智慧林業在基層林業管理中的應用策略

摘 要 智慧林業利用物聯網、大數據、云計算、人工智能和地理信息系統等現代信息技術，實現對森林資源的全面感知和高效管理。為找到適合基層林業管理的智慧農業應用模式和推廣策略，介紹智慧林業在基層林業管理中的具體應用，包括森林資源監測與管理、森林病蟲害防治、森林經營與規劃、生態保護與恢復，分析智慧林業應用中面臨的技術與設備成本、數據安全與隱私保護、技術人才等方面的挑戰，并提出降低技術與設備成本、強化數據安全與隱私保護、培養和引進技術人才等相應的解決策略。

關鍵詞 智慧林業；人工智能；生態保護

中圖分類號：S-1 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.058

智慧林業是指運用現代信息技術，如物聯網、云計算、大數據、人工智能和地理信息系統，實現對森林資源的全面感知、科學管理和高效利用。隨著科技的發展，傳統林業管理方式面臨數據獲取不及時、管理效率低、決策支持不足等問題。智慧林業通過整合先進的技術手段，提供實時的森林動態監測和精準的管理決策支持，成為現代林業管理的重要趨勢。筆者旨在探討智慧林業在基層林業管理中的具體應用策略，分析其在提高林業管理效率和效能方面的實際效果，總結適合基層林業管理的應用模式和推廣策略。

1 智慧林業的技術基礎

1.1 物聯網

物聯網技術在智慧林業中起關鍵作用，通過部署在森林中的各類傳感器，實現對森林環境的實時監測。這些傳感器可以檢測溫度、濕度、土壤含水量、空氣質量等多種環境參數，并通過無線網絡將數據傳輸到中央管理系統。物聯網技術的應用，使得林業管理者可以實時獲取森林狀況信息，從而及時采取相應的管理措施。例如，通過對溫濕度的監測，預警森林火災的發生，及早采取滅火措施，減少火災損失[1]。物聯網技術流程如圖1所示。

1.2 大數據與云計算

通過物聯網設備和其他數據采集手段，林業部門可以獲取大量的森林數據，包括氣象數據、土壤數據、樹木生長數據等。大數據技術能夠對這些海量數據進行存儲、管理和分析，提取有價值的信息和規律。云計算技術則提供了強大的計算能力和存儲資源，使得大規模數據處理和復雜模型計算成為可能。借助云計算，林業管理者可以隨時隨地訪問和處理數據，提升工作效率。大數據與云計算技術流程如圖2所示。

1.3 人工智能

人工智能技術在智慧林業中的應用主要體現在森林資源管理和決策支持方面。人工智能通過機器學習和深度學習算法，可以對大量的數據進行分析和處理，從中發現規律和趨勢。例如，通過分析遙感圖像和實地監測數據，人工智能可以識別森林中的不同樹種、評估樹木的健康狀況，并預測病蟲害的發生[2]。此外，人工智能技術可以用于森林火災的預警和響應，通過分析氣象條件和歷史火災數據，建立火災風險預測模型，幫助林業管理者提前采取預防措施。人工智能的具體工作流程如圖3所示。

1.4 遙感與地理信息系統

遙感技術利用衛星、無人機等工具獲取森林的高分辨率影像，可以覆蓋大面積的森林區域，提供詳細的空間信息。這些影像數據可以用于森林資源調查、生態環境監測、災害評估等多個方面。地理信息系統則是一種集數據管理、分析和可視化于一體的技術工具，能夠將不同來源的森林數據整合到同一平臺上，進行空間分析和展示[3]。地理信息系統技術在林業規劃和管理中發揮重要作用，通過地理信息系統平臺，管理者可以制訂詳細的森林經營方案，優化資源配置，提高管理效率。遙感與地理信息系統的結合，使得森林資源的監測和管理更加精確和高效，為智慧林業的實施提供了重要的技術保障，其應用流程見圖4。

2 智慧林業在基層林業管理中的具體應用

2.1 森林資源監測與管理

智慧林業在森林資源監測與管理中的應用極為廣泛，通過先進的技術手段，實現了對森林資源的全面監測和科學管理。物聯網技術的應用，使得各種傳感器能夠實時采集森林環境數據，包括溫濕度、光照強度、土壤濕度等；遙感技術則通過衛星、無人機等平臺，獲取大范圍的高分辨率森林影像數據，方便管理人員實時了解森林資源狀況。結合地理信息系統，收集到的數據被處理成各種地理信息產品，如森林資源分布圖、植被覆蓋圖等，為林業管理提供直觀的參考[4]。大數據和云計算技術的結合，使得林業管理者能夠從海量數據中提取有價值的信息，進行科學決策。

2.2 森林病蟲害防治

傳統的病蟲害監測主要依賴人工巡查，效率低且易受人為因素影響。而通過物聯網技術，可以在林區內布設蟲情測報燈、氣象站等設備，實時監測病蟲害的發生情況。人工智能技術則通過訓練圖像識別模型，實現對病蟲害的自動識別和分類。大數據分析技術可以從大量圖像中學習不同病蟲害的特征，進而實現精準識別和早期預警，使得病蟲害防治更加科學。此外，結合地理信息系統技術，可以對病蟲害監測數據進行空間分析，生成病蟲害分布圖，幫助林業管理者制訂針對性的防治措施。

2.3 森林經營與規劃

遙感技術可獲取高分辨率的森林影像數據，結合地理信息系統技術，可以對森林資源進行詳細分類和評估。例如，可以通過影像分類技術，識別不同樹種的分布和生長狀況，為森林經營規劃提供基礎數據。大數據和云計算技術的結合，也使得林業管理者能夠對大量的歷史數據和實時監測數據進行分析，發現森林資源的變化趨勢和潛在問題。基于這些數據分析結果，可以制訂科學的森林經營計劃，選擇適宜的造林樹種、確定合理的采伐強度等。人工智能技術則在森林經營決策支持中發揮重要作用，可通過構建智能決策模型，模擬不同經營方案的效果，選擇最優的經營策略[5]。

3 智慧林業應用面臨的挑戰

3.1 技術與設備成本高昂

智慧林業的實施需要依賴大量先進的技術設備，如傳感器、無人機、遙感衛星和高性能計算機等。這些設備的采購、安裝和維護成本較高，尤其是在基層林業管理中，許多林區面臨資金短缺的問題，難以負擔高昂的技術成本[6]。同時，先進設備的使用需要配套的軟件和技術服務，進一步增加了整體的投入。成本問題不僅限制了智慧林業技術的普及和推廣，也影響了基層林業管理部門的積極性，導致許多地區在智慧林業建設方面進展緩慢。

3.2 數據安全與隱私保護無保障

智慧林業依賴大量的實時數據，包括森林資源數據、環境監測數據、氣象數據等，涉及面廣且數據量大。這些數據在傳輸、存儲和處理過程中，容易受到網絡攻擊、數據泄露和非法訪問的威脅。數據安全問題不僅影響林業管理的效率和準確性，更可能造成嚴重的生態和經濟損失。數據隱私保護也是一個亟待解決的問題。許多林業數據涉及敏感信息，如森林資源的具體位置和狀態等，一旦泄露，可能被不法分子利用，導致非法采伐和其他破壞行為。數據隱私保護的法律法規和標準尚不完善，管理部門在數據使用和共享方面面臨諸多困境。

3.3 技術人才短缺

智慧林業的發展和應用需要大量具備專業技術和管理能力的人才。然而，當前許多基層林業管理部門面臨技術人才短缺的問題。智慧林業涉及的技術門類繁多，包括物聯網、大數據、人工智能和地理信息系統等。這些技術領域的專業人才本身就比較稀缺，加上基層林業管理部門難以吸引和留住高素質人才，導致人才匱乏問題較為嚴重。

4 對策

4.1 降低技術與設備成本

1）政府應加大對智慧林業項目的資金支持力度，提供專項財政補貼和優惠貸款，減輕基層林業管理部門采購和維護設備的經濟壓力。同時，鼓勵社會資本參與智慧林業的開發和應用，通過政府和社會資本合作模式，共同投資建設智慧林業基礎設施。2）集體采購和共享設備，降低單位設備的購置成本。例如，多個林業管理部門可以聯合購買價格昂貴的遙感衛星和無人機設備，實行設備共享，減少重復投資。3）推廣開源軟件和國產設備的應用，減少對進口高成本設備和軟件的依賴，從而降低整體技術成本。4）加強對技術設備的本土化改進，同時加強維修能力建設，降低維護和更新成本，提高設備的使用壽命和經濟效益。

4.2 強化數據安全與隱私保護

林業管理部門應引入先進的網絡安全技術，構建多層次的防護措施，如防火墻、入侵檢測系統和數據加密技術等，確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性。同時，制訂嚴格的數據管理制度和標準，明確數據的采集、存儲、使用和共享流程，確保每個環節都有相應的安全保障措施。對涉及敏感信息的數據，應采取更高等級的保護措施，限制訪問權限，防止未經授權的訪問和泄露。政府也應完善數據隱私保護的法律法規，為林業數據的管理和使用提供法律保障。同時，林業管理部門應加強與網絡安全專業機構的合作，定期進行安全評估和風險檢測，及時發現和修補安全漏洞，確保數據安全與隱私保護的全面落實。

4.3 培養和引進技術人才

林業管理部門應加大人才培養和引進的力度。可以與高等院校和科研機構合作，開展智慧林業相關專業的教育培訓，培養具備現代信息技術和林業管理知識的復合型人才。定期舉辦技術培訓班和研討會，加深現有林業管理人員對智慧林業技術的掌握程度。對于特別緊缺的高端技術人才，可以采取引進與合作結合的方式，積極引進國內外的優秀專家，通過技術合作、項目引進等方式，提升當地技術隊伍的整體水平。政府和企業也應共同努力，改善基層林業管理部門的工作環境和待遇，提高技術人才的工作積極性，確保智慧林業可持續發展。

5 結語

智慧林業是現代信息技術在林業管理中的重要應用，能夠顯著提升林業管理的效率和效益。面對技術成本高、數據安全與隱私保護難、技術人才短缺和基礎設施不足等挑戰，需要通過政府支持、社會資本參與、技術創新和人才培養等多方面的努力，推動智慧林業的普及和應用。智慧林業通過科學的管理和對森林資源的高效利用，將為實現森林資源的可持續發展和生態環境的保護做出重要貢獻。

參考文獻：

[1] 馮蕊.智慧林業管理技術在林業資源管理中的應用研究[J].林業科技情報，2024，56（2）：137-139.

[2] 尹鑫，孫志同，王峰巍.智慧林業在基層林業管理中的應用策略[J].南方農業，2024，18（8）：152-155.

[3] 徐同波.基于智慧林業與森林資源的管理模式[J].新農民，2024（5）：41-43.

[4] 韓杰力.基于大數據技術的智慧林業網格化管理系統設計[J].鄉村科技，2023，14（23）：152-154.

[5] 靳玉玉.智慧林業導向下GIS技術在林業資源管理中的應用[J].現代園藝，2023，46（22）：160-162.

[6] 于躍.5G技術引領下的智慧林業發展淺析[J].當代農機，2023（9）：73-74.

（責任編輯：張春雨）