物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用

摘 要：在傳統(tǒng)的生態(tài)林業(yè)向智慧林業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)將起到不可替代的作用。文中分析了物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)發(fā)展過(guò) 程中的作用和前景，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)資源監(jiān)測(cè)、林業(yè)資源保護(hù)和重點(diǎn)工程監(jiān)管等方面的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期為今后物聯(lián)網(wǎng)在 智慧林業(yè)方面的發(fā)展提供一些技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：

0引言

物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、 紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信 息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。

智慧林業(yè)是指充分利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大 數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，通過(guò)感知化、物聯(lián)化、智能化的手段, 形成林業(yè)立體感知，管理協(xié)同高效、生態(tài)價(jià)值凸現(xiàn)、服務(wù)內(nèi) 外一體的林業(yè)發(fā)展新模式。

由于林業(yè)的特殊性和復(fù)雜性，在空間上的廣闊和時(shí)間上 周期長(zhǎng)，林業(yè)部門(mén)在森林資源監(jiān)測(cè)等工作中任務(wù)量繁重，外 業(yè)龐大，形成的數(shù)據(jù)海量，工作人員很難做到精準(zhǔn)。物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)的使用，利用射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位 系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備和智能終端, 使林業(yè)系統(tǒng)中的森林、濕地、沙地、野生動(dòng)物等林業(yè)資源可 以相互感知，能隨時(shí)獲取需要的數(shù)據(jù)和信息。因此，物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)將會(huì)在林業(yè)上起到不可替代的作用，使林業(yè)發(fā)展有一 個(gè)質(zhì)的飛躍，促使林業(yè)從生態(tài)林業(yè)轉(zhuǎn)型成智慧林業(yè)?，F(xiàn)就物 聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)能把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換 和通信，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，所以, 把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入森林監(jiān)測(cè)中成為可能。

1.1林業(yè)資源監(jiān)測(cè)

森林資源管理站在監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍選擇有代表性的樹(shù)干粘貼 有監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況、樹(shù)齡、樹(shù)種、胸徑、樹(shù)高等信息的電子標(biāo)簽； 在空氣和根部土壤放置有數(shù)據(jù)處理能力的傳感器，自動(dòng)監(jiān)測(cè) 溫度、水分、養(yǎng)分等，在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)這些信號(hào)自動(dòng)處理；在監(jiān)測(cè) 點(diǎn)上方安裝清晰度高的攝像頭，并利用全球定位系統(tǒng)等信息傳 感設(shè)備與信息計(jì)算中心聯(lián)網(wǎng)，定期對(duì)林木生長(zhǎng)情況和林區(qū)環(huán)境 進(jìn)行掃描和監(jiān)控，建立一個(gè)準(zhǔn)確的林業(yè)資源物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、生產(chǎn)報(bào)警、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制等，解決人與森林, 森林與氣候，森林與未來(lái)等的關(guān)系。如在運(yùn)行的系統(tǒng)中進(jìn)行 特定設(shè)置，對(duì)在某一區(qū)域內(nèi)的森林在生長(zhǎng)不正常，或溫度、水分、 養(yǎng)分達(dá)不到林木正常生長(zhǎng)的臨界值時(shí)，或進(jìn)入了不法分子，或 侵襲了珍稀動(dòng)物，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒，相關(guān)部門(mén)及時(shí)發(fā)布監(jiān)測(cè)動(dòng) 態(tài)，制定措施，及時(shí)向相關(guān)人員提醒，相關(guān)人員根據(jù)自己的職 責(zé)和需要進(jìn)行特定的工作。

1.2森林防火監(jiān)測(cè)

森林防火指揮部在觀測(cè)點(diǎn)周圍選擇有代表性的地段放置 傳感器，自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、干燥度、蒸發(fā)量、風(fēng)向、風(fēng)力 等氣候因子；安裝清晰度高的攝像頭，定期對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行掃 描；樹(shù)干上粘貼有地點(diǎn)、樹(shù)種等信息的電子標(biāo)簽，并與信息計(jì) 算中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)分析，自動(dòng)制定策略。 如在運(yùn)行的系統(tǒng)中進(jìn)行特定設(shè)置，對(duì)在某一區(qū)域內(nèi)的森林在 生長(zhǎng)反?；驕囟?、濕度達(dá)到接近火災(zāi)的臨界值時(shí),系統(tǒng)會(huì)提醒, 防火指揮部及時(shí)發(fā)布監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)，制定預(yù)防和防治措施，并通 過(guò)短信、微博等及時(shí)向護(hù)林員和相關(guān)人員提醒，防止森林火 災(zāi)發(fā)生。

1.3森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

森林病蟲(chóng)害防治站利用紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、360 度監(jiān)視器等信息傳感設(shè)備與信息計(jì)算中心聯(lián)網(wǎng)，對(duì)在某一區(qū)域 內(nèi)的病蟲(chóng)害發(fā)生情況和活動(dòng)范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)控，或者自 動(dòng)檢測(cè)空氣溫度、濕度等環(huán)境因子，自動(dòng)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的病蟲(chóng) 害，及時(shí)發(fā)布監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)，制定預(yù)防和防治措施，并通過(guò)短信 等信息設(shè)備及時(shí)向林農(nóng)和相關(guān)人員提醒，防止病蟲(chóng)害大面積 發(fā)生，避免給森林造成巨大損失。

2物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)野生動(dòng)植物保護(hù)中的應(yīng)用

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在需要保護(hù)的野生動(dòng)植物周圍鋪設(shè)傳 感節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行探測(cè)；利用RFID對(duì)野生動(dòng)植物實(shí)時(shí)定位，進(jìn)行 感知；建立數(shù)據(jù)庫(kù)，可以防止不法分子和其他因素對(duì)野生動(dòng) 植物的破壞和掠奪，保護(hù)管理人員人身安全，為管理和開(kāi)發(fā) 利用及保護(hù)野生動(dòng)植物提供技術(shù)依據(jù)。

2.1古樹(shù)名木保護(hù)管理

在古樹(shù)名木樹(shù)干粘貼有樹(shù)種、年齡、胸徑、樹(shù)高、歷史、 文化價(jià)值等信息的二維碼等電子標(biāo)簽或定位標(biāo)簽，人們可通過(guò) 手機(jī)閱讀二維碼，知道古樹(shù)的歷史；對(duì)降雨量、濕度、溫度、 養(yǎng)分、病蟲(chóng)害以及人為破壞等運(yùn)用RFID等信息傳感設(shè)備實(shí)時(shí) 探測(cè)；安裝攝像頭，可以準(zhǔn)確地監(jiān)控古樹(shù)名木生長(zhǎng)。對(duì)古樹(shù) 名木進(jìn)行感知，在運(yùn)行的系統(tǒng)中進(jìn)行特定設(shè)置，建立數(shù)據(jù)庫(kù)， 即時(shí)掌握它們的生長(zhǎng)情況和動(dòng)態(tài)變化，當(dāng)生長(zhǎng)不正?；蛴龅揭?外情況時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)提醒，管理人員能準(zhǔn)確地判斷它們的生長(zhǎng) 規(guī)律，是否發(fā)生病蟲(chóng)害，是否有人為破壞等，分析相關(guān)情況, 制定保護(hù)措施。

2.2珍稀野生動(dòng)物保護(hù)

在動(dòng)物身上或周圍固定標(biāo)志物上粘貼有動(dòng)物名字、年齡、 體重、保護(hù)內(nèi)容等信息的二維碼等電子標(biāo)簽或定位標(biāo)簽，通 過(guò)設(shè)置在出發(fā)點(diǎn)、途徑點(diǎn)的讀寫(xiě)器的信息采集，可以精準(zhǔn)地 監(jiān)控野生動(dòng)物的生活習(xí)性，運(yùn)用RFID等信息傳感設(shè)備自動(dòng)檢 測(cè)動(dòng)物周圍環(huán)境中硫、氮等有害氣體含量和實(shí)時(shí)定位，也可佩 戴GPS定位標(biāo)簽定位動(dòng)物所在的區(qū)域，同時(shí)在運(yùn)行的系統(tǒng)中 進(jìn)行設(shè)置，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，分析動(dòng)物在野外的生 存狀況。當(dāng)動(dòng)物在野外受到天敵或意外情況時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)提醒, 管理人員根據(jù)獲取的信息分析并快速制定相應(yīng)策略，使野生 動(dòng)物的保護(hù)由人為管理變?yōu)樽詣?dòng)化的保護(hù)。

3物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)重點(diǎn)工程監(jiān)管中的應(yīng)用

我國(guó)林業(yè)重點(diǎn)工程主要有退耕還林工程、天然林保護(hù)工 程、長(zhǎng)江防護(hù)林工程、三北防護(hù)林工程等，對(duì)這些工程從立項(xiàng)、 啟動(dòng)、計(jì)劃、執(zhí)行等全過(guò)程的運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)督管理，不僅是智 慧林業(yè)的需求，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必須解決的問(wèn)題。對(duì)這些重 點(diǎn)工程以小班為單位，對(duì)造林小班設(shè)置重點(diǎn)工程名稱、建設(shè) 年度、立地類型、造林樹(shù)種、造林密度、造林時(shí)間、造林方 式等靜態(tài)屬性并直接存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中；降雨量、溫度、濕度、 養(yǎng)分等動(dòng)態(tài)屬性運(yùn)用RFID等技術(shù)，由傳感器實(shí)時(shí)探測(cè);管護(hù)、 病蟲(chóng)害防治、小班的成活保存情況、林木的生長(zhǎng)狀況等安裝攝 像頭直接監(jiān)控。識(shí)別設(shè)備完成對(duì)工程小班屬性的讀取，在運(yùn) 行的系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置，即時(shí)監(jiān)管它們的生長(zhǎng)情況和動(dòng)態(tài)變化， 并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù) 庫(kù)，又通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，進(jìn)行智能處理，實(shí)現(xiàn)生 長(zhǎng)可測(cè)、管理可控、質(zhì)量可溯，實(shí)現(xiàn)林業(yè)重點(diǎn)工程管理智慧化。 4結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)資源監(jiān)測(cè)領(lǐng)域、野生動(dòng)植物保護(hù)、林 業(yè)重點(diǎn)工程監(jiān)管等方面有著廣闊的前景。一是通過(guò)NFC、二 維碼、RFID等技術(shù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，不僅能獲得我們所需林業(yè)要素 的識(shí)別信息，還通過(guò)智能標(biāo)簽獲得各要素所包含的擴(kuò)展信息。 二是實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源環(huán)境和重點(diǎn)工程的監(jiān)控以及野生動(dòng)植物 的跟蹤。利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可 以對(duì)它們的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行獲取和特定監(jiān)控，如利用溫度傳感 器監(jiān)控森林的溫度，通過(guò)GPS標(biāo)簽跟蹤定位野生動(dòng)物，通過(guò) 攝像頭捕捉盜伐林木的不法分子等。三是最終達(dá)到對(duì)森林的 智能控制，由傳統(tǒng)的生態(tài)林業(yè)轉(zhuǎn)型為智慧林業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)利用云 計(jì)算平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決 策，改變我們對(duì)傳統(tǒng)林業(yè)決策的認(rèn)識(shí)，體現(xiàn)智慧林業(yè)的價(jià)值, 實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

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