智慧林草在森林资源管控中的应用和思考
欧尤
博州林业和草原局 新疆博州 833400
引言:
全球气候变化加剧,森林资源面临日益严重的退化、火灾和非法砍伐等威胁,传统管理模式已难以满足精细化管控需求,信息技术快速发展,为林业管理提供了新的工具和方法。智慧林草依托遥感监测、无人机巡查、智能传感器等技术,实现了对森林资源的高效监管和生态保护的精准施策。国内相关政策如“数字中国”和“林长制”的推行,也为智慧林草的应用提供了制度保障。技术成本高、专业人才短缺、跨部门协同不足等问题制约了其全面推广,研究智慧林草的应用潜力与优化路径,对推动林业高质量发展具有重要意义。
1. 应用遥感监测技术,实时掌握森林资源动态变化
智慧林草在森林资源管控中的应用,主要体现在遥感监测技术的深度整合与创新实践,利用高分辨率卫星影像、无人机航拍及多光谱传感器等遥感手段,能够实现对森林覆盖变化、病虫害侵袭、非法砍伐等问题的实时动态监测。技术突破了时空限制,尤其适用于地形复杂、人迹罕至的林区,例如借助周期性影像对比分析,可精准识别林木生长趋势与退化区域,为生态修复提供科学依据;热红外遥感则能早期发现林火隐患,提升应急响应效率。
推进遥感技术落地的过程中,仍需深入思考其与森林生态系统特性的适配性问题,森林资源具有显著的季节性和地域性差异,单一遥感数据往往难以全面反映生态状况。例如常绿阔叶林与落叶林的物候特征不同,需采用差异化的监测周期与波段组合,多云多雨地区的光学遥感受限时,需结合雷达遥感进行数据互补。当前技术对林下植被层、土壤墒情等垂直空间信息的捕捉仍存在盲区,需融合激光雷达等三维感知手段,遥感监测产生的海量数据需要与林权档案、巡护记录等业务系统深度融合,避免形成“数据孤岛”。
2. 建立电子围栏系统,精准管控重点林区人为活动
电子围栏系统的建立是精准管控重点林区人为活动的关键举措,电子围栏通过物联网、卫星定位和智能传感技术,构建无形的边界防护网络,能够实时监测人员、车辆的进出情况,并对异常行为进行预警。相较于传统的物理围栏或人工巡查,电子围栏不仅降低了建设成本,还大幅提升了管控效率,例如在自然保护区或生态脆弱区,系统可通过智能识别技术区分合法巡护人员与非法闯入者,并结合声光报警或无人机巡检进行干预。
推进电子围栏系统的实践中,仍需从技术和管理层面进行优化与思考,结合林区地形特点和生态需求,合理划定电子围栏的覆盖范围,避免因技术盲区导致管控失效。例如在信号较弱的偏远林区,可采用低功耗广域网络或北斗短报文技术,确保数据传输的稳定性,电子围栏的应用需注重与社区共管模式的结合,借助宣传教育提升公众的生态保护意识,减少人为冲突,系统采集的数据应严格遵循隐私保护原则,避免信息滥用[1]。
3. 部署红外相机网络,全天候监测野生动物活动轨迹
智慧林草在森林资源管控中的应用,为野生动物保护提供了全新的技术路径,部署红外相机网络是其中一项重要举措,借助全天候监测野生动物活动轨迹,有效弥补了传统人工巡查的不足。红外相机具备耐候性强、隐蔽性高的特点,可长期布设在森林深处、水源地等动物频繁出没区域,自动触发拍摄并记录物种类型、数量、活动时间等关键数据,这些数据经过 AI 图像识别系统分析后,能精准生成野生动物分布热力图,为生态保护决策提供科学依据。
红外相机网络的深度应用仍需解决若干关键问题,海量影像数据的处理需要建立标准化分析平台,将物种识别、行为分析、种群评估等功能模块整合,并与林业管理部门数据库联动。可结合卫星遥感和声纹监测技术,构建 " 空天地 " 一体化监测体系,例如借助分析野生动物活动轨迹与森林火灾、盗伐事件的时空关联性,提升生态风险预警能力。
4. 推广移动巡护终端,实现护林员轨迹实时上传与调度
智慧林草在森林资源管控中的应用,正逐步改变传统护林模式,其中移动巡护终端的推广尤为关键,借助为护林员配备轻便的智能终端设备,如搭载北斗或 GPS 定位功能的手机或专用手持设备。系统可实时采集并上传巡护轨迹、现场照片及异常情况数据,当系统检测到轨迹偏离预设巡护路线或长时间滞留时,可自动触发预警,调度员借助终端推送语音指令或文字消息,及时调整巡护重点 [2]。
移动巡护终端的深度应用推动了森林管护从“人防”到“技防”的转型升级,轨迹数据的长期积累为林区网格化管理提供了科学依据,管理人员可通过热力图分析高频巡护盲区,动态优化路线规划与人力配置。平衡技术赋能与人文关怀,避免过度依赖电子监管削弱护林员主观能动性,建议建立“轨迹数据+ 人工评价”的双重考核机制,并将终端功能延伸至紧急求救、物资申领等保障领域。探索终端与红外相机、无人机等设备的物联协同,构建“空地一体”的立体监测网络,但需优先解决偏远地区网络覆盖与设备续航等基础问题,确保技术应用的普惠性。
5. 构建病虫害预警模型,提前发现森林健康隐患
智慧林草在森林资源管控中的应用为病虫害预警模型的构建提供了重要支撑,传统森林病虫害监测主要依赖人工巡查,不仅效率低下,且难以及时发现早期隐患。借助整合多源遥感数据、气象信息和历史病虫害发生记录,智慧林草系统能够构建动态预警模型,利用机器学习算法分析环境因子与病虫害爆发的关联规律。例如卫星遥感可监测森林冠层颜色变化,无人机搭载高光谱传感器能识别叶片生理状态异常,这些数据经过模型分析后,可提前数周预测松材线虫病等重大病害的潜在发生区域。
构建高效的病虫害预警模型仍需克服若干技术瓶颈,森林生态系统具有高度复杂性,病虫害发生受树种组成、土壤条件、微气候等多种因素交织影响,现有模型在变量筛选和权重分配上仍存在不确定性。应加强机理模型与数据驱动模型的融合,通过引入树木生理生化指标等新型监测参数,提升模型解释性和预测精度,需重视预警信息与防治实践的衔接,开发移动端实时推送功能,确保基层管护人员能快速响应。
结语:
智慧林草作为林业现代化的核心驱动力,为森林资源管控提供了高效、精准的技术支撑,但其广泛应用仍需克服技术、管理和协同等多重挑战,进一步加强技术创新,推动数据共享,完善政策体系,促进智慧林草与生态保护的深度融合。利用智能化手段提升森林资源的可持续管理能力,不仅有助于维护生态安全,也为实现“双碳”目标和绿色发展奠定了坚实基础,智慧林草的发展前景广阔,需要政府、企业和社会多方共同努力,以科技之力守护绿水青山。
参考文献:
[1] 刘艳 , 卜晓伟 , 张衡 , 等 . 智慧林业在森林资源管控中的应用与思考[J]. 智慧农业导刊 ,2024,4(03):18-21.
[2] 孙景耀 , 陈涛 . 智慧林业在森林资源管控中的应用与思考 [J]. 智慧农业导刊 ,2022,2(17):13-15.