐茝V熱潮，森林資源管理人員應主動參與智慧管理平臺搭建和體系建構，建立智慧管理綜合數據庫、啟動智能巡護終端、積極推廣無人機巡查等，開創森林資源管理新格局。在森林資源智慧管理實踐中也應積極總結經驗和不足，為今后推進森林資源智慧管理提供一定的參考。

1 林業資源智慧管理概述

1）森林資源智慧管理是新興概念，內涵豐富。結合當前智慧管理實踐，森林資源智慧管理主要是利用大數據和互聯網等技術構建全新的管理模式，體現管理的自動化、智能化與信息化特色，以智慧管理實現對森林資源的詳細管理和科學統籌，做到森林資源變化情況的動態監管和森林火災風險的及時識別，多措并舉，特別是在網絡終端和無人機的支持下開展森林資源保護工作。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，可整合不同技術優勢，如整合人工智能技術、互聯網技術、物聯網技術等，實現了精準化的數據管理[1]。②智慧森林資源管理模式可減少管理人員外出作業風險，使管理人員可借助設備的智能化信息反饋快速地完成監管和分析工作，及時發現特殊情況并做出應對措施。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、高效。同時，對林業進行有效保護可充分發揮森林系統的經濟效益及社會效益，有利于推動社會可持續發展。

2 天井山林場森林資源管理現狀

韶關市乳源縣天井山林場積極啟動智慧林場管理項目，依靠5G、物聯網、大數據、人工智能等現代技術，以標準化、集群化、智能化為導向，實現任何人在任何時間、任何地點，可使用任何網絡、任何服務。智慧林場涵蓋消防、救援、醫護、交通、公共基礎設施及產品銷售、結算等領域，讓各項信息數據始終貫穿整個服務流程，真正實現“線上辦、碼上辦、掌上辦”的一鍵式服務。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支持下，通過衛星遙感系統及時發現火情，使林場相關工作人員根據火情信息立即安排護林員進行現場核查，護林員通過森防通APP上報現場情況，應急分隊、護林員、森林公安等專業人員依據上報的現場情況進行集結、準備，無人機偵察小組借助無人機優勢及時獲取防火目標、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，科學嚴謹地制訂滅火計劃，及時撲滅火情。智慧林業管理系統通過采用“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”。

3 智慧管理模式在森林資源管理中的具體應用

3.1 森林火災監測及管理

森林火災是影響森林資源安全的重要威脅，一旦發生森林火災極易導致大面積森林資源損毀。傳統的森林火災監測主要靠傳感設備和人工巡查，火災監測及預防效果不理想，處于森林火災應對被動狀態。在森林資源管理中推行智慧管理模式應重點關注森林火災的防范和應對。通過在森林中安裝先進的數據實時監測裝置，準確獲知火災相關參數，及時對火災風險進行科學預判，科學做好防火準備[2]。例如，借助RFID射頻識別系統，通過捕捉射頻信號自動識別目標對象，及時獲取核心參數，整個識別過程中不需要進行人工干預，且支持各種場景和復雜環境下的作業，做到了動態信息獲取和跟蹤分析。也可借助傳感器裝置感知森林系統中的風力、光照強度、物體位移情況，明確森林系統的溫度、濕度等級，使森林管理人員及時掌控森林生態系統的動態數據。同時，智能監測系統可通過科學設定森林火災報警閾值，當反饋參數接近報警閾值時自動預警，做到防患于未然。

1）每年4月是廣東省韶關市森林防火的高危期，此時臨近春耕燒荒及清明祭祀，森林防山火形勢嚴峻。為提高森林山火防治的準確性，天井山林場聯合中國南方電網廣東電網公司電力科學研究院推出了隱患目標智能告警技術方案。該技術方案可自動識別線路桿塔，根據桿塔位置劃分線路走廊區域，精準確定林區內的山火隱患目標，并對比多期影像判斷煙霧及山火形態，實現前端山火智能識別，識別準確率達85.6%。2）天井山林場持續完善森林火災智能監測預警系統，每處監控半徑達3～5 km，實行24 h自動巡航，發現各類火情第一時間告警，尤其是針對燒荒、焚燒、祭祀等違規用火行為第一時間出動制止，極大地降低了森林火災風險隱患。目前，天井山林場已陸續在進山路口建設321個低桿監控和語音提示裝置，與隱患目標智能告警技術方案互為補充，真正做到了森林火災早發現、早預警，森林防火管理效果較好。

3.2 森林的智能巡護管理

基于智慧管理模式的森林資源管理實現了森林智能巡護管理。1）通過開發智能巡護移動終端，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信息。森林管理人員持有內置GPS定位芯片的移動終端裝置進行日常巡查，移動終端裝置每幾秒鐘就會自動更新位置信息，準確顯示管理人員所處的位置和對應的地理坐標。這些數據可有效地存儲在系統中，當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中的應用也體現在以視頻監控設備的接入、無人機巡護軌跡的集成實現影像資料的科學保存，影像資料一鍵上傳到數據管理平臺，智能巡護終端則演變為移動信息采集裝置，實現了森林資源數據的動態采集，全面提高了數據信息的利用價值，為森林管理人員的科學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用支持力度，特別是在日常巡護方面加強了智能巡護支持。林區堅持以信息化為依托，建立了長效管護機制，強化森林資源保護管理，并啟用森林資源“網格化”智能巡護管理系統，結合無人機監測巡護、人工巡護，實現了全區域森林資源無死角、全覆蓋的“一區一網”精細化、綜合化管理。與傳統巡護方式相比，智能巡護管理系統的主體構成無人機不受地形限制，監測范圍更廣、效率更高，可對人和車輛難以到達的地方進行全面、細致的巡護，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拍攝的異常情況進行及時處理。強大的科技性為護林巡山工作提供了技術保障，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的森林資源管護方案，并將其作為森林資源管護工作有序開展的依據。森林資源管理方案的科學制訂以森林管理信息的及時采集和科學分析為前提。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”技術在林業管理領域的成熟應用極大地拓展了信息采集渠道，配合大數據技術、物聯網技術、云計算技術等構建起功能強大、信息海量化的森林管護數字化管理庫，為森林管理提供數據支持，同時數據的分析和利用為森林資源管理方案的科學擬定奠定了重要基礎。

天井山林場通過在森林中設置生物監測裝置和紅外傳感設備，實現了森林內基本參數信息的采集，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勢等[4]。系統將采集到的數據直接傳輸到計算機終端系統，再利用AI技術進行數據的深度分析，甚至可基于采集的林木基礎參數信息預測林木后續的生長情況，指導生成科學的森林資源管護方案。林業管理人員還可借助數字化管理平臺及時開展森林管護實踐，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境在線監測系統，設置了部分負氧離子濃度監測站，通過整合GPRS、無線模塊通信技術，實時監測林區生態系統數據、進行數據傳輸、控制現場設備的運行狀態。系統和監測站點可同時監測多種環境要素，實現各類監測數據的接收、顯示、統計、自動分析、存儲、應用及發布，并根據用戶需求進行擴展增減，可24 h監測空氣中的負氧離子濃度、溫度、濕度、PM2.5濃度、噪聲強度等。傳輸系統還可利用數據庫接口功能，在監測管理中心顯示終端上直觀地生成可視化計算結果圖表。該應用系統操作簡便、人機界面友好，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揮了重要作用。

3.4 森林病蟲害監測

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，森林資源病蟲害監測更及時、更到位。松材線蟲是廣東省韶關市最主要的森林蟲害，松材線蟲病發展速度快、識別難度大、控制風險高，需進行科學預防、監測與除治。在常規的管理模式下，多存在監測數據單一、監測手段人工依賴性強等問題，極易因疫情防控不到位導致嚴重的森林財產損失。針對松材線蟲病，可利用高光譜傳感器、無人機、地面遙感數據采集系統等建構地空一體的監測體系。低空無人機分辨率高，可及時采集林區重點發病區的影像數據，建立松材線蟲病致死樹的光譜特征指數庫，對松材線蟲疫木進行智能化、精細化識別判斷，準確率達90%。同時，衛星遙感技術實現了大空間范圍、高頻高效時空監測，生成海量的訓練數據，基于樣本遷移算法進行多源數據分析，以森林機器學習算法實現宏觀監測尺度上松材線蟲病致死樹高效化空間分布信息的準確提取。

天井山林場引入了森林病蟲害實時監控物聯網設備，該設備由遠程蟲情分析測報儀、無線自動氣象監測站、森林災情監控攝像頭、預警預報系統、專家咨詢系統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絡客戶端，訪問天井山林場實時數據并進行系統管理，對每個監測點的環境、氣象、病蟲害狀況、植被生長情況等進行實時監測。結合系統預警模型，對植被實時遠程監測與診斷，并獲得智能化、自動化的解決方案，實現植被生長動態監測和人工遠程管理[5]。其中，遠程蟲情分析測報儀可利用現代光、電、數控技術，在無人監管的情況下實現自動化誘蟲、殺蟲、收集、分裝、排水等系統作業，通過GPRS移動無線網絡，定時拍照采集接蟲盒內收集的蟲體圖片，自動上傳到遠程物聯網監控平臺，平臺每天自動記錄采集數據，形成蟲害數據庫，通過數據列表和圖表的形式進行展現，使天井山林場工作人員可隨時遠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提供穩定支持。

4 結語

智慧管理模式是森林資源管理中新的發展趨勢及重要支持。在新的時代背景下，森林資源管理形勢更為復雜、嚴峻，壓力持續增加，而以數字技術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的契機，積極引入新型智慧管理系統，提升森林資源管護水平。在智慧管理模式的推行中也逐漸實現了森林資源管護的一體化布局，讓病蟲害監測、防火管理、森林生態系統動態信息采集更高效，提高了森林資源管理的效率及精準度。

參考文獻：

[1] 許嘉慶.基于智慧林業的森林防火方案研究[J].林業勘查設計，2021，50（6）：39-41.

[2] 張松濤，張洪敏，安浩平，等.基于物聯網和圖像處理的森林智慧煙感預警系統[J].農機化研究，2022，44（8）：229-233.

[3] 魏海林，魏東川，張凌濤，等.森林公園智慧管理平臺的構建[J].西南林業大學學報（社會科學），2020，4（6）：39-44.

[4] 楊帆.無人機傾斜攝影在森林景區實景三維模型構建及分析[J].林業資源管理，2018（4）：120-124.

[5] 向尚，鄒凱，蔣知義，等.基于隨機森林的智慧城市信息安全風險預測[J].中國管理科學，2016，

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（責任編輯：張春雨）