四川省什邡市国有林场 四川德阳 618400
摘要:林业的发展离不开人才的支持,而物联网是推动智慧林业发展的主要源动力。当前,智慧林业发展在技术层面、物联网应用上存在很多不足。应提高物联网专业人才的技能水平,强化政府部门的宏观调控,为智慧林业发展提出正确的指导意见。要加大财政资金的投入,为林业发展提供人才。要整合社会资源,构建林业物联网平台,收集林业资源信息。现阶段林业物联网的应用基础比较薄弱,但未来会向着更加智能化的方向发展,会有更多的林业技术手段应用,共同促进智慧林业的多元化发展。
关键词:物联网;智慧林业;应用现状;发展瓶颈;对策
1应用现状
1.1在林业灾害监测中的应用
近年来,全球气候变化速度加剧,林业灾害多发、频发,林业管理工作面临巨大的挑战。林业灾害主要包括森林火灾、林业有害生物灾害、沙尘暴、野生动物疫源疫病四大类,还有干旱、洪涝、雨雪冰冻、风灾、雹灾、地震、滑坡、泥石流等。林业灾害使森林资源受到严重破坏,防灾减灾和灾后重建工作十分繁复、任务艰巨。借助气象监测、红外感应、导航定位、视频监控、无线传感、RFID等技术,构建天网、地网、林网系统、信息管理平台和物联网应用操作平台,可以有效进行林业灾害监测、及时预警预报、智能应急防控,将灾害管理工作实现由重救灾向重预防转变,节省大量人力、物力、财力,显著降低灾害造成的损失,对于完善林业防灾管理体系、灾后救助体系具有重要意义。很多专家致力于数据处理、监测手段、防控措施、管理体系等方面的调查和研究,并取得了较大的突破。针对Hyperion高光谱数据的庞大性和高维度,进行系列预处理、分段特征提取法、特征选择法等,有效降维,采用光谱角填图法提高识别精度,为大面积遥感林业灾害监测及灾情评估提供技术支持。设计了一套基于物联网的森林火灾防控系统,可监测指定地域森林环境,实现火情类型、大小、扩散速度和方向等火灾信息的采集,实时生成烟雾浓度波形图,用于制定科学、合理的灭火方案。目前,我国拥有1000个国家级中心测报点、2098个省级测报点、22703个基层测报点(监测点)以及相应的监测设备,结合应用物联网技术构建林业监测体系,将极大地提升效率,有效引导科学决策、科学防治。
1.2林业资源监测的应用
林木资源管理部门可以将电子标签粘贴在监测区域范围内,所需监测的树木上,电子标签内容除了包含监测点的具体情况以外,还可以展示出该树木的树龄与树种信息,详细描述了该树木的胸径以及树高等信息内容。同时,可将具有数据处理能力的传感器安装于空气中或树木的根部土壤当中,使之可以对林内的温度进行实时监测,并有效监测土壤中的水分与营养成分,网络终端接收到信号后可以实现信息数据的自动处理。工作人员可在监测区域安装高清摄像头,通过信息传感设备实现与信息计算中心的网络连接,在设置好的时间范围内会对树木的生长状况进行监测,并判断林区环境有无异常,以此实现林业资源物联网的建设,使之发挥出对林业的视频监控与远程控制的作用,以改善森林与人类、气候以及未来之间的关系。
1.3林业监管系统
林业监管涉及的内容相对较多,如种苗的培育、木材的存储运销、古树名木的追踪管理等。由于从业人员的素质水平不同、林业区域自然条件相对比较复杂、管理范围较广等因素,使林业在监管环节还存在很多问题。基于物联网的智慧林业监管系统可以对林木数据进行收集和管理,对林木的产地进行识别和追踪,在木材存储运销时还能够对运销车辆进行实时定位,这种科学严密的监管体系可以有效提升林业监管效率,降低生产成本,减少了资源的浪费。
2智慧林业发展的不足
2.1技术层面
物联网的发展需要信息处理、信息传输等多个方面共同协作,需要设备、技术、系统的共同应用,需要相应技术规范、制定行业标准等多项内容。当前物联网技术发展相对落后,这也限制了它在智慧林业中的应用。
在信息传输上,可以根据不同的地理条件和运行需求,通过无线等方式将数据信息传输到应用层,再借助移动通信等技术组成网络系统,从而实现信息的传输。我国林业地区地质复杂,网络传输安全性比较差,在传输的过程中很容易出现信号中断或数据不稳定,这也给智慧林业的发展带来了难度。在信息处理上,很多国家都研发了预测预警模型,而我国相应的数字化模型建立还缺少部分数据支持,控制系统的技术参数相对比较单一。
2.2应用和政策方面
我国的基本国情是人多地少,农村剩余劳动力多,文化素质不高,农业企业整体规模偏小,技术手段运用不多,产业化经营水平不高,众多因素极大地限制了物联网技术在林业中的发展和应用。目前存在的应用难点主要有3个方面。一是农民和企业对物联网的应用效果和可能带来的商业价值认识不够,无法主动投入设备和技术;二是既懂林业生产管理,又能熟练使用各种智能控制设备、掌握网络信息技术的专业人员严重紧缺;三是物联网的投入大、风险高、周期长,研究人员和实验室出好成果难且相对集中在工业领域,林业物联网研究成果少且转化乏力。物联网已被我国纳入战略性新兴产业规划重点,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中指出,要“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范”。
3发展对策
3.1技术方面
面对国内物联网技术的发展现状,要坚持自主研发与引进吸收并重。在信息感知方面,国内传感器将围绕降低生产成本、减少能量消耗、开拓监测领域进行,朝着低成本、低功耗、高性能、高精度的方向发展,电化学离子传感器、生物传感器、气敏传感器等先进传感器已在实验阶段,林业方面重点研制可用于监测林业灾害信息、捕捉动物生命状况、测量林产品品质等传感器。身份识别技术将克服语音、RFID等现有手段的缺点,重点研制损伤少、精度高、识别方便的技术,朝着MEMS传感器、DNA识别等更为可靠、更为先进的技术方向发展。在信息传输方面,要充分利用快速发展的公共电话交换网、WIFI、WIMAX、3G、4G等有线和无线网络,重点优化网络部署协议,扩大覆盖范围,实现信息的高时效性。
3.2实际应用与政策支持
在网络通信技术、云计算技术的支持下,物联网技术的应用为人们的生产生活提供了极大的便利。政府部门也要高度重视物联网在林业中的应用。目前,在北京、上海、黑龙江等地都建立了多个集农业数字化技术和数字农业集成技术等于一体的应用示范基地,有效带动了周边农户和龙头企业的加盟,并主动投入资金,应用技术手段构建科学的管理系统,为进一步提升物联网技术在智慧林业中的应用提供了技术和资金支持。要高度重视物联网专业人才的培养。高校要开展校企合作,林业院校定期组织学生到林区参观、实习,让学生提前了解林业企业的发展流程,扩大技能型人才队伍,在此基础上构建林业灾害监测、资源保护等功能性服务平台,实现全产业链动态检测和管理。
4结语
林业物联网目前面临着前所未有的发展机遇,同时也面临巨大挑战。在大力推进林业物联网发展的过程中,要强化政府的宏观调控和正向引导,提出明确的指导意见,加大财政资金的投入,做好人才队伍的培养储备,高度整合社会资源,共同打造“全要素、全过程和全系统”的林业物联网体系。林业物联网应用基础薄弱、覆盖面广,但前景广阔,今后将朝更加智能、更加互通、更加可靠、更加智慧的方向快速发展。
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