智慧管理模式在广东省天井山林场森林资源管理中的初步应用

杨志威

摘 要 随着工业化发展与城镇化建设进程加快，人类社会发展与森林资源保护的矛盾更为突出，森林资源管理也成为社会性话题。森林资源管理的出发点和落脚点是森林资源的有效保护和生态环境的平衡维持，需进行森林资源管理模式及管理技术的创新，以保障社会可持续发展。因此，以广东省韶关市乳源县天井山林场为例，简述林业资源智慧管理的意义及天井山林场森林资源管理现状，介绍森林火灾监测及管理、森林智能巡护管理、森林资源管理方案拟定、森林病虫害监测等智慧管理模式的具体应用举措。

关键词 智慧管理；森林资源管护；天井山林场；广东省韶关市乳源县

中图分类号：S757；F326.2 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.020

森林资源管理一项综合性的系统工作，需管理人员树立先进的管理理念，积极创新管理技术。基于当前智慧管理模式的推广热潮，森林资源管理人员应主动参与智慧管理平台搭建和体系建构，建立智慧管理综合数据库、启动智能巡护终端、积极推广无人机巡查等，开创森林资源管理新格局。在森林资源智慧管理实践中也应积极总结经验和不足，为今后推进森林资源智慧管理提供一定的参考。

1 林业资源智慧管理概述

1）森林资源智慧管理是新兴概念，内涵丰富。结合当前智慧管理实践，森林资源智慧管理主要是利用大数据和互联网等技术构建全新的管理模式，体现管理的自动化、智能化与信息化特色，以智慧管理实现对森林资源的详细管理和科学统筹，做到森林资源变化情况的动态监管和森林火灾风险的及时识别，多措并举，特别是在网络终端和无人机的支持下开展森林资源保护工作。2）推行智慧森林资源管理模式具有多重意义。①在智慧管理模式支持下，可整合不同技术优势，如整合人工智能技术、互联网技术、物联网技术等，实现了精准化的数据管理[1]。②智慧森林资源管理模式可减少管理人员外出作业风险，使管理人员可借助设备的智能化信息反馈快速地完成监管和分析工作，及时发现特殊情况并做出应对措施。③智慧森林资源管理突破了时间、地点等的局限，使管理更高质、高效。同时，对林业进行有效保护可充分发挥森林系统的经济效益及社会效益，有利于推动社会可持续发展。

2 天井山林场森林资源管理现状

韶关市乳源县天井山林场积极启动智慧林场管理项目，依靠5G、物联网、大数据、人工智能等现代技术，以标准化、集群化、智能化为导向，实现任何人在任何时间、任何地点，可使用任何网络、任何服务。智慧林场涵盖消防、救援、医护、交通、公共基础设施及产品销售、结算等领域，让各项信息数据始终贯穿整个服务流程，真正实现“线上办、码上办、掌上办”的一键式服务。天井山林场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。在智慧森林管理系统支持下，通过卫星遥感系统及时发现火情，使林场相关工作人员根据火情信息立即安排护林员进行现场核查，护林员通过森防通APP上报现场情况，应急分队、护林员、森林公安等专业人员依据上报的现场情况进行集结、准备，无人机侦察小组借助无人机优势及时获取防火目标、防火物资、防火水池到火点距离、火点地貌地类坡度情况、天气情况、火情蔓延模拟信息等，科学严谨地制订灭火计划，及时扑灭火情。智慧林业管理系统通过采用“空天地人”四位一体的管理方式，筑牢天井山林场森林“防火网”。

3 智慧管理模式在森林资源管理中的具体应用

3.1 森林火灾监测及管理

森林火灾是影响森林资源安全的重要威胁，一旦发生森林火灾极易导致大面积森林资源损毁。传统的森林火灾监测主要靠传感设备和人工巡查，火灾监测及预防效果不理想，处于森林火灾应对被动状态。在森林资源管理中推行智慧管理模式应重点关注森林火灾的防范和应对。通过在森林中安装先进的数据实时监测装置，准确获知火灾相关参数，及时对火灾风险进行科学预判，科学做好防火准备[2]。例如，借助RFID射频识别系统，通过捕捉射频信号自动识别目标对象，及时获取核心参数，整个识别过程中不需要进行人工干预，且支持各种场景和复杂环境下的作业，做到了动态信息获取和跟踪分析。也可借助传感器装置感知森林系统中的风力、光照强度、物体位移情况，明确森林系统的温度、湿度等级，使森林管理人员及时掌控森林生态系统的动态数据。同时，智能监测系统可通过科学设定森林火灾报警阈值，当反馈参数接近报警阈值时自动预警，做到防患于未然。

1）每年4月是广东省韶关市森林防火的高危期，此时临近春耕烧荒及清明祭祀，森林防山火形势严峻。为提高森林山火防治的准确性，天井山林场联合中国南方电网广东电网公司电力科学研究院推出了隐患目标智能告警技术方案。该技术方案可自动识别线路杆塔，根据杆塔位置划分线路走廊区域，精准确定林区内的山火隐患目標，并对比多期影像判断烟雾及山火形态，实现前端山火智能识别，识别准确率达85.6%。2）天井山林场持续完善森林火灾智能监测预警系统，每处监控半径达3～5 km，实行24 h自动巡航，发现各类火情第一时间告警，尤其是针对烧荒、焚烧、祭祀等违规用火行为第一时间出动制止，极大地降低了森林火灾风险隐患。目前，天井山林场已陆续在进山路口建设321个低杆监控和语音提示装置，与隐患目标智能告警技术方案互为补充，真正做到了森林火灾早发现、早预警，森林防火管理效果较好。

3.2 森林的智能巡护管理

基于智慧管理模式的森林资源管理实现了森林智能巡护管理。1）通过开发智能巡护移动终端，可让森林资源管理人员足不出户就能获取森林变化的动态信息。森林管理人员持有内置GPS定位芯片的移动终端装置进行日常巡查，移动终端装置每几秒钟就会自动更新位置信息，准确显示管理人员所处的位置和对应的地理坐标。这些数据可有效地存储在系统中，当遇到紧急情况时可更好地开展救援。2）智慧管理模式在巡护中的应用也体现在以视频监控设备的接入、无人机巡护轨迹的集成实现影像资料的科学保存，影像资料一键上传到数据管理平台，智能巡护终端则演变为移动信息采集装置，实现了森林资源数据的动态采集，全面提高了数据信息的利用价值，为森林管理人员的科学分析与决策提供了支持[3]。

近年来，天井山林场加大了智慧管理模式的应用支持力度，特别是在日常巡护方面加强了智能巡护支持。林区坚持以信息化为依托，建立了长效管护机制，强化森林资源保护管理，并启用森林资源“网格化”智能巡护管理系统，结合无人机监测巡护、人工巡护，实现了全区域森林资源无死角、全覆盖的“一区一网”精细化、综合化管理。与传统巡护方式相比，智能巡护管理系统的主体构成无人机不受地形限制，监测范围更广、效率更高，可对人和车辆难以到达的地方进行全面、细致的巡护，还能迅速反馈高清摄像头捕捉到的信息，使森林管理人员可对无人机拍摄的异常情况进行及时处理。强大的科技性为护林巡山工作提供了技术保障，也极大地减少了天井山林场森林资源管理人员的日常巡查压力和降低了工作风险。

3.3 森林资源管理方案拟定

在森林资源管理中需制订科学的森林资源管护方案，并将其作为森林资源管护工作有序开展的依据。森林资源管理方案的科学制订以森林管理信息的及时采集和科学分析为前提。智慧管理模式也将为森林管理信息的采集与分析提供支持。“3S”技术在林业管理领域的成熟应用极大地拓展了信息采集渠道，配合大数据技术、物联网技术、云计算技术等构建起功能强大、信息海量化的森林管护数字化管理库，为森林管理提供数据支持，同时数据的分析和利用为森林资源管理方案的科学拟定奠定了重要基础。

天井山林场通过在森林中设置生物监测装置和红外传感设备，实现了森林内基本参数信息的采集，使管理人员能更好地了解森林的密度、种类及植物的生长态势等[4]。系统将采集到的数据直接传输到计算机终端系统，再利用AI技术进行数据的深度分析，甚至可基于采集的林木基础参数信息预测林木后续的生长情况，指导生成科学的森林资源管护方案。林业管理人员还可借助数字化管理平台及时开展森林管护实践，最大限度确保天井山林场森林资源安全。目前，天井山林场引入了环境在线监测系统，设置了部分负氧离子浓度监测站，通过整合GPRS、无线模块通信技术，实时监测林区生态系统数据、进行数据传输、控制现场设备的运行状态。系统和监测站点可同时监测多种环境要素，实现各类监测数据的接收、显示、统计、自动分析、存储、应用及发布，并根据用户需求进行扩展增减，可24 h监测空气中的负氧离子浓度、温度、湿度、PM2.5浓度、噪声强度等。传输系统还可利用数据库接口功能，在监测管理中心显示终端上直观地生成可视化计算结果图表。该应用系统操作简便、人机界面友好，使森林资源管理人员能快速上手，熟练操作，在天井山林场森林资源管理中发挥了重要作用。

3.4 森林病虫害监测

病虫害问题一直是森林资源管理中的头号难题。在智慧管理模式的支持下，森林资源病虫害监测更及时、更到位。松材线虫是广东省韶关市最主要的森林虫害，松材线虫病发展速度快、识别难度大、控制风险高，需进行科学预防、监测与除治。在常规的管理模式下，多存在监测数据单一、监测手段人工依赖性强等问题，极易因疫情防控不到位导致严重的森林财产损失。针对松材线虫病，可利用高光谱传感器、无人机、地面遥感数据采集系统等建构地空一体的监测体系。低空无人机分辨率高，可及时采集林区重点发病区的影像数据，建立松材线虫病致死树的光谱特征指数库，对松材线虫疫木进行智能化、精细化识别判断，准确率达90%。同时，卫星遥感技术实现了大空间范围、高频高效时空监测，生成海量的训练数据，基于样本迁移算法进行多源数据分析，以森林机器学习算法实现宏观监测尺度上松材线虫病致死树高效化空间分布信息的準确提取。

天井山林场引入了森林病虫害实时监控物联网设备，该设备由远程虫情分析测报仪、无线自动气象监测站、森林灾情监控摄像头、预警预报系统、专家咨询系统及用户管理平台等组成。林场管理人员通过移动端和PC端随时随地登陆专属的网络客户端，访问天井山林场实时数据并进行系统管理，对每个监测点的环境、气象、病虫害状况、植被生长情况等进行实时监测。结合系统预警模型，对植被实时远程监测与诊断，并获得智能化、自动化的解决方案，实现植被生长动态监测和人工远程管理[5]。其中，远程虫情分析测报仪可利用现代光、电、数控技术，在无人监管的情况下实现自动化诱虫、杀虫、收集、分装、排水等系统作业，通过GPRS移动无线网络，定时拍照采集接虫盒内收集的虫体图片，自动上传到远程物联网监控平台，平台每天自动记录采集数据，形成虫害数据库，通过数据列表和图表的形式进行展现，使天井山林场工作人员可随时远程了解虫体的情况和变化，制订防控措施，为天井山林场资源保护提供稳定支持。

4 结语

智慧管理模式是森林资源管理中新的发展趋势及重要支持。在新的时代背景下，森林资源管理形势更为复杂、严峻，压力持续增加，而以数字技术赋能资源管理具有必要性与可行性。天井山林场抓住森林资源智慧管理模式推进的契机，积极引入新型智慧管理系统，提升森林资源管护水平。在智慧管理模式的推行中也逐渐实现了森林资源管护的一体化布局，让病虫害监测、防火管理、森林生态系统动态信息采集更高效，提高了森林资源管理的效率及精准度。

参考文献：

[1] 许嘉庆.基于智慧林业的森林防火方案研究[J].林业勘查设计，2021，50（6）：39-41.

[2] 张松涛，张洪敏，安浩平，等.基于物联网和图像处理的森林智慧烟感预警系统[J].农机化研究，2022，44（8）：229-233.

[3] 魏海林，魏东川，张凌涛，等.森林公园智慧管理平台的构建[J].西南林业大学学报（社会科学），2020，4（6）：39-44.

[4] 杨帆.无人机倾斜摄影在森林景区实景三维模型构建及分析[J].林业资源管理，2018（4）：120-124.

[5] 向尚，邹凯，蒋知义，等.基于随机森林的智慧城市信息安全风险预测[J].中国管理科学，2016，

24（S1）：266-270.

（责任编辑：张春雨）