秦嶺林業有害生物天空地一體化監測預警平臺研究

郭暉 任博文 謝毓芬 陳鵬 黃昱

摘要：隨著社會經濟的發展，林業資源在社會經濟中的作用日益凸顯。但是在林業生產中，有害生物的存在嚴重威脅森林安全，影響林業效益，為此林業有害生物防治工作逐漸受到人們的關注。天空地一體化監測預警平臺作為目前林業有害生物防治中常用技術之一，文章通過分析天空地一體化監測預警平臺的原理和優勢，探討了其在秦嶺林業有害生物中的應用情況。

關鍵詞：天空地一體化監測預警平臺遙感技術信息傳輸有害生物指揮決策

中圖分類號：R857.3文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）09（c）-0000-00

Qinling Forestry Pest Sky Ground Integrated Monitoring and Early Warning Platform

GUO Hui REN Bowen* XIE YuFen CHEN Peng HUANG Yu

（Shaanxi Academy of forestry， Xi'An， Shaanxi Province 710082 China）

Abstract： With the development of social economy， the role of forestry resources in social economy is becoming increasingly prominent. However， in forestry production， the existence of pests seriously threatens forest security and affects forestry benefits. Therefore， the prevention and control of forestry pests has gradually attracted people's attention. Sky land integrated monitoring and early warning platform is one of the commonly used technologies in forestry pest control. By analyzing the principle and advantages of sky land integrated monitoring and early warning platform， this paper discusses its application in forestry pests in Qinling Mountains.

Key Words： Sky earth integrated monitoring and early warning platform; Remote sensing technique; Information transmission; Pests; Command decision

林業作為陸地生態環境的核心，一直以來都有著“環境主體”的稱號。在社會經濟發展的新時期，人們環境認識不斷提高的同時，對森林系統的經濟性、持續性越加重視。有害生物作為影響林業經濟的主要因素，這里針對秦嶺林業有害生物進行防范和治理是整個林業工作的重點所在。這其中，有害生物監測預警平臺起了很關鍵的作用，不僅降低了后期成本，而且大大提高了經濟效益和治理效益[1]。在具體操作中，通過推進有害生物天空地一體化監測預警平臺的應用，強化崗位培訓，建立技術精湛、穩定性的工作隊伍，依靠先進的技術和質量管理措施提高監測數據真實性、準確性和指導性，進而推動林業持續穩定發展。

1 天空地一體化監測預警平臺概述

隨著我國衛星技術的越來越發達和無人機技術的不斷進步，運用衛星遙感技術、傾斜攝影技術、地面傳感器相結合的方式對森林有害生物進行天空地全方位、立體化檢測越來越被業界研究人員重視和青睞。在秦嶺有害生物監測預警平臺應用中，利用衛星遙感技術對其地理位置進行宏觀監測，利用檢測結果形成衛星地圖，再由無人機航拍技術對林區地形進行三位數字模型處理，利用傳感技術對有害生物的種類、大小以及位置進行實時在線監測，能夠細致入微的觀察到林業有害生物的種類以及分布范圍，進而有計劃、有針對的開展病蟲害防治[2]。

1.1 衛星遙感技術

1.1.1衛星地圖

森林有害生物監管工作，從管理的角度出發分析，就是要摸清楚有害生物的分布范圍、種類、數量以及生存規律，周邊是否存在敏感區域以及方便有害生物繁衍的樹種。隨著我國生態建設事業的迅速發展，我國森林面積不斷擴大，但是全國不少地區的林業存在生態脆弱的現象，秦嶺地區也是如此。在具體工作中，按照行政區域、地形條件、流域分布圖，將每一個森林有害生物區域在地圖中標注出來，從抽象理論數據、表達以及到只管具體的色彩圖片，高分辨率衛星遙感技術的應用成為森林有害生物的主要監管措施，特別是重點庫的管理更是為有害生物監管提供更多樣的形式模式。根據地面監測的信息情況，結合高分辨率遙感數據構建重點信息庫，進行有針對性的排查，進而有害生物的分布區域直觀地反映在衛星地圖上[3]。

1.1.2有害生物演變

利用高分辨率的遙感衛星技術作為秦嶺林業有害生物監測預警的底圖，通過這種技術直觀的反應有害生物分布區域的地形地貌，這樣能夠幫助林業監管部門對重點區域定時開展有針對性的排查，及時展開監管和有害生物防治行為。通過衛星遙感技術獲得有害生物的模糊地形數據和正射影像圖數據，可以將區域模型數據疊加到三維模型上，通過對林區有害生物變化情況進行分析，將其模擬形成三維可視化圖形。

1.2 無人機傾斜攝影技術

基于無人機傾斜攝影技術進行三維模型建立已經在林業有害生物防治、礦山工程、道路建設、水利工程、校園三維模型構建等領域被廣泛的應用，且積累了大量、豐富的工作經驗和技術經驗。但是在秦嶺林業有害生物監測預警中應用較少，仍未被廣泛的嘗試。本項目利用無人機傾斜攝影技術對秦嶺林業有害生物進行三維模型構建，通過三維模型構建與演示方式將秦嶺林業有害生物預警的虛擬現實之中，查看三維仿真模型能及時發現有害生物存在地區、分布范圍、種類以及危害性，其縮放、旋轉以及漫游功能的應用，使得有害生物種類、變化規律得到有效的現實，大大提高了防治效率。

1.3傳感實時在線監測預警

在遙感衛星數據和無人機航拍三維模型技術應用的基礎上，按照國家有關標準對秦嶺林業有害生物進行在線監測，利用在線監測系統相關數據結合地圖以及三維模型技術更加精準的繪制出林業有害生物監測和預警技術。有害生物相關數據采集完成之后，在國家相關政策指導下對有害生物監測數據預警閾值集中設置，當檢測數據超過預警閾值的時候，能及時進行自動報警，并且通過短信、郵件以及電話的方式通知區域管理人員進行防治[4]。

2 天空地一體化監測預警平臺在秦嶺林業有害生物防治中的作用

現如今，隨著我國林業發展水平的提高，有害生物發生情況越來越嚴重，如果不能及時有效的對這種局面進行糾正，必然會影響林業持續穩定發展。秦嶺地區的林業作為西部乃至全國國民經濟發展基礎產業的基石，承擔著優化區域環境、促進周邊經濟發展的雙重使命。現如今，秦嶺地區有關林業部門正在努力獲取開展有害生物防治和監測預警平臺研究，通過獲取國家發展基金和當地政府部門的相關發展資金，對有害生物進行全過程、全方位的防治。作為預防工程的基礎，天空地一體化監測預警平臺的應用十分必要，是相關部門防治有害生物的有力手段，具有無法替代的重要作用。

3秦嶺有害生物天空地一體化監測預警平臺的應用與構建

秦嶺地區林區面積大、森林樹木種類繁多以及地形變化比較大的因素，導致區域病蟲害種類繁多，由于這些有害生物存在多樣性、多變性以及環境條件復雜性的影響，有害生物防治工作的開展面臨許多的問題。為了有效防控秦嶺地區林業生物災害、維護生態安全，當地林業部門將工作中點放在提升林業裝備水平，利用現代化技術和裝備保護與修復林業生態環境。在此基礎上，配備了一系列具有林區特征的水、陸、空巡護交通運輸工具，推進了林業衛星重點項目的建設，構成了天空地一體化監測預警平臺評估體系[5]。

3.1高智能檢測基站

高智能檢測基站在應用中主要是采集有害生物的圖像、文字、視頻等材料，通過相應軟件將這些數據進行處理和匯總，及時掌握林業有害生物的發生情況，出現區域，提供實時數據和分析結果，給防治工作的開展提供參考和建議。

3.2蟲情測報設備

蟲情測報社杯主要是以不銹鋼材料為主，通過這種設備自動誘殺、捕殺和收集各類害蟲，滿足林業有害生物預測、預報以及標本采集的需要。

3.3小氣候采集系統

小氣候采集系統在應用中主要是采集土壤溫濕度、空氣溫濕度、二氧化碳、空氣溫濕度等環境參數，數據可自動上傳到云平臺，實現林業環境實時在線監測。

3.4測報數據采集終端

測報數據采集終端在應用中主要設有昆蟲名稱、植物病害名稱、采集時間、地點、經緯度、分類數量、植物名、統計方法信息等項目，可隨時錄入，存儲病蟲的數據資料，滿足林業病蟲害統計需要。

3.5遠程診斷終端

集成林業病蟲害及環境監測設備，可在WEB端或手機APP端實時查看環境、蟲情、病害信息，并提供專家指導[6]。

3.6昆蟲識別軟件

配備適用林間工作的工具，方便進行野外林間病蟲害的測報工作。見蟲APP是一款拍照識別昆蟲軟件，提供包括昆蟲的名稱、形態特征、地理分布、生活習性、防治要素等信息。

3.7遠程監測設備

遠程實時監測林區內發生的盜伐林木和損毀林業資源現象，還可以準確監測、記錄和誘捕森林里的害蟲。

3.8其他設備

在天空地一體化監測預警平臺構建的時候，其他設備還包含了無人機監測設備、影像采集設備、解剖鏡、望遠鏡等。

4 結語

總之，秦嶺林業有害生物天空地一體化監測預警平臺的應用不僅能及時掌握秦嶺地區林業病蟲害的發生時間、發生規模、發生范圍以及危害程度，對有害生物的發展趨勢進行準確科學的判斷，為防治工作的開展提供科學有效的依據;而且能及時、及早地發現林業疫情和危害性，及時預警、果斷防治，避免疫情的進一步擴大和蔓延，保證林業健康發展。

參考文獻

[1]蘭玉芳，石小華，李宏韜，等.基于開源GIS的森林資源監測智慧云平臺構建[J].林業資源管理，2020（5）： 131-137.

[2]沈利榮.基于GIS的森林小班變化遙感影像對比判讀系統的研建[D].北京：北京林業大學，2019.

[3]代勁松，何偉平，宋盛.基于ArcGIS的森林資源動態監測工具開發——以浙江省龍泉市為例[J].安徽農業科學，2019，47（15）：114-117，137.

[4]周安會，王傳強.關于加強林業有害生物防控體系建設的建議[J].中國科技投資，2019（6）：241-244.

[5] 李左玉.營林技術在林業有害生物控制中的效果分析——以壽寧縣為例[J].林業科技情報，2020，52（1）：82-83，86.

[6]鄧婉，喻錦秀，孫凱，等.林業有害生物監測社會化服務模式初探——以湖南省湘鄉市為例[J].中國森林病蟲，2020，39（3）： 40-43.

作者簡介：郭暉（1978—），男，本科，工程師，研究方向為森林保護。

通信作者：任博文（1983—），男，碩士，高級工程師，研究方向為森林保護，E-mail：2994453456@qq.com 。

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2110-5042-6918