信息技術(shù)助力昆明林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展

方向陽 張珀瑞 周敬

信息技術(shù)有效推動了昆明林業(yè)發(fā)展進(jìn)程，新一代信息技術(shù)的出現(xiàn)，必將深刻改變林業(yè)發(fā)展技術(shù)路線，進(jìn)一步踐行“綠水青山就是金山銀山”

如今，信息化建設(shè)已經(jīng)成為社會發(fā)展的主流話題。昆明市林業(yè)局搶抓時(shí)代機(jī)遇，于2013年成立了信息中心，經(jīng)過多年的行業(yè)信息化建設(shè)，目前在林業(yè)信息的獲取、傳輸和加工方面都做出了有益的嘗試，形成了包含資源數(shù)據(jù)服務(wù)、林權(quán)管理、營造林、林地管理、國有林場管理、文件傳輸、濕地資源監(jiān)測、視頻監(jiān)控等綜合信息管理服務(wù)平臺。而且經(jīng)過多年的精心建設(shè)，昆明市在2017年被列為“全國林業(yè)信息化示范市”。

現(xiàn)狀：信息化提升林業(yè)服務(wù)管理水平

經(jīng)過前期的準(zhǔn)備，以項(xiàng)目為推手，2015年昆明開啟了林業(yè)信息化的全面建設(shè)，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)有效推動了林業(yè)發(fā)展進(jìn)程，提升了林業(yè)服務(wù)管理水平。

在信息獲取方面，利用高分影像、北京二號、LANDSAT等遙感影像側(cè)重在森林資源變化監(jiān)測、森林資源調(diào)查、森林火險(xiǎn)等級預(yù)測、森林病蟲害監(jiān)測等方面提取行業(yè)所需信息;滇池、城市面山重點(diǎn)區(qū)域利用森林微氣象監(jiān)測站，實(shí)時(shí)獲取林區(qū)負(fù)氧離子、溫濕度、CO2濃度、風(fēng)向、風(fēng)力等環(huán)境信息;在瞭望塔等地勢較高的區(qū)域利用“森林眼”通過紅外波段和可見光獲取視域范圍內(nèi)的森林資源實(shí)時(shí)狀態(tài);人員活動頻繁的進(jìn)山道路卡口、林區(qū)道路岔口等地點(diǎn)重點(diǎn)布設(shè)數(shù)字球機(jī)等視頻監(jiān)控設(shè)備，獲取人員、車輛信息，以便林區(qū)防火期等特殊時(shí)期的管理;針對重點(diǎn)工程項(xiàng)目和臨時(shí)任務(wù)，利用無人機(jī)的靈活高效特性，及時(shí)獲取現(xiàn)地信息。

在信息傳輸方面，目前林業(yè)專網(wǎng)上聯(lián)省林業(yè)和草原局，下聯(lián)縣區(qū)和局直屬單位，為全市林業(yè)系統(tǒng)提供公文傳輸、林木權(quán)證登記、森林資源查詢、視頻會議等日常業(yè)務(wù)辦理的傳輸通道;林區(qū)環(huán)境因子、“昆明林業(yè)”APP等信息的傳輸主要依托4G網(wǎng)絡(luò);在有線網(wǎng)絡(luò)條件差、位置偏遠(yuǎn)地方的視頻信息主要通過微波的方式傳輸。

在信息加工方面，森林資源自身特點(diǎn)決定了林業(yè)信息加工方式和手段。目前3S技術(shù)在森林資源信息加工過程中具有舉足輕重的地位，依托3S技術(shù)森林資源“在哪里、有什么、怎么用”的過程事半功倍;基于WebGIS搭建的“數(shù)字林業(yè)信息資源整合應(yīng)用平臺”使得全市森林資源的信息資源服務(wù)方便快捷，極大提升了林業(yè)工作效率;基于遙感影像數(shù)據(jù)的監(jiān)督或非監(jiān)督分類，人工判別、目標(biāo)識別等用于林地變化和森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警;利用林區(qū)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)掌握林區(qū)小氣候，“用數(shù)據(jù)說話”——科學(xué)地凸顯森林資源的重要性，提高公眾環(huán)保意識。

瓶頸：現(xiàn)代需求對信息技術(shù)提出新挑戰(zhàn)

在信息化建設(shè)過程中，根據(jù)林業(yè)工作的客觀實(shí)際需求，對現(xiàn)代信息技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

首先，在利用遙感數(shù)據(jù)獲取信息時(shí)，存在信息孤立、系統(tǒng)分離、服務(wù)滯后等問題，無法滿足現(xiàn)代林業(yè)的要求，特別是森林災(zāi)害應(yīng)急的高時(shí)效需求;在準(zhǔn)確獲取森林資源信息上，人工調(diào)查技術(shù)仍處于主要地位，現(xiàn)代信息技術(shù)多處于輔助地位，要獲取準(zhǔn)確的資源信息仍然需要耗費(fèi)大量的人財(cái)物力。

其次，由于森林資源多分布在偏遠(yuǎn)的山區(qū)，地形條件復(fù)雜、基礎(chǔ)設(shè)施落后，在信息傳輸上存在諸多的困難，比如有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋度低、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境差、信號覆蓋低、傳輸距離遠(yuǎn)，加上林區(qū)小氣候多變和地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致無線傳輸信號不穩(wěn)定，即使有信號覆蓋的地方也受限于傳輸帶寬，現(xiàn)今的信息傳輸技術(shù)極大地限制了林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)。

最后，隨著林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集效率的不斷提高，數(shù)據(jù)的積累量越來越大，加上林業(yè)信息資源種類多、體量大等特點(diǎn)，在利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行加工處理依然存在很多問題。如何對這類大規(guī)模、多源分布式時(shí)空數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效的挖掘，以獲取蘊(yùn)藏在這些原始數(shù)據(jù)中的有價(jià)值的信息，并進(jìn)一步將其應(yīng)用于實(shí)際的決策支持中，是當(dāng)前該領(lǐng)域面臨的極富挑戰(zhàn)性的問題。

前景：新一代信息技術(shù)構(gòu)建發(fā)展新模式

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的日趨成熟，為當(dāng)前林業(yè)信息化發(fā)展中遇到的問題提供了解決的可能性，進(jìn)一步促進(jìn)立體感知、管理協(xié)同、服務(wù)高效、有效支撐林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展新模式的構(gòu)建。

通過傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、ZigBee技術(shù)、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠更加精確、實(shí)時(shí)地感知獲取林區(qū)環(huán)境和林業(yè)資源信息;通過對CO2濃度、溫濕度、光照強(qiáng)度、負(fù)氧離子、風(fēng)力風(fēng)向等林區(qū)環(huán)境信息的獲取，能夠更好地掌握林區(qū)環(huán)境信息;通過對林業(yè)資源信息的持續(xù)獲取和感知，在森林資源數(shù)據(jù)的豐富度和精確度方面將更進(jìn)一步。

夜光遙感、SAR是近年來熱門的遙感技術(shù)。利用夜光遙感數(shù)據(jù)對林區(qū)范圍內(nèi)或林緣地帶人員活動的頻度進(jìn)行分析，從而有針對性地開展森林防火工作;SAR由于其穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，在森林資源調(diào)查、森林分類、自然災(zāi)害監(jiān)測、森林蓄積量和生物量估測、土地利用分類、土壤水分估測等林業(yè)應(yīng)用中的信息獲取方面也將發(fā)揮巨大優(yōu)勢，并且隨著新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將實(shí)現(xiàn)空天地底對林業(yè)資源信息的感知獲取。

近年來，森林防火綜合監(jiān)控系統(tǒng)不斷進(jìn)步，與此同時(shí)，如何在適應(yīng)更多的數(shù)據(jù)流量傳輸?shù)耐瑫r(shí)增加傳輸速率，如何實(shí)現(xiàn)端到端的時(shí)延縮短，從而使監(jiān)控系統(tǒng)后臺管理人員更快做出響應(yīng)，是推動森林防火工作向前進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵所在。而這些問題，隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)為森林防火的進(jìn)步帶來新的希望;云計(jì)算、VR等技術(shù)依托5G技術(shù)的傳輸優(yōu)勢在森林體驗(yàn)、行業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘和并行計(jì)算等應(yīng)用方面也將大放異彩。

多年來，信息種類豐富、空間分布多樣、體量大、變化快、時(shí)間特性明顯的林業(yè)信息數(shù)據(jù)一直未能得以充分利用。伴隨大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、圖像識別技術(shù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，充分激活林業(yè)資源信息，挖掘原本“冗余”的林業(yè)信息數(shù)據(jù)成為可能，將帶來“點(diǎn)石成金”的改變，為行業(yè)指導(dǎo)、政府決策、社會大眾帶來巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，踐行“綠水青山就是金山銀山”的偉大論斷。

（作者單位：昆明市林業(yè)局信息中心）