“互聯網+”林業災害應急管理系統建設及應用

劉寶明

（甘肅洮河國家級自然保護區管護中心，甘肅 卓尼 747600）

1 “互聯網+”林業災害管理系統

“互聯網+”為基礎的林業災害應急管理系統是將物聯網等多種新時代的計算機信息技術融合集成應用在林業災害的預報預警、災情監測以及應急防控工作之中。具體來說，“互聯網+”技術就是將無人機航拍、遙感和地面建立的全方位立體的監測體系作為系統基礎，輔以大數據分析、知識庫、圖像、信息發布、模擬技術和遠程診斷等多種新技術的應用，完成對各種林業突發災害的預防和應急處理的相關工作，建立一套以林業災害作為工作目標、預警災情為工作手段的快速傳輸災情信息最終實現對林業災害的快速評估應對的應急管理體系。互聯網和大數據技術的加入使得林業災害在預防和應急處理工作中能夠獲得事半功倍的工作效果，極大地降低了災害造成的損失。另一方面來說，“互聯網+”林業災害的應急管理工作也可以看作是林業災害的信息化管理、數字化處理和對林業災害的應急決策技術支持等。

2 應用于森林火災的“互聯網+”應急管理系統

從整體的架構方面可以將“互聯網+”在森林火災中的應急管理系統分成數據信息、服務、應用和管理這4個不同的層次方面，并且可以再次將其細化為技術標準的規章制度、管理工作制度、數據信息的安全保障以及與之相關的國家和地方制定出的法規與政策。森林火災的應急管理系統應當具有火災風險預警、火災實時報警、自動起火點定位、聯動視頻控制管理、無人機火情偵測以及投霧監控等多種功能。

2.1 功能結構

“互聯網+”的技術在森林火災的應急處理工作中，應當具有有效、間接的系統特點，從系統的功能效用當面分析，可以把整個系統拆分為桌面應用、移動應用和管理平臺三部分。桌面應用可以為系統的管理員和用戶提供無人機在森林中進行巡邏的軌跡監控，還可以向其提供實時火災監控的交互功能；移動應用能夠擴展用戶的使用終端，可以在移動設備上同步得到監測數據；管理系統平臺是系統的核心模塊，可以再分成林火監控和配置管理兩項子模塊。

2.2 系統級聯的架構

系統級聯是基于聯網網關來實現其功能的，同時支持告警事件、視頻流、信令的級聯。另外，聯網網關需要遵循GB/T 28181-2011標準協議和相關的補充規定中相關內容。系統級聯具有的功能主要有資源推動、云臺控制、組織推送、錄像的下載回放、告警事件收發以及視頻預覽等。級聯網關還支持對用戶權限的控制功能，支持可視化功能以查看應急處理系統的點位統計信息情況和聯網情況。

2.3 系統的拓撲結構和組成

2.3.1 核心部分與邊緣部分 核心部分是由林業中心的管理設備以及具有信息匯總功能的核心交換機共同組成的。邊緣部分則主要是智能手機和攝像頭等具備信息采集功能的終端設備，再加上匯聚層交換機和基站等為代表的入網設備來組成的。

2.3.2 前端系統、指揮系統、傳輸系統 前端系統是以森林地區的現實條件為基礎，在此之上所布置的高清網絡攝像設備、雙光譜重型云臺—紅外熱成像一體化攝像機、擴音設備、手持移動設備和供電設備來組成的。傳輸系統則是以無線信息傳輸設備為主，指揮系統也稱為后端系統，包括森林火災預警監控管理系統以及基于GIS技術的應急指揮中心系統、存儲設備和中央大屏等。

2.3.3 其他組成部分 森林火災的應急系統還需要有解碼現實設備、控制設備、存儲設備以及系統的承載服務器等。在森林火災的應急管理系統中，撲火應急指揮管理服務器、中間數據的數據庫、管理中心服務器、視頻儲存、客戶終端以及電視大屏等。指揮中心可以在內部實現對圖像和視頻資料的統一調度管理，匯聚全部圖像資源，可以說是監控系統核心所在。

3 森林中有害生物的監測控制系統

3.1 中心系統監測平臺的建設

林業部門的有害生物監測中心系統數據處理平臺主要承擔了信息數據中心的重要作用，為林業部門的工作人員提供數據信息分析處理和儲存的系統功能。除此之外，還包括以下功能。

3.1.1 基礎信息管理功能基礎信息的管理功能，即對于系統中的一系列基礎數據進行維護和監管服務的集成功能，實現“中心—林區”的管理模式架構。同時將各個監測點采集到的人員、區域和報警信息數據情況進行統一集中的展示。

3.1.2 GIS系統管理功能 GIS系統的管理功能主要是針對森防區域中的地理相關信息進行定位，并且可以從任意一個區域都能選中進入對應的監測點，方便監測。

3.1.3 統計分析功能 統計分析功能可以將林區中不同區塊內部的設備點位的數量和區域基本環境、有害生物的監測點信息進行統計定位，向管理人員提供數據報告。

3.1.4 物聯監控管理功能該功能涵蓋了林區監測數據的傳輸和實時數據的監測功能，使用該功能模塊能夠對林區的有害生物情況、林區環境信息、分時段的林區管理維護和分類數據的傳輸功能等進行管理，對于不同類型與用途的數據信息提供模塊化的維護管理方式，既可以獨立操作，也能夠統一整合管理，方便對有害生物的治理方案制定。

3.1.5 遠程操控功能 借助移動終端和無線網絡，能夠實現對系統的遠程控制，比如設置誘蟲燈的工作時間與工作時長、遠程遙控監控設備的縮放與旋轉等。

3.1.6 移動監測功能 在林區中進行實地踏勘工作時，可以使用智能手機等移動終端來實現信息的監測功能，并且將監測數據傳輸回中心平臺，實時進行信息的交流與溝通。借助手機端App。一方面，可以使用手機將監測信息進行實時的錄入，拍攝監測點的環境信息；另一方面，手機端App能夠隨時隨地對監測區域的情況進行實時的查看，使工作人員及時了解監測區域的病蟲害情況和作物生長狀態等信息。

3.2 現場環境的監測設備

現場監測設備可以通過搭建的系統平臺在第一時間傳回至管理中心，為后續的病蟲害防治工作方案提供數據支持。

3.2.1 蟲情監測設備 該主要是通過其內置的超高清攝像頭來拍攝接蟲帶中的蟲體，并且利用很多害蟲本身的趨光性來完成誘殺。在工作時會將實時照片傳輸至管理中心的平臺上，以便于將害蟲的數量與種類情況進行統計和分析，進而搭建出本林區的有害生物數據庫。

3.2.2 聯網殺蟲燈設備也被稱作遠程控制殺蟲燈和頻振式聯網殺蟲燈，是一種新型的物理原理殺蟲設備。其作用原理是通過發出的亮光完成區域內害蟲的誘殺，該設備不使用殺蟲劑，對于林區的環境污染小，作用害蟲的種類廣泛，是非常具有應用前景的一種殺蟲設備。

3.2.3 氣象站相關設備主要是針對森防區域的內部環境氣象相關指標，比如空氣溫濕度、降水量、紫外線輻射、風速/風向的數據信息進行收集分析，建立無線綜合氣象監測站。

3.2.4 無人機設備 無人機的使用是為了能夠對林業區域中的各類有害生物進行實時、機動性地監測和拍攝功能。

4 林區野生動物的疫病疫源監測追蹤系統

4.1 前端數據信息采集的子系統建設

該系統的功能是每日負責將監測到的巡護GPS數據、報檢記錄信息、日常系統檢測情況、野外動植物樣本信息數據和視頻圖片信息資料等信息進行匯總，并統一將其傳輸給管理系統后臺中的子服務系統。所謂的前端信息數據采集設備就是指手持式無線傳輸野外信息采集儀，能夠將嵌入式手持系統內的矢量地圖進行快速的顯示與存儲。在進行林區的實地監測工作時，監測人員可以借助具有GPS功能的移動平板電腦等設備進行數據的信息化采集，并且動態定值數據信息，將其實時傳輸給具有野生動物疫病疫源檢測追蹤功能的服務器后臺中。通過這種方式能夠有效改善過去紙質信息記錄在野外的丟失與破損情況，保證野外的監測工作能夠保質保量的完成。

4.2 提供后臺服務的數據子系統建設

對于野生動物的疫病疫源信息監測管理系統的后臺子服務系統，既需要對前端傳輸回的一系列野外數據信息進行管理和存儲，還需要向前臺的應用子系統實時提交包括數據信息服務、安全認證服務以及信息分析服務等多種功能在內的流程化標準服務接口。與此同時，后臺服務的子系統能夠借助互聯網技術實現全國性的數據信息共通交流，采集到的信息數據可以由各級的監測站逐級進行編碼整理和數據上報。對于采集到的野生動物信息數據，能夠向各個單位提供其質量與內容有關的多項基礎信息，以便于各地的林業部門對其數據信息進行科學合理的組織管理和運行維護，方便全國的用戶檢索其需要的資料信息，也有利于管理員對數據進行處理和轉換等。

4.3 前臺的應用子系統建設

4.3.1 系統功能結構 野生動物疫源疫病監測前臺應用子系統主要應該包括9類功能，分別是動物圖鑒、疫情監測報告、監測信息快報、疫情查詢、報檢記錄、數據分析、監測站疫情監測報匯總、野外樣本采集和站點管理。

4.3.2 系統主要功能 監測點站址選擇需要突出野生動物區域特點，如，野生動物集中分布區或集中馴養繁殖場所、重要棲息地、遷徙通道中重要的食物補充地、人口密集分布區和野生動物重要棲息地的結合區等。野外監測采取點面結合的監測方式，分線路巡查和定點觀測兩種方法開展監測。對各級監測站點監測工作中發現的野生動物行為異常和異常死亡情況、采樣信息與疫情上報都生成監測信息報告，分日報、月報、年報和快報。該系統利用物聯網技術、GPS技術、GIS技術、遙感技術進行系統建設，通過手持設備PC端的方式，提高數據采集準確度和精度。