西安市小王涧国有生态林场智慧化建设现状及对策

罗 龙

(西安市小王涧国有生态林场，陕西 周至 710499)

智慧林业是指充分利用云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术，通过感知化、物联化、智能化的手段，形成林业立体感知、管理协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的林业发展新模式[1]。21世纪是生态文明建设的世纪，随着云技术、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术不断发展，未来的林业建设不仅越来越“生态化”，也越来越“智慧化”。国有林场作为保护森林资源和改善生态环境的主力军，是生态文明建设最重要的组成部分，在保护国家生态安全、推动绿色发展、应对气候变化、提供生态产品等方面发挥了重要作用。智慧林场作为智慧林业建设的重要的一环，是今后国有林场发展的必由之路。紧抓发展机遇，打造现代信息化、智慧化林场，成了林场补齐短板追赶超越发展道路上的关键一步。

1 林场概况

西安市小王涧国有生态林场位于西安市西南部周至县境内，秦岭腹地，辖区面积16 844.0 hm2，经营面积12 012 hm2。海拔在1 000～2 400 m之间，年平均气温6.4～8.4 ℃，年降水量1 000 mm左右。活立木蓄积1 031 100 m3，森林覆盖率为93%。林场内动植物资源丰富，现已知种子植物121科，508属，1 000余种；脊椎动物250余种，昆虫600多种。辖区内河流众多，是秦岭北麓天然的基因库和黑河水源涵养地及生态屏障，生态区位特别重要。2018年西安市小王涧国有生态林场完成了林改任务，从而解决了功能定位不清、管理体制不顺、支持政策不健全、可持续发展面临严峻挑战等问题[2]。解除了制约林场发展的瓶颈，释放了林场发展的活力，林场建设迎来了快速发展的机遇期。随着近年来生态文明建设的持续推进,区内主要干道硬化率达80%以上，电力、网络基础设施不断完善，为林场智慧化建设奠定了坚实的基础。《中国智慧林业发展指导意见》《中国林业物联网发展行动计划》《“互联网+”行动计划-全国林业信息化“十三五”发展规划》的陆续发布为智慧林场的建设做好了顶层设计。

2 智慧化发展现状

西安市小王涧国有生态林场信息化建设及应用总体水平低。林业信息化基础设施落后，没有机房、服务器、地理信息系统、生态环境监测采集等相应的软硬件设施。现有的视频监控系统、野外红外相机没有做到网络化、在线化、智能化。业务数据(如森林资源二类调查、野生动植物资源、森林防火、资源巡护等)大都为纸质档案，没有整合形成系统的数据库管理，各业务数据标准不统一，存在数据“孤岛”，信息无法共享与交换，数据使用效率低，难以充分发挥数据的价值。森林资源调查、森林管护、森林防火等工作仍采用“看靠一双眼、跑靠两条腿”的传统方式，业务开展机械化，信息化、科学化水平低。

3 智慧化设计

3.1 总体思路

结合林场实际，围绕“保护森林资源存量、培育增量、提高质量”的工作重心，充分发挥林场网络、电力、交通等现有基础设施优势，在综合考虑业务需求的基础上，建立以大数据处理模块为核心、以各类感知采集应用设备及网络通信储存处理等基础设施为支撑、以综合应用平台为目标、以安全保护及维护管理体系为保障的智慧化网络体系。

3.2 总体目标

通过智慧林场建设，有效提升西安市小王涧国有生态林场智慧化水平。科学整合林场各类业务数据，统一管理，实现林场信息共享与交互。利用布设在林场辖区的各种数据采集设备及各类应用终端，实现各类业务数据实时交换。通过对林场各项数据的综合分析，实现林场信息化、智慧化管理，科学指导林场各项业务决策。

3.3 智慧林场构建步骤

智慧林区构建分为4个部分：基础设施、数据中心、应用系统和应用终端(如图1)。

图1 智慧林场系统结构图

3.3.1 基础设施搭建

智慧林场基础设施建设，主要依托云计算、物联网、大数据、3S、移动互联网等新一代信息技术，构建全方位的智慧林场基础设施，是林场实现智慧化管理的根本，包括机房存储设备、服务器、网络及信息采集终端3部分。(如图2)

3.3.2 数据中心建立 数据中心建立是林场信息化、智慧化的核心。依靠GIS、数据库应用技术，整合林场各类森林资源管理数据，建立以林场空间地理数据库、林业基础数据库、林场专题数据库和公共信息数据库为核心的智慧林场数据中心，为智慧林场提供有效的数据服务，为智慧林场应用系统提供数据服务支撑。(如图3)

图2 基础设施结构图

图3 数据中心结构图

3.3.3 应用系统开发 智慧林场应用系统建设，是以实现林场的数字化、可视化、智能化管理为目标，依靠智慧林场数据中心及基础设施平台，融合3S、数据库管理、大数据、物联网等技术，解决森林资源管护、野生动植物资源监测与保护、林业有害生物防治、森林防火应急指挥、办公自动化等林场业务。可以根据需求，基于地理信息系统开发各类业务管理应用系统。(如图4)

3.3.3.1 森林资源信息管理系统 以林场大数据中心的地理数据库和林业基础数据库为基础，依靠管护员日常巡护、无人机巡查、视频监测等采集手段，对森林资源的变化进行动态更新和维护，从而达到对森林资源信息综合利用。

图4 应用系统结构图

3.3.3.2 野生动植物资源监测与保护系统 通过科学分析规划，在林场核心区和重点保护野生动植物周边合理设置红外相机监测仪、空气质量监测仪、风力监测仪等传感设备，在林区内河流布设水文监测设备，对林区内野生动植物及周边环境进行监控。监测点自动采集数据，通过网络实时上传至服务器。从而实现野生动植物保护与研究。

3.3.3.3 护林员巡护管理系统 通过合理规划巡护路线与区域，科学的安排巡护工作任务，巡护员可以利用配备的林业专业设备可以对巡护区域森林资源进行查询和采集，并通过移动终端安规对相关数据库数据进行更新维护；系统可以对巡护实时监控，能够第一时间掌握护林员的实时状况，从而保障护林员的安全。

3.3.3.4 森林防火应急指挥系统 可以实现森林火灾可视化、智能化防火。在林场地理数据库、林业基础数据库、防火数据库支撑下，应用“3S”及物联网等信息技术，通过各种监控手段，实现三维场景下的森林火灾可视化、全方位、全过程动态管理控制系统，实现实时数据浏览、数据查询和应急指挥等。为森林火险预测、火情定位、火情模拟、火灾扑救、扑火指挥和灾后评估提供技术支撑和决策依据。

3.3.3.5 办公自动化系统 基于网络通讯技术、计算机技术和数据库技术，构建网上电子化办公系统，实现林场无纸化办公，实现行业单位办公网络纵向横向连接。建立门户网站，使林场业务在线化、公开化，打造林场宣传窗口,加强互动交流，接受社会公众监督，吸纳外界意见及建议。

3.3.4 应用终端建设 利用互联网、云计算、物联网等信息技术，通过数据的综合管理，实现计算机、手机、平板等终端设备的实时访问、应用和维护。

4 安全保护与维护管理

建立智慧化体系安全与维护管理制度，保护各类智慧化林场网络、采集设备、服务器等基础设施；设置网络防火墙，确保智慧林场网络安全，应用安全、数据安全；划定数据访问权限，保证数据维护和应用科学、合理，实现数据的保密性和完整性；加大专业人才培养力度，积极与科研院校合作，定期对管理及技术人员进行专业培训，不断更新理论知识，依靠人才推动智慧林场高质量发展。

5 结论与讨论

目前西安市小王涧国有生态林场基础设施薄弱、资源管护手段传统、信息化水平低，无法适应现代林业发展的要求。智慧林场的建设，充分利用了互联网、物联网、3S等先进的信息技术，实现了对各林场业务的智能化管理，能全面提高林场信息化应用水平，增强林场森林资源管护能力，更好地推动秦岭生态环境保护与建设，为助力大西安追赶超越提供生态保障。