基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧林業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略探究

寧召臣，汪心國，寧 國

（1.寧陽縣磁窯鎮(zhèn)林業(yè)站，山東寧陽 271411；2.山東泰開機器人有限公司，山東泰安 271000）

伴隨社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于我國各行各業(yè)的發(fā)展中，要想基于物聯(lián)網(wǎng)推動智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就需要和先進技術(shù)進行有效融合，如此不僅可以確保我國經(jīng)濟長久健康發(fā)展，而且還能促進生態(tài)環(huán)境良好發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)及智慧林業(yè)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是運用信息傳感設(shè)備，把物體和網(wǎng)絡(luò)進行有效連接，物體經(jīng)過信息傳輸介體對信息進行通信及交換，從而實現(xiàn)智能化的定位、跟蹤及監(jiān)督控制等功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分為傳感器技術(shù)及嵌入式技術(shù)。傳感器技術(shù)能夠?qū)芾砟繕诉M行有效檢測，在網(wǎng)絡(luò)中能把搜集到的信息傳輸至監(jiān)控終端設(shè)備上，實現(xiàn)物體、網(wǎng)絡(luò)與人之間的充分聯(lián)系［1］。

1.2 智慧林業(yè)概述

智慧林業(yè)是多項技術(shù)所構(gòu)成的全新形式，重點是運用大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做到智能傳感形式的數(shù)據(jù)信息管理與監(jiān)控。智慧林業(yè)是社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，其可以推動林業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化構(gòu)建，提升林業(yè)部門的管理質(zhì)量及效率，為林業(yè)的持續(xù)發(fā)展給予有力的支撐。構(gòu)建智慧林業(yè)，能夠讓綠色生態(tài)林業(yè)及林業(yè)管理資源等同步開展，進而提升林業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟效益及社會效益［2］。

2 物聯(lián)網(wǎng)運用系統(tǒng)

運用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智慧林業(yè)，重點是運用定位系統(tǒng)，運用激光掃描儀及紅外感應(yīng)器等儀器設(shè)備，把世界各項物體儲存在網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)過信息采集、整理、交換及反饋，做到對物體的識別、監(jiān)測及管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有傳感器系統(tǒng)、中間系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)3 個構(gòu)成部分，具體見圖1 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)圖

3 物聯(lián)網(wǎng)智慧林業(yè)發(fā)展中存在的問題

3.1 硬件設(shè)備不足

現(xiàn)代化形勢下，智慧林業(yè)得到明顯的發(fā)展，但物聯(lián)網(wǎng)及云計算等相關(guān)技術(shù)并未成熟。在林業(yè)保護及珍稀動植物保護工作中，運用傳感器與電子標簽等設(shè)備并不充分。同時，針對自動化控制層面的相關(guān)技術(shù)，工作人員未能充分掌握，加之因資金不足，相關(guān)工作人員在采購設(shè)備時，往往會選用規(guī)模不大的產(chǎn)品，一定程度上限制了林業(yè)保護與珍稀動植物保護人員的工作成效，減少了林業(yè)部門的各項效益。

3.2 專業(yè)性人才缺乏，管理水平有待提升

當前智慧林業(yè)獲得了快速發(fā)展，但智慧林業(yè)的管理理念、管理水平及管理模式仍有待提升，由于缺少專業(yè)化人才，能夠切實有助于智慧林業(yè)迅速發(fā)展進步的青年人并不多。林區(qū)工作艱苦，受過高等教育的青年人往往更愿留在大城市中發(fā)展，因此造成林業(yè)經(jīng)營管理水平不高，人才流失嚴重。有關(guān)政府部門可加大引進應(yīng)屆畢業(yè)生進入林業(yè)部門發(fā)展，采取財政補貼或其他形式，鼓勵其到林區(qū)進行工作。

4 物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的具體運用

4.1 在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測中的運用

林業(yè)生態(tài)監(jiān)測重點是對林業(yè)環(huán)境中的生態(tài)因子展開持續(xù)監(jiān)測，感知林業(yè)部分環(huán)境小氣候的轉(zhuǎn)變情況，針對林業(yè)部分環(huán)境變化及火災等自然災害展開預測，對林業(yè)生態(tài)健康情況、生態(tài)服務(wù)性能及其價值展開測評。運用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）等相關(guān)技術(shù)對林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行監(jiān)控，能夠經(jīng)過科學的節(jié)點部署有效解決生態(tài)系統(tǒng)的時空異質(zhì)性及尺度煩瑣性等導致的監(jiān)測難題，同時能夠大規(guī)模、長時間、連續(xù)性地同步實時監(jiān)測。當前，國內(nèi)外利用物聯(lián)網(wǎng)展開林業(yè)生態(tài)監(jiān)測的運用狀況如表1 所示。由于國內(nèi)外林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中沒有統(tǒng)一的檢測標準，不同物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測標準、監(jiān)測精準性及周期等層面具有一定的區(qū)別。當前，我國林業(yè)WSN 中運用較多的傳送技術(shù)是ZigBee 協(xié)議，此協(xié)議存在低功率特點，但其傳送距離不長，在林業(yè)環(huán)境中的有效傳輸距離只有60 m，在大規(guī)模林業(yè)生態(tài)監(jiān)測運用中有一定的限制。國外已有LoRa 等相關(guān)廣域網(wǎng)運用，此種通信技術(shù)能夠更好地彌補當前的技術(shù)問題，在林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運用中，有著很大的發(fā)展空間，是良好的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。國內(nèi)外的林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測中搜集了較多的林業(yè)數(shù)據(jù)，此種數(shù)據(jù)有著龐大、冗余高及密度低等特性，需通過全面地數(shù)據(jù)分析及挖掘才可有效運用［3］。但當前對此種數(shù)據(jù)展開分析并挖掘的有關(guān)研究不多，造成其很難精準地指導林業(yè)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)實踐工作，此種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實用性還不并完善。

表1 物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)生態(tài)監(jiān)測中的運用

4.2 在珍稀動植物保護中的運用

在珍稀動植物保護過程中，有關(guān)工作人員可把傳感器放置在動物身上，將傳感器和終端設(shè)備相連，對各種動植物的相關(guān)信息明確標識［4-5］。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，當動植物面臨危險時，系統(tǒng)會對管理人員進行警報，便于管理人員可及時作出有效的應(yīng)對措施，提升管理人員的工作成效。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還能采用移動終端設(shè)備對動植物生長條件及環(huán)境的合理性進行監(jiān)測，便于工作人員實時掌握并運用合理的對策。與此同時，通過放置傳感器，可及時發(fā)現(xiàn)偷獵等不法行為，進而交由司法部門處理。

4.3 在林業(yè)災害監(jiān)控中的運用

林業(yè)災害包含森林火災及病蟲害等，運用林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對災害展開實時監(jiān)控，能夠有效降低林業(yè)災害所產(chǎn)生的不必要損失，為林業(yè)災害的后續(xù)修建給予相應(yīng)參考。物聯(lián)網(wǎng)在火災監(jiān)測及病蟲害監(jiān)測等層面具有明顯成效。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠在林業(yè)火災易發(fā)處裝置監(jiān)控設(shè)備，通過傳感器對監(jiān)測區(qū)域的溫度、濕度及風力等因素展開有效地監(jiān)控。若監(jiān)控范圍的溫度達到火災臨界值，監(jiān)測系統(tǒng)即會發(fā)出警報，便于林業(yè)防火員通過風力風向等充分分析，并出具合理處理對策，避免林業(yè)火災的出現(xiàn)，有效提升管理人員的工作成效，同時還可以提示相關(guān)人員對火災高發(fā)區(qū)域加強巡查程度。此外，還能在林業(yè)大規(guī)模出現(xiàn)病蟲害的區(qū)域裝設(shè)傳感器，定期對林業(yè)中的病蟲害狀況全面監(jiān)控。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用，能促進智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更好地服務(wù)于群眾。

5 結(jié)語

伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展進步，智慧林業(yè)能夠和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分融合，有助于促進智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，運用傳感器等相關(guān)技術(shù)，林業(yè)工作人員可實時了解林業(yè)系統(tǒng)狀況，對相關(guān)信息展開整體分析，進而提高林業(yè)工作人員的工作效率，推動智慧林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。