林草資源監測工作中智慧化系統的應用實踐

原凱麗

摘要：林草資源調查工作是自然資源部門基本職責之一，為林草的保護與開發利用提供基礎。當前，國家提出生態環境綜合治理要求，針對林草資源監測與研究工作進行更多資源整合監測，既可以適應生態文明建設與綠色發展的需求，又可以改進監測技術，從而進一步實現有效監測任務?；诖耍疚膶π聲r期下林草資源監測智能發展趨勢進行深入研究，首先介紹林草資源監測工作進展，然后就其智能發展趨勢與應對的挑戰進行剖析，最后探討了監測智能發展趨勢途徑，期望能夠促進林草資源監測工作實現新發展。

關鍵詞：林草；資源;監測;智慧化;實踐

DOI：10.12433/zgkjtz.20240305

從20世紀開始我國對林草資源已經開始了調查工作，而且取得了很大成效。伴隨著生態文明建設的不斷深入，作為生態文明建設重點的林草資源監測工作面臨新的挑戰，林草資源監測對技術要求越來越高。建立健全林草資源智能化監測控制系統是大勢所趨，對收集的數據融合整理，對林草資源發展變化規律分析，總結掌握其規律，得以保障林草資源的健康持續穩定發展，由此提升林草管理數據的監管水平和公共信息服務能力。當前，林草資源監控體系發展模型，其數據來源于監測智能和物聯網管理手段，在建設過程中，要順應新環境發展變化，不斷充實完善林草資源的監管水平和能力。

一、當前林草資源發展的現狀分析

我國的林草資源監測水平始終處于持續穩步上升的態勢，與林草資源相關的理論技術、管理手段，以及規范制度等不斷健全與完善，國家相繼頒布和實施了多種專業技術規范，建立多個專門技術檢查核查監控系統，全國林草資源調查管理體系已基本形成。進入21世紀后，在森林發展過程中，生態建設逐步地替代了過去的以林木生產經營為主模式，為全面掌握林草資源數據，采取了多種行之有效的舉措提高林草資源調查水平，完善其服務能力。2003年，建立了林草資源的遙感系統，對林草資源定量分析，并不斷完善服務制度，此舉有效推動了林草資源的調查應用水準，檢測水平由定性檢測轉化為定性和半定性的檢測。2004年，通過竣工驗收后的調研工作，為一體化綜合監控系統建立奠定基本，林產資源的綜合監測技術研發工作全面開展，著力攻克樣本抽取、數據統計、數據應用等關鍵核心技術，為做好林草資源的綜合監測提供了大量翔實且珍貴的原始基礎資料。2010年后，綜合林草資源狀況，編制了《全國林地保護利用規劃綱要》，并著力建立健全林草資源管理體系，智慧管理平臺不斷完善，并逐步開展林草資源的摸底調查工作，以及對遠期場景的規劃調研等項目，開展國家年度重點專項工作調研考核等工作，把握林產資源情況與開發動向，有效滿足生態文明建設戰略規劃，以及林業資源開發利用的需求。

二、信息化時代林草資源監測所帶來的影響機遇

林草資源調查系統已逐步建立起比較完善的資源調查系統，但林草資源融合與生態綜合監測評估系統與資源調查系統相比，依然處于發展的起步階段，還需要深入分析和總結林草資源保護與綜合開發利用，以及智慧化管理發展過程中存在的一些需要規劃和調整的事項。

（一）缺乏收集監測信息模式

新時期下，我國林草資源管理和調查工作，包括資源保護、開發利用、行政執法、災害預警、生態修復等多重內容。自然資源保護工作，是面對廣大的生態系統，對動植物、生態環境的總體保護。目前，利用衛星進行相關專業的信息采集，其效果較為顯著，原有的傳統設備儀器，難以全面地掌握和留存海量數據，并作出有效分析。目前的最新監測儀器支持力量少，同時先進的自動化監測儀器較為缺少，每年度都會對現狀和以往分析比較，對其中的變化細致分析。運用內業線上監控判斷和外業在線采集等先進信息技術對森林資源開展監督，以提升監督效能。災害預警監測結果也可運用在預警與防控的管理工作中。由于自然災害的不可控，所以必須快速準確傳遞信號，基于這一需求，以一體化、智慧化預警體系以及快捷的通信網絡作為保障。這些行業需求在檢測時間、檢測準確度以及檢測維度方面有各自需求，而且多數沒有配備信息化、智能信息收集功能的相關設施，也沒有構建整體架構和融合共用傳感平臺，無形之中制約了林草資源生態傳感體系發展。

（二）監測數據處理不到位

在林草資源環境監測工作中，信息獲取與傳播通過大數據分析整合處理和數據挖掘分析技術發現有價值的信息。當前森林信息化雖然開始進行廣泛應用，但沒有對大數據進行客觀有效的分析。在環境檢測方面，動物、植物以及生態環境等領域的信息尚不夠全面，存在某些數據缺失的情況，對所采集數據的整理與運用，還不夠客觀細致。

此外，由于信息資源建設管理與數據共享程度較低，普遍不重視信息資源建設管理工作，雖然具備信息能力但很少收集和發現信息的后續使用需求，且各部門數據源彼此形成相互獨立的空間，不能做到完全的信息數據資源共享，以至于林草資源監測大數據建設得不到充分的拓展，監測數據的處理不能完全到位。

（三）監測服務能力相對低下

林草資源監測信息化與當前我國林業發展相結合，打破各行業各部門之間的壁壘，建立各層次和多行業的協作關系。但在實際工作中，林草監測還存在著一些盲區，做不到將林草監測成果在省級縣鄉單位協作數據共享，自然就會形成上下脫節的問題，下級的工作進度和工作質量未能及時有效共享到上級部門，上級也無法根據實際情況作出準確決策。而部門內部各單位之間所應用的信息子系統又不統一，各種數據沒有統一標準，很難做到數據融合。因此，林草資源監測工作不能固步自封，必須按要求探索新型的信息資源共享模型，開放各種接口，形成全方位覆蓋的信息資源共享平臺，進行全方位服務。

（四）監測平臺運維安全有限

林草監測區域一般在草原、森林、山區。在配備相關的儀器設備時，要綜合考量施工環境，因地制宜選取儀器設備，以此減少管理運維的成本。林草監測工作的主要內容是對其管理工作由表及里作出監測及數據分析。但由于基礎應用技術的不足，不可能完全履行各項相關職責，相關部門必須建立相應的經營機制，為基層應用服務提供保障。

此外，林草行業沒有明確界定數據所有權和隱私權，由于存在數據和技術方面的多重問題，對數據的安全防范能力和水平不高，對數據保護范圍、數據共享沒有明確的界定范圍，難以形成功能較為完備的數據綜合采集和分析系統。

三、信息化手段在林草資源管理中的運用

信息化視域下化林草資源智慧監測體系，既有各種計算機技術和軟硬件設施信息，也涉及林木樹種資源和生態系統信息。新時代生態保護條件下的林草監測數據要求解決與當前智能監測技術之間出現的突出問題，這就一定要通過各種方法，加大力度開發智能技術手段。

智能林草監測保護系統主要通過軟硬件運維設計、信息安全管理、數據更新推送和區域遠程服務得以實現。在架構設計階段，軟硬件的運維設計應側重于基礎設施建設，以及軟件開發和更新的兼容性和簡單性。應盡可能選擇通用設備和兼容接口，以降低后期操作的難度和維護成本。信息安全管理不僅包括對機制的管理，如建立核查登記以及核查和處理機密數據的機制，還包括在軟件和網絡通信等領域開發軟件和硬件安全環境。

（一）構建一體化監測網絡

通過構建全國統一監控平臺，形成點線面全方位覆蓋的監控范圍，逐步構建全國林地樹木資源智能化監控區域網絡。通過衛星遙感網絡平臺、無人駕駛直升機網絡平臺、地面物聯網設施分別對大空間、中空間、小空間尺度進行火災預防和資源變化分析，整合激光雷達和傾斜攝像機等設備，開展資源結構解析、有害生物防治和火災發現工作以及資源管護、野生動物保育管理等工作。使用微波、5G技術，以及有線傳輸等通信措施，從而提供網絡服務。這些技術手段與裝置共同組成的統一監控網，繼而做到全范圍監控，形成多行業和多用戶的林草資源與生態感知統一的監測控制體系。

（二）利用大數據處理技術

通過建設空間大數據綜合應用平臺，通過大數據處理技術獲取更為精準的林草資源數據及林草資源信息，為林草資源穩定發展的和林草管理決策提供可靠依據。建立林草大數據中心處理數據，并集成空間大數據鏈，實現高智慧的分析數據挖掘，并進行大數據互動與展現，以確保大數據規范性與安全，實現對大數據結果可視化顯示、數據分析與施工咨詢等。

建立大數據林草應用中心的目的，旨在為林草專業管理人員提供準確、有效的信息資源，為管理決策分析提供可靠的信息支持。大數據的時空集成包括基于時間和空間對公共數據庫、林草數據庫以及林草專題數據庫的數據分類和集成，是大數據應用的基礎，智能分析使用模型庫、樣本庫、知識庫和性能庫來檢查和分析數據的價值。

（三）落實智慧化監測服務

通過建立林草智慧監控服務網絡平臺，實現林草資源監控、生態恢復和環境保護、生態富民等服務；通過在各級機構中設置網絡用戶管理系統，讓各部門根據各種工作需求使用數據資源和服務模塊，使得上級及時了解下屬工作情況，而下級則可以及時向上級反映工作成果。如果要減少監控業務網絡平臺負載過大的情況，可以通過混合云業務方式計算，隱私數據和公共數據分別通過不同的云儲存方式，減少數據網絡建設成本，進一步提高網絡的安全性和質量。通過App、網站和本地業務應用終端，在平臺應用訪問時，通過各種用戶終端設施和監測指揮中心大屏幕實現各種情景下的用戶需求。

（四）創新林草監測模式

在林草資源管理監測流程中引入馬賽克概念，運用網絡互連技術將林草資源調查與監管信息深度集成，并進行數據信息資源共享，使監測數據應用于不同的服務場景和信息組合領域，從而提升林草資源建設的管理水平與信息服務能力。

首先，運用馬賽克模式打破了事前壁壘，把第一類清查、第二類、第三類清查等各項工程的調查結果整合形成信息和共享制度，進一步提升監測數據協同共享能力。

然后，運用馬賽克方式對林草監測調查時間規則予以變化，形成有效的時間管理機制，全面創建點面相互結合、 上下協調一致以及數圖協同的林草資源監控制度，并利用國家林產資源智能信息管理平臺把信息聚合在網絡平臺上，以充分發揮信息聚合作用，達到林木資源管理信息更新和監控信息出數的效果，進一步增強林產資源監控數據的準確性。

最后，運用馬賽克模型改變傳統的林草資源監測數據源頭模型，將統計信息源頭多元化，將各類信息有效整合，通過有效的檢驗與評價模型，高效識別信息，去除無關的繁雜數據，全面利用馬賽克模型抗干擾特性，化解統計信息出現的失真與人為誤差，增強觀測系的統防偏能力，達到林草資源監測信息數據精準。

（五）監測平臺的安全保障措施

林草資源信息化監測和分析系統，應通過多種模式構建。設計之初的理念，應結合軟件系統的開發與升級，軟件開發應力求系統總體運行可靠性得到保障，要操作簡單，容易被學習和操作，并有效提高其軟硬件設備的兼容性，在多種場景得到應用，降低復雜度及運維成本。

四、結語

綜上所述，研究林草資源監測和成果應用，建立林草一體化監控系統，具有廣闊的研究前景，對于推動生態文明建設至關重要。

參考文獻：

[1]索曉晶，項磊，高賀，高琪，羅燕.內蒙古草原資源調查監測的實踐和思考[J].安徽農業科學，2023，51（07）：73-76.

[2]張雅嫻，樊江文，王穗子，張海燕.草原調查、監測與評價的國際經驗和啟示[J].草業學報，2023，32（06）：203-213.

[3]魯巖，李國和，張健，張緒校，陳麗麗，唐禎勇，李其.構建四川草原監測體系探索與實踐[J].草學，2022（05）：84-86.

[4]米國兵，張鎖平，李雅莉.關帝山國有林管理局林草資源智能化管護的探討[J].山西林業科技，2020，49（4）：63-64.

[5]宋元濤，王大偉，楊春立，等.以信息化加速推進應急管理現代化[J].中國應急管理，2021（6）：14-20.