数字化技术在园林植物养护管理中的应用

张杰

（深圳技师学院，广东 深圳 518116）

0 引言

随着城市化进程的加快和人们对美好生活环境的需求不断增长，园林植物的养护管理变得越来越重要。传统的养护管理方式往往效率低下、成本高昂且缺乏精确性。而数字化技术的快速发展为园林植物养护管理带来了新的机遇和挑战。

1 数字化技术在园林植物养护管理中应用的重要性

数字化技术在园林植物养护管理中的应用已经在一定程度上改变了传统的养护方式，使得园林植物的养护管理更加高效、准确和可持续。传感器和监测设备的应用可以实时获取园林植物的生长状态、环境条件以及土壤水分等关键信息，基于这些数据，养护人员可以准确评估植物的健康状况，及时采取相应的养护措施，提高工作效率和养护质量。

通过数据的收集、整合和分析，可以形成对园林植物养护管理的全面认识，制定科学合理的养护策略，预测和防控病虫害的发生，优化养护计划和资源配置，数据驱动的决策支持系统能够提供准确的决策参考，提高养护管理的决策效果。自动化灌溉和施肥系统可以根据植物的需求和环境条件，自动控制灌溉和施肥的量和时机，确保植物得到合适的水分和养分供应[1]。智能养护管理软件和应用可以帮助养护人员进行任务管理、资源调配、养护记录和监测等工作，提高工作效率和数据管理的准确性。

2 园林植物养护管理中数字化技术的运用策略

2.1 传感技术与监测设备的应用

通过传感器和监测设备的应用，可以实时获取园林植物生长环境的关键数据，为养护管理提供准确的信息。

（1）温度和湿度传感器。通过温度和湿度传感器可以获取园林植物生长环境的温度和湿度数据。这对于植物的生长与发育具有重要影响，可以帮助养护人员及时调控气候条件，提供适宜的生长环境。

（2）光照传感器。光照传感器可以测量阳光的强度和持续时间。这对于草坪和景观植物的生长和繁殖至关重要。通过光照传感器，养护人员可以掌握光照条件，合理安排植物的生长位置和养护措施。

（3）土壤水分传感器。土壤水分传感器可以测量土壤中的水分含量。这对于灌溉管理非常重要，可以实现精确的水分供应，避免浪费和干旱。通过土壤水分传感器，养护人员可以根据土壤水分状态，精确控制灌溉的时机和数量。

（4）植物生长监测设备。植物生长监测设备可以实时监测植物的生长状态和生理指标，如植物高度、叶面积指数、叶片色素含量等。这些数据可以帮助养护人员了解植物的生长情况，及时发现和解决植物健康问题。

通过以上传感技术和监测设备的应用，园林植物的养护管理可以实现精确的数据采集和监测，为养护人员提供科学决策的依据，有助于预测和控制植物的健康状况，优化养护策略，提高养护工作的效率和质量。

2.2 数据收集、分析和整合的方法

在数字化技术在园林植物养护管理中的应用中，数据收集、分析和整合的方法起着至关重要的作用，数据收集是基础，涉及各种监测设备和技术的运用，如无人机、传感器、GPS 等，这些设备可以实时采集园林植物的生长状态、土壤湿度、光照、温度等关键数据[2]。此外，还可以通过文献调查、专家访谈、历史数据等方式收集园林植物的种类、数量、分布等基本信息。

常见的数据分析方法包括描述性分析、关联性分析、预测性分析等。描述性分析主要用于了解园林植物的基本状况，如生长速度、病虫害发生规律等；关联性分析则侧重于挖掘不同因素之间的关联，如土壤湿度与植物生长速度的关系；预测性分析则着眼于未来趋势的预测，如预测植物病虫害的发生时间等。在数据分析的基础上，数据整合成为可能。数据整合的主要目的是将来自不同数据源、不同格式的数据转化为统一、规范的数据格式，以便于进一步分析和应用。

数据整合的方法包括数据清洗、数据转换、数据融合等。数据清洗是对原始数据进行去噪、填补、校验等处理，以提高数据质量；数据转换是将数据从一种格式转换为另一种格式，例如，将XML 格式转换为CSV 格式；数据融合则是将多个数据源的信息进行综合，形成更加全面、准确的新数据。此外，为了方便数据的展示和交流，数据可视化技术也得到广泛应用。数据可视化可以将复杂的数据以图表、地图等形式呈现出来，使决策者能够直观地了解园林植物的生长状况和养护需求。常见的数据可视化工具有Excel、Tableau 等[3]。通过数据可视化，可以发现园林植物养护管理中的问题和隐患，为制定针对性的养护策略提供依据。

2.3 自动化灌溉和施肥系统

自动化灌溉和施肥系统主要是通过利用传感器、物联网、大数据等技术手段，实现对园林植物水肥需求的精确监测和智能化管理。

（1）土壤水分监测。通过安装土壤水分传感器，实时监测土壤水分含量，根据植物需水特性，自动调节灌溉设备，实现精确灌溉。这不仅可以保证植物的水分需求，降低水分浪费，还可以有效预防因过度灌溉导致的植物根部病害。

（2）养分含量监测。通过分析土壤样品，了解植物养分的实时需求，结合自动化施肥设备，按照植物需要的养分比例和数量进行精准施肥。这有助于提高肥料利用效率，减少污染，促进植物健康生长。

（3）气象数据监测。通过收集气象数据，如气温、湿度、风速等，预测植物生长状况和病虫害发生风险。据此调整灌溉、施肥策略，以促进植物生长，降低病虫害发生概率。

（4）远程监控与管理。通过物联网技术，将各个监测点的数据实时传输至云端，实现对园林植物养护的远程监控和管理。养护人员可以根据监测数据，随时了解植物生长状况，并根据需要调整灌溉、施肥方案。

（5）数据分析与预测。通过对历史数据的挖掘和分析，找出植物生长与水肥需求之间的规律，为当前和未来的养护管理提供依据。同时，结合机器学习等技术，实现对植物生长趋势的预测，以便及时调整养护策略。

2.4 智能植物模型与展示技术

在数字化技术在园林植物养护管理中的应用中，智能植物模型与展示技术是一项创新且前景广阔的应用。智能植物模型和展示技术通过数字化的方式重建和模拟植物的生长过程，为园林植物养护管理提供了全新的视角和工具。

2.4.1 植物生长模拟

通过建立植物生长模型，可以模拟植物在不同环境条件下的生长过程。模型基于植物生理学、光合作用、碳循环等原理，结合气象数据、土壤特性等因素，可以预测植物的生长速度、生长周期、叶片面积等特征，对植物生长的更深入理解，有助于制定更精细化的养护策略。

2.4.2 植物健康监测

智能植物模型与展示技术可以通过分析植物的形态、叶色、叶质等特征，实时监测植物的健康状况。通过与标准模型进行对比，可以检测出植物可能存在的病虫害、养分缺乏等问题，这使养护人员能够及时发现并处理园林植物的健康隐患[4]。

2.4.3 虚拟景观设计

智能植物模型与展示技术可以为园林景观设计提供可视化的工具。通过虚拟现实技术，养护人员可以在电脑或移动设备上预览和修改园林植物的布局、种类、色彩搭配等参数，有助于优化园林设计方案，提高景观设计的精准性和美观性。

2.4.4 全息展示和交互式展览

智能植物模型与展示技术可以通过全息投影、增强现实等技术，将园林植物以全新的方式呈现给观众。观众可以通过触摸屏、手势识别等交互方式与植物进行互动，了解植物的生态环境、生长过程和养护需求，提供了全面的教育、展示和娱乐体验。

2.5 植物识别与认知

在数字化技术在园林植物养护管理中的应用中，植物识别与认知是一项重要的应用。通过数字化技术，可以将植物识别和认知的过程变得更加高效和准确。

2.5.1 自动化识别

通过利用图像识别技术，可以实现对园林植物进行自动化识别。通过摄像头或移动设备拍摄植物的图像，并使用植物识别算法进行匹配和比对，可以准确地识别出植物的种类和特征，对于大规模园林植物养护管理来说，节省了大量的人力和时间成本。

2.5.2 信息获取和分类

植物识别与认知还可以帮助养护人员获取植物的相关信息，如植物名称、分布区域、生长需求等。通过识别完成的植物信息可以被整理和分类，形成植物数据库，帮助养护人员更好地了解不同植物的特点和需求，为养护工作提供依据。

2.5.3 病虫害识别

植物识别与认知还能够辅助病虫害识别。通过对植物叶片、茎干等特征的识别，可以准确判断植物是否受到病虫害的侵害，养护人员可以及时采取相应的防治措施，防止病虫害的蔓延和损害。

3 数字化技术在园林植物养护管理中的运用展望

3.1 人工智能和机器学习

随着技术的不断发展，人工智能和机器学习将为园林养护管理带来以下重要变革，通过大数据分析和机器学习算法，可以对植物生长、病虫害发生等进行准确预测和评估，从而指导养护人员采取相应的措施，利用人工智能，可以自动识别植物种类、生长状态等，并提供相应的养护方案。通过大量数据的分析和学习，机器学习算法可以自动训练出识别病虫害的模型，可以帮助园林养护人员迅速准确地识别不同病虫害，并及时采取相应的控制措施，此外利用机器学习技术，还可以预测病虫害的发生概率和趋势，使养护人员能够提前采取预防措施，减少病虫害对植物的损害。

利用机器学习技术，可以对不同的植物和环境因素进行分析和建模，从而为园林景观设计提供定量化依据，使得设计师能够根据不同的需求，选择最适合的植物和布局方案，打造出更美观和可持续的园林景观。通过植物生长的监测数据和机器学习算法，可以自动调节灌溉、施肥等养护措施，实现园林设施的智能化和自动化控制，进一步提高园林植物养护管理的效率和可持续性。

3.2 物联网和远程监控

随着物联网和远程监控技术的不断发展，这些技术正在推动园林植物养护管理实现更高效、智能化的目标，通过传感器、监测设备和无线通信技术，可以实时采集园林植物的生长状态、土壤湿度、光照、温度等关键数据，通过物联网连接到云端，供养护人员远程查阅和分析，对数据进行的实时监测和分析，养护人员可以及时了解园林植物的健康状况、养分需求等，从而采取相应的养护措施。

远程监控技术可以实现对园林植物的远程管理和监测，通过物联网和视频监控等技术，可以实现对园林植物的远程监控和实时观测[5]。养护人员可以通过云端平台远程查看园林植物的生长状况和环境状况，同时，远程监控技术还可以实现对养护设施的远程管理，如远程操作灌溉系统、温室控制系统等。

另外，物联网和远程监控技术还可以提高园林植物养护管理的响应能力和决策效率。通过远程监控技术，养护人员可以实时获取园林植物的数据和信息，及时掌握植物的变化情况，并作出相应的决策。此外，利用物联网技术，还可以通过云端平台将养护人员、研究人员、专家等连接起来，共享养护管理经验、病虫害预防措施等信息，加强协作和知识共享。

3.3 大数据和云计算

随着数字化技术的发展，大数据和云计算将为园林养护管理带来更高效、精确和可持续的解决方案。大数据和云计算技术可以实现对园林植物养护管理所涉及的大量数据进行收集和整合，通过传感器、监测设备和无人机等技术手段，可以实时采集大量的环境数据、生长数据和害虫数据，这些数据可以通过云计算技术进行存储、处理和分析，形成庞大的数据集。

大数据和云计算技术可以帮助养护人员更好地了解园林植物的生长特征和需求，通过分析和比对大量的生长数据和环境数据，可以了解不同植物在不同环境条件下的生长规律、养分需求等。这些信息可以为养护人员制定个性化的养护方案提供参考，从而最大限度地发挥植物的生长潜力和美观效果。通过建立养护数据库和决策模型，可以根据不同的养护需求和条件，生成最佳的养护方案。这些方案可以根据园林植物的生长特点、环境参数和养护历史数据进行优化，从而实现养护决策的智能化和个性化。

4 结语

综上所述，数字化技术在园林植物养护管理中的应用已经取得了显著的进展，并在提高园林植物的生长质量、节约资源、提高管理效率等方面发挥了重要作用。通过数字化技术的应用，养护人员可以更好地了解植物的生长状况、养护需求和病虫害风险等信息，提供针对性的养护措施。与此同时，数字化技术的发展也带来了更多的潜力和机遇，未来期待更加智能化、高效化和可持续化的园林植物养护管理解决方案的出现。