淺析智慧化園林發(fā)展

趙怡康 ，劉 紅 ，景 淼 ，李大威

（1.山東省林業(yè)信息中心，山東濟(jì)南250014；2.山東省林木種苗和花卉站，山東濟(jì)南250014；3.遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧沈陽(yáng)110122）

1 現(xiàn)代園林發(fā)展背景

從中國(guó)的遠(yuǎn)古時(shí)代，人類就有逐水而居、逐水而遷的生活習(xí)慣，孔子云“智者樂(lè)水、仁者樂(lè)山”，這集中體現(xiàn)了中國(guó)人的“天人合一”的哲學(xué)觀點(diǎn)，這高度總結(jié)了中國(guó)古代審美文化，也從中潛移默化的影響了中國(guó)園林的發(fā)展理念。

面對(duì)信息化迅猛發(fā)展下的當(dāng)今社會(huì)，“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智慧化”充斥著我們的生活，只要我們動(dòng)動(dòng)手指就能切實(shí)感受到大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)等所帶給我們的直觀體驗(yàn)，那么當(dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智慧化”聯(lián)姻傳統(tǒng)園林建設(shè)，會(huì)擦出什么樣的火花呢？

未來(lái)，當(dāng)我們散步于城市綠地時(shí)，您可能會(huì)根據(jù)位置追蹤收到這樣一條推送的信息“公園的草坪正在進(jìn)行藥物噴灑，請(qǐng)大家不要入內(nèi)”；對(duì)于喜好旅游的市民來(lái)說(shuō)可以根據(jù)定位的位置找到最想看的花和樹(shù)的品種的公園；當(dāng)我們拿出手機(jī)通過(guò)APP軟件就可以輕松的追蹤到古樹(shù)的二維碼，透過(guò)掃碼，得知該樹(shù)的名字、樹(shù)齡、屬種、常見(jiàn)于哪些地區(qū)及樣貌；當(dāng)我們身邊的樹(shù)木和花草遭遇病蟲害時(shí)，我們可以像騎共享單車一樣實(shí)現(xiàn)輕松的報(bào)修，幫助管理者拍送實(shí)時(shí)蟲害記錄。

作為“智慧城市”的一部分，“智慧園林”的發(fā)展將會(huì)給普通市民的生活帶來(lái)更加豐富與便捷的體驗(yàn)。

錢學(xué)森先生曾指出“大成智慧學(xué)”將是“科技-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-環(huán)境”日漸協(xié)調(diào)發(fā)展的一門科學(xué)技術(shù)。當(dāng)今時(shí)代，如何衡量一個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代化水平,是一個(gè)多方位發(fā)展協(xié)調(diào)的衡量，不僅限于原有的經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展，還具體體現(xiàn)在社會(huì)、教育、環(huán)境、文化、生態(tài)等多方面。隨著創(chuàng)新2.0時(shí)代的發(fā)展，如今再來(lái)審視錢學(xué)森先生的智慧學(xué)理論，就更能充分的理解如何創(chuàng)新城市發(fā)展，協(xié)調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)與問(wèn)題的解決辦法。

2 “智慧園林”的表現(xiàn)形式與主體目標(biāo)

“智慧園林”的建設(shè)平臺(tái)是通過(guò)直觀的“一張圖”形式有效實(shí)現(xiàn)園林?jǐn)?shù)據(jù)的全自動(dòng)化管理，既可以滿足當(dāng)前科技發(fā)展潮流的需要又方便了園林綠化的總體管控。

我們通過(guò)“智慧園林”的建設(shè)可以有效的了解目前各片區(qū)植物的生長(zhǎng)狀況、園林種類，同時(shí)，我們可以根據(jù)傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息和經(jīng)過(guò)模型構(gòu)造后的框架準(zhǔn)確提醒管理者什么時(shí)候可以進(jìn)行灌溉和施肥的處理，以及面臨管理者的植被搭配問(wèn)題，可以通過(guò)模擬化的虛擬建設(shè)提供可行方案便于實(shí)施，對(duì)于應(yīng)對(duì)城市化統(tǒng)計(jì)需求，我們可以通過(guò)系統(tǒng)測(cè)算準(zhǔn)確給出植被用水量等詳細(xì)數(shù)據(jù)，以及植被面臨病蟲害或者極端氣候的應(yīng)急預(yù)警措施。

3 “智慧園林”的建設(shè)構(gòu)想

3.1 “智慧園林”的總體構(gòu)架

整體的信息集成分為兩大部分，一是業(yè)務(wù)系統(tǒng)，分別由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)為其提供數(shù)據(jù)支撐；一是共享平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)的輸入輸出實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。

3.2 “智慧園林”的系統(tǒng)功能

智慧灌溉控制：通過(guò)傳感器傳回的土壤情況與具體參數(shù)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的集中存儲(chǔ)與智能化分析，根據(jù)比對(duì)土壤情況、植被需求等參數(shù)，一方面可實(shí)現(xiàn)管理者與用戶的高清觀察，另一方面可實(shí)現(xiàn)管理者的智能管控，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化灌溉、施肥等功能。

智慧資源管理：智慧化的管理方式可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)植株的位置，記錄其生長(zhǎng)屬性，可以有效的統(tǒng)計(jì)每種植物消耗的資源，進(jìn)行精細(xì)化的管理，這同時(shí)方便了管理者的二類調(diào)查，可有效實(shí)現(xiàn)隨時(shí)讀取綠地資源存量的目的，同時(shí)其更高效、更準(zhǔn)確，可實(shí)現(xiàn)空間的疊加運(yùn)算，運(yùn)用相關(guān)的GIS軟件，同時(shí)可是實(shí)現(xiàn)“一張圖”模式的管理。

園林專家服務(wù)：通過(guò)系統(tǒng)化搭建的平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的交互，不論是園林管理人員或是園林各個(gè)層級(jí)的專家，又或是普通的百姓，只要在園林綠地方面遇到問(wèn)題，就可以通過(guò)客戶端，完成答疑與互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)園林管理的多方位化。

3.3 “智慧園林”系統(tǒng)效果

一是通過(guò)智慧化的管理，將粗放變?yōu)榫?xì)，可節(jié)約成本與資源，調(diào)動(dòng)高效率的工作，對(duì)植物的養(yǎng)護(hù)具有積極的作用。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，只是進(jìn)行保守估計(jì)，現(xiàn)在的智慧化管理可以有效節(jié)水20%，同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)的噴灌技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)最有效、最及時(shí)的控制土壤的水分與控制相對(duì)環(huán)境的濕度，植物在良好的控制下可以達(dá)到最優(yōu)的生長(zhǎng)。

二是通過(guò)系統(tǒng)的構(gòu)建，充實(shí)了原有的理論基礎(chǔ)，使得原有的園林相關(guān)數(shù)據(jù)更加完善，起到了數(shù)據(jù)與構(gòu)架相互交融相互支撐的作用，為園林事業(yè)的總體發(fā)展提供了更好的技術(shù)支撐。

三是起到提早預(yù)防作用：通過(guò)可視化的服務(wù)，可有效提前病蟲害的發(fā)現(xiàn)頻率，從而提早預(yù)防病蟲害發(fā)生，減少費(fèi)用的花費(fèi)。據(jù)資料表明，廈門市通過(guò)建立綠色植物動(dòng)態(tài)化的跟蹤平臺(tái)，綜合利用了GPS、FRID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)有人發(fā)現(xiàn)植被受到病蟲害侵蝕時(shí)，以最快的時(shí)間趕到事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)可以根據(jù)系統(tǒng)測(cè)算或者平臺(tái)專家?guī)焯峁┑闹笖?shù)進(jìn)行用藥噴灑。

3.4 智慧園林的各層面分析

圖1 智慧園林的各層級(jí)與構(gòu)架

3.4.1 傳感層

借助于需要監(jiān)測(cè)的每個(gè)終端佩戴的傳感器，這樣每一株植物都有一張自己的身份ID，可感知監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)參數(shù)，從而提供大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)支撐，在“智慧園林”方面可以感知風(fēng)力、溫度、土壤、水質(zhì)、蟲害情況，從而傳回信息，管理者可以通過(guò)實(shí)時(shí)信息實(shí)現(xiàn)智能管理與控制。

傳感層主要包含的設(shè)備是傳感器、噴灌控制器、遠(yuǎn)程供電設(shè)備等。

傳感器主要是通過(guò)攝像頭采集信息，通過(guò)風(fēng)力、壓力、溫度、濕度、光照等探測(cè)器傳感進(jìn)行數(shù)據(jù)返回。對(duì)于傳感器一般是安置于比較空曠的沒(méi)有遮擋物的區(qū)域，數(shù)據(jù)也較為準(zhǔn)確。

3.4.2 網(wǎng)絡(luò)層

是一個(gè)中間介質(zhì)的傳輸層，通過(guò)有線、無(wú)線傳輸方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒎?wù)平臺(tái)。

3.4.3 應(yīng)用層

顧名思義，應(yīng)用層的目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，具體的可以通過(guò)“智慧化”“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)園林綠地的信息獲取與監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)查詢與運(yùn)用。

基于地理信息系統(tǒng)的開(kāi)放的智慧園林管理系統(tǒng)，可以對(duì)城市的園林進(jìn)行綜合管理，設(shè)置分級(jí)權(quán)限，系統(tǒng)利用GIS技術(shù)與通信、遙感技術(shù)調(diào)用園林景區(qū)的地形圖、遙感影像圖、電子圖像等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，同時(shí)在基礎(chǔ)地圖上疊加園林綠化專題數(shù)據(jù)完成基于地圖的查詢，包括地名的定位、園林景點(diǎn)的查詢、各樹(shù)木的屬性查詢、多窗口地圖對(duì)比等功能，在地圖上顯示園林綠化各工程項(xiàng)目的分布圖，并以不同顏色圖例表示不同工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)情況，同時(shí)可以集中展示或查詢園林綠化管理的各項(xiàng)綜合信息，如新聞動(dòng)態(tài)，林木的實(shí)時(shí)監(jiān)控情況，各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的匯總與群眾的交互信息公開(kāi)等。

3.5 配合系統(tǒng)應(yīng)用端建設(shè)方案

建立APP，微信公眾平臺(tái)、微博等線上的互動(dòng)平臺(tái)，從而能實(shí)現(xiàn)公眾的線上互動(dòng)，設(shè)立公眾監(jiān)督與舉報(bào)平臺(tái)，根據(jù)古樹(shù)名木的立法，如果發(fā)現(xiàn)了古樹(shù)名木遭人破壞或者受到病蟲害侵蝕，可以及時(shí)拍照上傳至各類平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)便捷化、全覆蓋的多方位管理，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等，對(duì)城市園林植被可以實(shí)現(xiàn)追蹤探測(cè)，取代了傳統(tǒng)化的人工巡查，可以更加方便高效。

3.6 “智慧園林”保障措施

“智慧園林”的全面開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，從國(guó)家層面到省級(jí)到各市、區(qū)是一個(gè)聯(lián)動(dòng)的機(jī)制，應(yīng)在政策、資金、標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行大力的扶持，從人才、安全等方面給予充分的幫助，建立總體標(biāo)準(zhǔn)體系，唯一端口建設(shè)，為未來(lái)智慧化的發(fā)展起到保駕護(hù)航的良好作用。

3.6.1 強(qiáng)化管理與運(yùn)行機(jī)制

首先，各層級(jí)的業(yè)務(wù)部門應(yīng)該建立相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)與機(jī)構(gòu)，專門部署與督導(dǎo)智慧化園林的建設(shè)工作，形成上下聯(lián)動(dòng)的順暢工作鏈，同時(shí)明確細(xì)化各部門的責(zé)任分工，為智慧化全面實(shí)施提供基礎(chǔ)性的作用。

3.6.2 加大資金投入力度，引導(dǎo)多元參與

在加大財(cái)政投入的同時(shí)，通過(guò)社會(huì)籌集、社企協(xié)作等方式，進(jìn)一步拓寬資金建設(shè)力度采取有效的激勵(lì)措施，引導(dǎo)智慧化發(fā)展。

3.6.3 統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，共享信息資源

國(guó)家層面應(yīng)該適時(shí)地提出智慧化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與體系，規(guī)范端口建設(shè)，利于信息共享，同時(shí)出臺(tái)相應(yīng)的管理辦法，對(duì)智慧化的建設(shè)提供積極的有效環(huán)境。

3.6.4 加強(qiáng)人才培育，增強(qiáng)合作交流

通過(guò)人才的激勵(lì)與引進(jìn)，增加專業(yè)人才的吸收，同時(shí)對(duì)于在職人員加強(qiáng)培訓(xùn)與知識(shí)更新，不斷利用新技術(shù)、新手段吸收與理解當(dāng)今科技的便捷，同時(shí)加強(qiáng)各單位的相互間學(xué)習(xí)，不斷提高園林事業(yè)的信息化發(fā)展。

3.7 智慧園林面臨的風(fēng)險(xiǎn)性分析

3.7.1 技術(shù)方面

現(xiàn)如今我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)建成了“智慧化”的研究中心，相應(yīng)的人才與繼續(xù)教育工作也相繼開(kāi)展，但擺在我們面前的最大的溝壑是“創(chuàng)新能力的不足”，目前我國(guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)還處于發(fā)展的階段，能力尚有不足。

例如，我國(guó)目前在傳感器方面，將近90%的傳感器材需要進(jìn)口，傳感的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)也尚不明確。又比如，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目前只明確了通用組建標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于其他的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)還需逐步確立。

3.7.2 開(kāi)發(fā)使用方面

雖然“智慧化”發(fā)展亟待解決與實(shí)現(xiàn)，但是在使用方面，單購(gòu)置傳感設(shè)備而言確實(shí)存在投入高的問(wèn)題，對(duì)于效果是否能夠真正實(shí)現(xiàn)如計(jì)劃所期還有待于實(shí)踐的考證。

3.7.3 國(guó)家安全方面

當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于“智慧化”的發(fā)展處于發(fā)展與借鑒的階段，自主研發(fā)的能力還有限，主要還需要進(jìn)口，但是進(jìn)口就存在安全保護(hù)方面的隱患，由于可能存在于設(shè)備中的竊取裝置極可能掌握我國(guó)“智慧化”的重要數(shù)據(jù)。

3.7.4 使用安全方面

“互聯(lián)網(wǎng)+”“智慧化”依托了新一代的信息技術(shù)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)與設(shè)備冗余與災(zāi)害備份的能力具有極大地優(yōu)勢(shì)，但是一旦出現(xiàn)入侵的網(wǎng)絡(luò)攻擊，因?yàn)樵朴?jì)算的開(kāi)放性，反而會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成更大更廣泛的災(zāi)難，對(duì)于智慧化發(fā)展造成了極大的挑戰(zhàn)。

3.7.5 人才組織方面

“智慧化”的發(fā)展需要專業(yè)化的人才引進(jìn)，但當(dāng)前園林工作者大都是園林專業(yè)的技術(shù)職工，對(duì)于信息化與“互聯(lián)網(wǎng)+”等新科技的發(fā)展敏感性尚不足，因此對(duì)于系統(tǒng)整體上線或者實(shí)施階段的操作存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

“綠水青山就是金山銀山”是中國(guó)未來(lái)發(fā)展的積淀，是我們留給世世代代的寶貴財(cái)富，鋼筋水泥的城市在未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)天空更藍(lán)，大地飄綠，人們生活的更加自然與舒適是園林工作者的工作目標(biāo)，借助科技的力量是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的有效保證，雖然我們?cè)诳傮w層面的設(shè)計(jì)還存在缺陷，雖然我們的技術(shù)還有待于提高，但是這樣的發(fā)展模式是未來(lái)的趨勢(shì)。