大數(shù)據(jù)技術(shù)在林業(yè)生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用

生態(tài)指的是生物在自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)及關(guān)系，多組生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境可以被稱作生態(tài)環(huán)境。地球是一個大的生態(tài)系統(tǒng)，按地區(qū)分布著許許多多小的生態(tài)系統(tǒng)，不同地區(qū)的生態(tài)會在地形、氣候、生物活動等影響下呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，而系統(tǒng)內(nèi)生物關(guān)系更加和諧、融洽的生態(tài)系統(tǒng)可以被貼上“好”的標(biāo)簽，生物的活動會影響生態(tài)，生態(tài)也會影響生物的生存，人類作為地球上具備主觀能動性的重要生物，需要在明確生態(tài)與人類間相互關(guān)系的前提下，充分發(fā)揮自己的主觀能動性，利用一切可用的工具和技術(shù)來保護(hù)生態(tài)或修復(fù)生態(tài)。相關(guān)部門工作人員介紹了大數(shù)據(jù)技術(shù)的概念和構(gòu)成，分別探究了大數(shù)據(jù)技術(shù)在林業(yè)生態(tài)資源保護(hù)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)在林業(yè)生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用價值

大數(shù)據(jù)技術(shù)是以“大量”“高速”“多樣”“低價值密度”和“真實性”為主要特征的一種信息技術(shù)，能快速處理海量且多樣的數(shù)據(jù)與信息，也能在低價值的數(shù)據(jù)中挖掘高價值的內(nèi)容，還能挖掘、分析和處理數(shù)據(jù)分析中的問題。在信息時代，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)和領(lǐng)域，包括林業(yè)。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的輔助下，人們能快速地從海量低價值數(shù)據(jù)中提煉與整合出能推動林業(yè)行業(yè)乃至社會發(fā)展的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)對林業(yè)生態(tài)保護(hù)的“提質(zhì)”與“提速”。

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)能助力林業(yè)資源數(shù)據(jù)的采集

采集數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)最基本的功能，社會每天都會生產(chǎn)出大量的數(shù)據(jù)，有價值的數(shù)據(jù)和垃圾數(shù)據(jù)會被混雜在一起上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺中，大數(shù)據(jù)技術(shù)能通過傳感器、日志文件、社交媒體、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等完成有價值的采集。林業(yè)的生態(tài)保護(hù)主要是指對林業(yè)資源的保護(hù)，獨木不成林，每片森林的占地面積較大，其中包含的林業(yè)資源也無法只用肉眼記錄，因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面的功能性就賦予其在林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作的重要價值，即能助力林業(yè)資源數(shù)據(jù)的科學(xué)采集。

（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)能助力林業(yè)資源數(shù)據(jù)的管理

采集數(shù)據(jù)的目的是更好地處理數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是一種用于表示客觀事物的原始素材，聲音、圖形等連續(xù)的值和符號、文字等離散的值都是數(shù)據(jù)原始形態(tài)的一種，信息時代的數(shù)據(jù)在本質(zhì)上就是各種數(shù)字、字母和符號組成的代碼，儲存在電腦、手機(jī)等智能設(shè)備中，可以借助各種軟件進(jìn)行快速處理，大數(shù)據(jù)技術(shù)就具備這一功能。結(jié)合林業(yè)生態(tài)保護(hù)的需要，大數(shù)據(jù)技術(shù)除了具有科學(xué)采集林業(yè)資源數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值外，還兼具能助力林業(yè)資源數(shù)據(jù)管理、方便生態(tài)保護(hù)工作安排的價值。

（三）大數(shù)據(jù)技術(shù)能助力林業(yè)資源變化的直觀呈現(xiàn)

大數(shù)據(jù)技術(shù)之所以能在信息時代受到推崇，主要是因為信息時代數(shù)據(jù)上傳、分享的成本低。社會每天都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，繁雜、無序的數(shù)據(jù)也存在規(guī)律，越大的數(shù)據(jù)量越能準(zhǔn)確反映平均情況；越靠近平均線，就能面向更多人做到精準(zhǔn)推送。在林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作中，借用大數(shù)據(jù)技術(shù)完成對數(shù)據(jù)的采集和管理后，林業(yè)工作者還可以借助大數(shù)據(jù)分析某個區(qū)域內(nèi)的林業(yè)資源在某個時間周期中的變化規(guī)律，并用可視化的工具和表現(xiàn)形式直觀呈現(xiàn)，這也就更利于林業(yè)工作者工作中的信息交換和對接。

（四）大數(shù)據(jù)技術(shù)能助力林業(yè)工作資料的加密保護(hù)

進(jìn)入信息化時代，信息安全問題就成了大眾最關(guān)心的問題，在沒有互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的時代，普通人若想查詢一個陌生人的個人信息是不可能的事，而互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)則讓這種不可能變成了可能，不僅私人的隱私信息可能因為不規(guī)范的線上交往被泄露，工作中的機(jī)密資料也可能因為一些難以察覺的細(xì)節(jié)被泄露。從這一角度出發(fā)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)加密和保護(hù)層面的功能性將在林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作中發(fā)揮關(guān)鍵作用，林業(yè)工作者可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的工作資料進(jìn)行加密保護(hù)，避免因資料泄露導(dǎo)致的人為破壞。

（五）大數(shù)據(jù)技術(shù)能助力林業(yè)生態(tài)保護(hù)智能模型的構(gòu)建

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)是大數(shù)據(jù)在當(dāng)下與未來的發(fā)展方向，其建構(gòu)在大量的數(shù)據(jù)收集、分析、處理和預(yù)測上，人工智能是仿人類智能的機(jī)器智能，機(jī)器學(xué)習(xí)則是人工智能的一個分支，機(jī)器能從大量的真實數(shù)據(jù)中分析出處理一件事的常規(guī)選擇和常用方法，為人類提供解決問題最有效或最正確的方案。在復(fù)雜的林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作中，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)對自然規(guī)律的分析有助于林業(yè)工作者對生態(tài)保護(hù)智能模型的構(gòu)建，基于智能模型的預(yù)測和演練也能為林業(yè)工作者積累更多的理論經(jīng)驗，進(jìn)而提高林業(yè)工作者對突發(fā)事件的處理效率。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)在林業(yè)生態(tài)資源保護(hù)中的應(yīng)用實踐

（一）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)管理林業(yè)生態(tài)資源信息數(shù)據(jù)

對林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)一直存在空間范圍大和信息數(shù)據(jù)多且繁雜的問題，林業(yè)工作者在開展資源保護(hù)工作時，常因為對所負(fù)責(zé)地區(qū)林業(yè)資源了解的不全面和認(rèn)知的不完善而作出錯誤的判斷，在數(shù)據(jù)收集和整理方面投入過多的人力又顯得有些浪費，所以對林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)不僅達(dá)不到理想的目標(biāo)，還可能產(chǎn)生反效果?；诖?，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立信息化數(shù)據(jù)庫就成了一種必要，由上級管理部門牽頭構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫不僅能幫助一線林業(yè)工作者整理自己負(fù)責(zé)地區(qū)的林業(yè)資源數(shù)據(jù)，還可以將全國乃至全世界范圍內(nèi)可以搜集到的相關(guān)數(shù)據(jù)都整理到一起。在信息化數(shù)據(jù)庫的輔助下，林業(yè)工作者們可以快速建立對所負(fù)責(zé)地區(qū)實際林業(yè)資源的完整認(rèn)知，進(jìn)而作出準(zhǔn)確的判斷。

（二）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)監(jiān)測林業(yè)生態(tài)資源變化趨勢

林業(yè)生態(tài)資源包含森林資源、土地資源、生物資源和環(huán)境資源等，其中，森林資源不僅是最重要的林業(yè)生態(tài)資源，還是林業(yè)生態(tài)資源中的核心資源。森林資源的變化與土地資源、生物資源和環(huán)境資源的變化存在直接的聯(lián)系，森林既可以為動物提供棲息地，又可以為植物提供生長環(huán)境，還可以起到保持水土、防洪減災(zāi)、凈化空氣、美化環(huán)境的重要作用。同時，森林資源受損后也會對生物多樣性和生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響，但這種影響存在一定的滯后性，在很多時候都不會第一時間反映出來，難以預(yù)先防范。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)也需要應(yīng)用到對林業(yè)生態(tài)資源變化趨勢的監(jiān)測上，遙感數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)都可以支持林業(yè)工作者對林業(yè)生態(tài)資源變化趨勢的實時監(jiān)測和實時分析。

（三）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)制訂林業(yè)生態(tài)資源應(yīng)用規(guī)劃

森林資源是一種可再生資源，只是再生的周期較長，中途的損耗率較大，不合理的林地規(guī)劃還可能造成損耗率的進(jìn)一步提高，影響森林資源的再生。一旦森林資源再生的時間規(guī)律被打破，無法與損耗形成平衡，就會對生物資源和環(huán)境資源造成不可逆的損害，因此，林業(yè)工作者對林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)也需要從對林地的合理規(guī)劃出發(fā)?？茖W(xué)合理的林地規(guī)劃不僅能提高林地的利用率，還能提高林業(yè)生產(chǎn)效率和保障林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。若想實現(xiàn)科學(xué)合理的林地規(guī)劃，林業(yè)工作者需要對林地資源的類型特征、植被覆蓋情況和樹木的生長要求、生長需求建立全面的認(rèn)知，在這方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)能發(fā)揮重要的輔助作用。林業(yè)工作者可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析既有數(shù)據(jù)，再根據(jù)已知的規(guī)律合理規(guī)劃林地利用方向。

（四）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建林業(yè)生態(tài)資源預(yù)測模型

對林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)不能只看當(dāng)下，還要看基于當(dāng)前數(shù)據(jù)的推演，每個嚴(yán)重的問題在爆發(fā)之前會有一些容易被忽視的預(yù)兆，如果小問題沒有得到充分重視，堆積起來就會引發(fā)大問題。在實際工作中，光重視“節(jié)流”無法解決根本問題，在“節(jié)流”的同時“開源”才是從根本上解決問題的關(guān)鍵，但是若想做到“有效開源”并不容易，沒有破釜沉舟的勇氣很難突破既定的框架和桎梏，而盲目的破釜沉舟則可能造成不好的效果?；诖?，林業(yè)工作者就需要將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)生態(tài)資源預(yù)測模型的搭建方面，即在采取措施前先利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建貼合實際的預(yù)測模型，借模型預(yù)測來推演未來可能發(fā)生的問題，或者借模型預(yù)測來總結(jié)林業(yè)生態(tài)資源可能的發(fā)展情況，只有了解更多可能，才能臨危不亂。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在林業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用實踐

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)在森林防火工作中的應(yīng)用

1.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合分析數(shù)據(jù)，以建立預(yù)警機(jī)制。森林火災(zāi)的發(fā)生既可能是人為因素導(dǎo)致的，又可能是自然因素導(dǎo)致的，加強(qiáng)教育是防治人為因素導(dǎo)致森林火災(zāi)的主要方式，借助教育來提高人的素質(zhì)和完善人的認(rèn)知，以消除森林火災(zāi)的隱患。若想防治自然因素導(dǎo)致的森林火災(zāi)，除了及時清理可燃物外，還要實時觀測氣象、氣流等可能引發(fā)森林火災(zāi)和可能擴(kuò)大森林火災(zāi)范圍的數(shù)據(jù)，并開展綜合的分析。除人為的縱火以外，長時間的高溫、日照和干旱是森林火災(zāi)發(fā)生的主要原因，雖然林業(yè)工作者不可能通過直接改變天氣的方式防治森林火災(zāi)，但可以在遇到可能導(dǎo)致森林火災(zāi)的天氣時，采取其他的應(yīng)對措施降低起火的概率?；谶@種需要，林業(yè)工作者們可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實時收集與中和分析氣象、氣候數(shù)據(jù)，以建立有效的預(yù)警機(jī)制。

2.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)調(diào)配護(hù)林人員，以制定應(yīng)急措施。在森林防火工作中，預(yù)防是關(guān)鍵，借助科學(xué)的預(yù)防措施降低火災(zāi)發(fā)生的概率是森林防火的重中之重。但是，林業(yè)工作者們?yōu)樯址阑鸸ぷ髦朴喌挠媱澲胁荒苤挥蓄A(yù)防，如果森林火災(zāi)真的發(fā)生了，林業(yè)工作者也要及時制訂可行的滅火計劃，并結(jié)合實際火情實施計劃和調(diào)整計劃，從而最大限度地降低火災(zāi)造成的損害?；谶@種需要，林業(yè)工作者們需要先利用大數(shù)據(jù)分析發(fā)生過森林火災(zāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，尤其是在火災(zāi)發(fā)生后，相關(guān)人員選擇的滅火方式及達(dá)成的效果，結(jié)合實際數(shù)據(jù)，分析能讓林業(yè)工作者們針對不同救火方式所起的作用建立清晰的認(rèn)知，然后，林業(yè)工作者還要利用大數(shù)據(jù)開展對具體地區(qū)的具體分析，合理調(diào)配護(hù)林人員進(jìn)行巡防和應(yīng)急處理。

3.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合評估損失，以指導(dǎo)后續(xù)修繕。森林防火工作的實踐需要實行“三步走”的戰(zhàn)略，第一步是預(yù)防，第二步是火情處理，第三步是后續(xù)修繕。與其他類型的火災(zāi)不同，森林火災(zāi)容易復(fù)燃，除地形復(fù)雜、植被茂密和氣候多變的自然原因外，明火被撲滅后的陰燃現(xiàn)象也是森林火災(zāi)復(fù)燃的常見原因。樹木本身是可燃物，如果起火后火源沒有被完全撲滅，就可能在人們反應(yīng)不過來的時候二次復(fù)燃，并在復(fù)燃后快速蔓延到?jīng)]有被波及的相鄰林區(qū)。因此，林業(yè)工作者在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展森林防火工作時，還要著眼后續(xù)的損失評估和修繕。一方面，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來綜合評估損失，以科學(xué)地開展“復(fù)健”工作；另一方面，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行立體化監(jiān)測，以科學(xué)評測森林火險和森林火災(zāi)等級，并更好地安排防復(fù)燃的森林巡防工作。

（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)在森林防蟲害工作中的應(yīng)用

1.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集與整合數(shù)據(jù)，以構(gòu)建預(yù)測模型。蟲害會影響樹木的生長與存活，放任有害生物的無限制繁衍會嚴(yán)重影響森林資源的可持續(xù)發(fā)展。第一，因為害蟲對樹木自內(nèi)向外的啃噬會直接導(dǎo)致樹木的空心化，空心的樹木起火的概率更高。第二，因為害蟲的啃噬會切斷樹木從根系向枝葉的營養(yǎng)傳輸通道，進(jìn)而導(dǎo)致樹木失去凈化空氣的功能屬性。在蟲害嚴(yán)重的林區(qū)，遠(yuǎn)看和從外表看“生機(jī)勃勃”的林木資源實際上已經(jīng)喪失了生機(jī)，很難再產(chǎn)生更多有用的價值。

因此，林業(yè)工作者在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作時，需要先利用大數(shù)據(jù)來采集與整合各林區(qū)受蟲害情況的具體數(shù)據(jù)、不同樹木可能受到的具體蟲害數(shù)據(jù)。不同有害生物在林區(qū)活躍的時段，以建立更貼近現(xiàn)實情況和實際需要的蟲害預(yù)測與防治模型。以云杉為例，林業(yè)工作者們需要先整體分析這種植物容易被哪些有害生物寄生，如云杉葉銹病、落葉松球蚜、云杉落針病、中華鼢鼠、云杉線小卷蛾、云杉球果小卷蛾、云杉美景勺銹病等，結(jié)合具體病蟲害建立其能反映真實數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，林業(yè)工作者們可以利用對應(yīng)的公式進(jìn)行分析和推算，以探尋解決問題的路徑。

2.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析與評估數(shù)據(jù)，以總結(jié)應(yīng)對措施。對森林病蟲害的防治需要有針對性，先識別病蟲害類型，再參考被寄生樹木的特性開展防治工作。在防治病蟲害的同時，要避免對樹木的根系造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害，畢竟除蟲的目的是保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境，而不僅僅是消滅害蟲。因此，林業(yè)工作者們在明確不同類型的樹木容易被哪些有害生物寄生以后，還要進(jìn)一步對具體問題展開具體分析，結(jié)合具體病蟲害的誘發(fā)因素和發(fā)生規(guī)律總結(jié)預(yù)防和治理的具體措施。

林業(yè)工作者在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作的時候，還需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析與評估各地區(qū)的病蟲害數(shù)據(jù)。例如，利用遙感數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像概括某一種病蟲害在林區(qū)里具體的空間分布情況，或者利用遙感數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像來識別某一個林區(qū)正在發(fā)生哪一種病蟲害。預(yù)測模型能幫助林業(yè)工作者們了解不同病蟲害發(fā)生的原因和可能造成的為害，對病蟲害數(shù)據(jù)的深入挖掘和具體分析則能幫助林業(yè)工作者們了解蟲害的實際情況，全面、具體的數(shù)據(jù)分析是針對性防治森林病蟲害的前提，基于真實數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析則是針對性防治病蟲害的導(dǎo)向，能有效促進(jìn)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)是信息時代一種應(yīng)用價值高、應(yīng)用范圍十分廣闊的信息技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)和領(lǐng)域，也已經(jīng)在應(yīng)用中基本展現(xiàn)出自身的價值，為人們對社會運行的維護(hù)和社會發(fā)展的推進(jìn)提供了支持和便利。就林業(yè)生態(tài)保護(hù)工作而言，大數(shù)據(jù)技術(shù)既能助推林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)，又能助推林業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在林業(yè)生態(tài)資源的保護(hù)方面，相關(guān)管理部門和工作人員不僅可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)管理林業(yè)生態(tài)資源信息數(shù)據(jù)，還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)檢測林業(yè)生態(tài)資源的變化趨勢，以及制訂林業(yè)生態(tài)資源應(yīng)用規(guī)劃和搭建林業(yè)生態(tài)資源預(yù)測模型。在林業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方面，相關(guān)管理部門和工作人員可以利用依托大數(shù)據(jù)技術(shù)建立的預(yù)警機(jī)制、制定的應(yīng)急措施和給出的后續(xù)處理方案落實森林防火工作，再利用依托大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建的預(yù)測模型、總結(jié)和應(yīng)對措施，落實森林防蟲害工作。

作者簡介：白康樂（1986—），男，甘肅靜寧人，本科，工程師，主要從事林業(yè)工程研究。