物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)中的應(yīng)用前景

張恒平 張富 顧玉梅

內(nèi)容摘要 近幾年來，隨著我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用范圍變得越來越廣泛，被認(rèn)為是第三次信息革命的推動(dòng)者和下一個(gè)十年的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。在這種環(huán)境下，物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代林業(yè)科學(xué)發(fā)展中也具有十分廣闊的應(yīng)用前景，逐漸成為現(xiàn)代林業(yè)科學(xué)發(fā)展的支柱和目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將極大地提高林業(yè)信息化的水平和程度。文章結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)信息化中的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 林業(yè)信息化 應(yīng)用前景

1 引言

在林業(yè)管理信息化過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起著不可替代的作用。通常來說，林業(yè)具有廣闊性和長周期性的特點(diǎn)，使林業(yè)管理在實(shí)際工作過程中任務(wù)量繁重，給相關(guān)信息處理帶來一定的困難，而一旦出現(xiàn)管理漏洞和安全問題，往往就會(huì)造成較為嚴(yán)重的后果。因此，合理地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息傳感設(shè)備和智能終端系統(tǒng)，及時(shí)地獲取和分析林業(yè)管理工作中所需要的信息，既能夠降低人力、物力成本，又可以提高林業(yè)管理的現(xiàn)代化、信息化水平，從而使林業(yè)的發(fā)展得到質(zhì)的飛躍。

2 物聯(lián)網(wǎng)概述

要分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)信息化過程中的應(yīng)用前景，首先要準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)的概念、產(chǎn)生背景及基本發(fā)展?fàn)顩r。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)指的是為了使各種各樣的信息傳感設(shè)備及互聯(lián)網(wǎng)更好地結(jié)合，而形成的一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)，如紅外感應(yīng)器、射頻識(shí)別裝置、全球定位系統(tǒng)及激光掃描儀等。在這種基礎(chǔ)之上，可以在具備全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)的具體系統(tǒng)編碼技術(shù)的基礎(chǔ)之上給實(shí)體對(duì)象進(jìn)行代碼編制，并且這種代碼具備唯一性，這樣就可以形成一個(gè)信息共享并且具備全球性質(zhì)的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)?？傮w來講，物聯(lián)網(wǎng)具備兩個(gè)主要的特點(diǎn)：一方面，物聯(lián)網(wǎng)需要把互聯(lián)網(wǎng)作為主要基礎(chǔ)，然后實(shí)施一定的延伸以及拓展;另一方面，物聯(lián)網(wǎng)的用戶進(jìn)行了延伸及擴(kuò)展，包含在任何物品及物品之間，可以很好地實(shí)現(xiàn)信息的交換及通信[1]。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景

大約在1999年，在美國召開的關(guān)于移動(dòng)計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議上已經(jīng)明確提出，在21世紀(jì)人類所要面臨的問題就是傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)問題，這種技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)遇，很可能對(duì)未來人們生活的改變?cè)斐芍卮笥绊?，屬于一?xiàng)非常重要的事情。2005年，信息社會(huì)世界峰會(huì)在突尼斯進(jìn)行舉行，“智慧地球”這一概念在世界范圍內(nèi)得到了高度關(guān)注，被認(rèn)為是振興國家經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵性戰(zhàn)略。

2.3 基本發(fā)展?fàn)顩r

在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，我國具備較高的技術(shù)研發(fā)水平，在世界處于前列。當(dāng)前，我國具備從材料一直到網(wǎng)絡(luò)的比較完整化的產(chǎn)業(yè)鏈，在具體的世界物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具備充分的話語權(quán)，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國家之一[2]?，F(xiàn)階段，我國已經(jīng)擁有了多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)研究中心，多所一流高校也成立了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)研究。我國成為世界上少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的國家之一，使在信息技術(shù)領(lǐng)域占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端具有了很大的可能性。

3 物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)信息化中的應(yīng)用

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)信息化過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，已成為現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展過程中的支柱力量，在多個(gè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

3.1 森林防火

當(dāng)前，森林防火屬于一項(xiàng)主要的內(nèi)容，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好地完成森林防火，主要在監(jiān)控及撲救兩個(gè)方面重點(diǎn)體現(xiàn)。在比較復(fù)雜的環(huán)境及突發(fā)的事件中，使用無線傳感器可以很好地進(jìn)行比較精準(zhǔn)化的信息采集，從而使森林的火災(zāi)得到及時(shí)撲救。

3.1.1 森林火災(zāi)監(jiān)控

傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)控主要通過前端攝像完成信息的具體采集，再對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的采集及分析，并通過視頻解碼算法把視頻及信息轉(zhuǎn)化為具體的圖像，進(jìn)而判斷是否出現(xiàn)了相應(yīng)的疑似火點(diǎn)。在林業(yè)管理要求不斷提高的形勢(shì)下，這種傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有很大的缺陷，降低了森林防火的準(zhǔn)確性和高效性。例如，在進(jìn)行森林火災(zāi)信息傳輸時(shí)，如果信息量過大，可能會(huì)占用大量帶寬，也可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸緩慢的情況;在進(jìn)行視頻解碼和火警圖形識(shí)別時(shí)的效率不高，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患;自動(dòng)化和智能化程度較低，耗費(fèi)大量人力物力;對(duì)干擾因素的分辨率較差也是傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的一個(gè)重要問題[3]。而合理地利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)，就能夠在需要監(jiān)控的區(qū)域設(shè)立感煙、感溫等傳感器。通過這些傳感器，利用無線網(wǎng)絡(luò)，把采集到的附近的信息傳輸給監(jiān)控中心。利用這些信息，監(jiān)控中心就能夠判斷相應(yīng)區(qū)域內(nèi)是否出現(xiàn)火警，從而通知負(fù)責(zé)該區(qū)域的監(jiān)控人員?？梢钥闯觯c傳統(tǒng)的林火監(jiān)控系統(tǒng)相比，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠極大地提高森林火災(zāi)的監(jiān)控效率，使火警識(shí)別更加準(zhǔn)確迅速，從而幫助監(jiān)控人員更好地做好森林火災(zāi)監(jiān)控工作。

3.1.2 森林火災(zāi)撲救

除了為森林火災(zāi)監(jiān)控工作提供幫助以外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在森林火災(zāi)撲救的過程中也發(fā)揮著獨(dú)特的作用。一旦發(fā)生森林火災(zāi)，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和通用分組無線服務(wù)技術(shù)對(duì)全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，可以完成撲救人員的定位跟蹤。此外，還可以與具體的地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，把現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息及各類信息相互融合，按照實(shí)際情況創(chuàng)建準(zhǔn)確的蔓延模型，對(duì)蔓延的具體方向、速率及區(qū)域等進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，為后續(xù)的決策提供更加科學(xué)性的依據(jù)[4]。由此可見，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行森林火災(zāi)撲救，能夠提高應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的保障能力，從而提高森林火災(zāi)撲救的效率，最大限度地減少森林火災(zāi)造成的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 古樹名木管理

當(dāng)今社會(huì)，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的環(huán)境下，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，保護(hù)歷史古跡成為當(dāng)前形勢(shì)下的一個(gè)重要任務(wù)。古樹名木具有重要的科學(xué)價(jià)值、歷史價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，但近幾年來，古樹名木的生長環(huán)境受到了一定程度的破壞，威脅著它們的正常生長。隨著人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不斷加劇，原本的古樹名木保護(hù)方式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)當(dāng)前城市規(guī)劃和發(fā)展的需要。在這種情況下，合理地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行古樹名木管理與保護(hù)，能夠有效地加強(qiáng)保護(hù)力度，提高對(duì)古樹名木的保護(hù)效果。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在古樹名木保護(hù)過程中的應(yīng)用體現(xiàn)在很多方面。例如，古樹名木管理人員可以將帶有識(shí)別信息（ID號(hào)碼）和相關(guān)屬性、養(yǎng)護(hù)等信息的電子標(biāo)簽植入植物待定位置，再通過閱讀器把標(biāo)簽中的信息識(shí)別出來，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒐芾硐到y(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)古樹名木的統(tǒng)一管理。另外，還可以利用這種電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)對(duì)古樹名木的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異樣情況，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行管理，還能夠使古樹名木的管理更加有效，避免遭受蟲害、偷盜、火災(zāi)等傷害。利用電子標(biāo)簽中的相關(guān)信息，有關(guān)專家可以便捷地完成對(duì)古樹名木狀態(tài)的分析工作。例如，可以通過電腦對(duì)樹木的外部形態(tài)進(jìn)行整體的觀察;可以查閱樹木的有關(guān)信息，從而為古樹名木的管理提供最為科學(xué)可靠的方案。一旦古樹名木遭到人為破壞，電子標(biāo)簽?zāi)軌虻谝粫r(shí)間將警報(bào)轉(zhuǎn)遞給管理者，并準(zhǔn)確地記錄下破壞者的有關(guān)信息?？梢钥闯觯c傳統(tǒng)的古樹名木管理模式相比，這種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的管理方式更加及時(shí)、準(zhǔn)確，能夠?yàn)楣艠涿咎峁└涌茖W(xué)的管理，也能節(jié)約管理過程中耗費(fèi)的人力、物力成本。

3.3 珍稀野生動(dòng)物保護(hù)

在生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)工作中，林業(yè)管理工作往往與珍稀動(dòng)物保護(hù)工作有著密不可分的聯(lián)系。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于珍稀野生動(dòng)物保護(hù)一直是一個(gè)備受關(guān)注的話題，早在21世紀(jì)初，就已經(jīng)有了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用于動(dòng)物識(shí)別的電子標(biāo)簽。目前，這種電子標(biāo)簽的形式主要有耳釘式、項(xiàng)圈式、植入式和藥丸式，各自具有不同的特點(diǎn)，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境因素和野生動(dòng)物自身的特點(diǎn)選擇合適的電子標(biāo)簽。一般來說，當(dāng)前電子標(biāo)簽的壽命已經(jīng)能夠超過30年，超過了大部分珍稀野生動(dòng)物的壽命;每個(gè)電子標(biāo)簽又對(duì)應(yīng)著一個(gè)全球唯一的識(shí)別碼，因此可以作為動(dòng)物終生的身份識(shí)別方式。利用這種電子標(biāo)簽，能夠?yàn)檎湎∫吧鷦?dòng)物建立獨(dú)一無二的電子檔案，便于進(jìn)行集中統(tǒng)一的信息管理。一方面，收集這些信息可以加強(qiáng)對(duì)野生動(dòng)物的譜系管理，明晰其家族史，避免野生動(dòng)物的近親繁殖，促進(jìn)野生動(dòng)物的物種優(yōu)化;另一方面，通過分析相關(guān)信息可以準(zhǔn)確地了解珍稀野生動(dòng)物的生存情況，如體貌狀態(tài)記錄、食料記錄、交配記錄、生育記錄、交換記錄、疫病狀況等，既可以方便管理人員的科學(xué)保護(hù)和喂養(yǎng)，又能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握珍稀野生動(dòng)物的相關(guān)狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問題能夠第一時(shí)間采取措施處理，從而有效地保護(hù)珍稀野生動(dòng)物。

3.4 木材追蹤管理

提高木材供應(yīng)鏈的透明性和可追溯性是確保木材砍伐符合可持續(xù)發(fā)展規(guī)律的重要前提之一。在傳統(tǒng)的木材管理工作中，林業(yè)管理部門往往采用手工清點(diǎn)的方式進(jìn)行木材統(tǒng)計(jì)。但是，手工清點(diǎn)的方式不但難以操作，而且無法追溯加工完成之后的木材，難以確保木材的合法砍伐。因此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行木材信息的追蹤管理，能夠更加方便地管理森林文件，及時(shí)了解木材加工、運(yùn)輸和出口等信息，也可以迅速查到產(chǎn)品的歷史信息，最大限度地避免非法砍伐樹木等現(xiàn)象的發(fā)生，提高木材管理的透明性。

3.5 苗木花卉栽培

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在苗木花卉的栽培過程中也發(fā)揮著獨(dú)特作用。通過對(duì)植物情況的實(shí)時(shí)信息采集和相關(guān)數(shù)據(jù)分析，能夠總結(jié)出植物生長對(duì)溫度、濕度、光照和土壤等因素的需求，為研究人員提供準(zhǔn)確的科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)光照、溫度等因素及時(shí)地進(jìn)行智能分析和精準(zhǔn)干預(yù)，能夠滿足植物生長的需求，使植物的生長過程遵循人工調(diào)節(jié)的規(guī)律而具有高效、實(shí)用的生產(chǎn)效果。利用物聯(lián)網(wǎng)收集的資料進(jìn)行苗木花卉栽培，能夠提升管理效率和附加價(jià)值，從而提高苗木花卉在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語

綜合以上分析可以看出，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)管理信息化進(jìn)程中發(fā)揮著極其重要的作用，有利于促進(jìn)林業(yè)生產(chǎn)向著智能化、精細(xì)化、網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)變，對(duì)于提高林業(yè)信息化水平、提升林業(yè)管理和服務(wù)水平、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變具有極其重要的意義。盡管目前由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展水平的限制，在實(shí)際的應(yīng)用過程中還存在著諸多不足，但不可否認(rèn)的是，隨著相關(guān)理論和技術(shù)的進(jìn)一步成熟，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)信息化進(jìn)程中仍然具有著十分廣闊的發(fā)展前景。

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