物联网在智慧林业建设中应用

文/陈凯 施云龙

智慧林业具有感知化、物联化、智能化、生态化等特征，是数字林业的升华，通过林业业务内容与现代信息技术的有效结合，促进林业转型升级。通过智慧林业建设，林业的管理和服务价值将被深入挖掘，林业相关部门的职能将被更好履行，林业经济也将更加繁荣。

作为下一个经济增长点，物联网必将成为“智慧林业”建设中的重要力量。加强物联网在智慧林业中的应用，具有重大的现实意义和深远的历史意义。

下面介绍几种物联网相关技术在智慧林业建设中的应用。

1 森林防火监控系统

森林防火监控系统可及时掌握森林火灾的现状、动态、发展趋势，提供效益综合分析、评价、决策手段和方法，提高对紧急事件的处理能力，补充了现有火情监测信息化手段。森林防火监控系统可利用原有人工防火瞭望塔加装设备工作平台进行安装，前端监控设备宜采用球形转台，具有360°连续巡航模式，通过红外、可见光双摄像头的探测手段，对周围的林地进行监控，通过前端的烟火识别引擎，对火情进行分析、判断、定位，视频编码器将图像编码，通过网络传输设备及光传输专网将信号回传到后端平台，后端平台可实现林场到各级监控指挥中心的互联互通，满足防火值班、信息汇总、综合协调指挥调度等森林火灾的应急管理业务需要，具有火灾监控、综合预测预警、信息接报与发布、综合研判、辅助决策、指挥调度、应急保障等功能。

2 道路视频监控系统

道路视频监控系统使管理人员能远程实时掌握林区周边道路重点监控区域的情况，保障监管区域内部人员及财产的安全，为林区提供安全监管、资源监控、案发后查、证据提取等有效的技术手段。本系统由前端摄像机设备、视频显示设备、控制键盘、视频计算与存储设备、相关应用软件以及其它传输、辅助类设备组成。本系统前端摄像头需部署在进入林区的主要路口、事件多发区、重点监控区等重点位置，可满足林区管理部门对外来人员及车辆全方位、全时段的可视化监控需求，提供图片、实时视频及录像回放，并根据相关业务需要针对人员车辆穿越警戒面或在监控区域长时间停留等事件进行报警，对林区的各种突发事件能做到及时发现、快速预警、快速反应，可有效震慑林区中潜在违法犯罪分子，减少林区盗采、盗伐、盗猎及火灾事件的发生，并提供辅助决策信息，起到综合治理的效果。

3 红外野保相机

红外野保相机是指使用红外感应设备在无人在场操作的情况下，自动拍摄野生动物的静态照片或动态影像。红外相机装置隐蔽和能够持续工作的特点使其十分适合用于探测活动隐秘、数量稀少的动物。红外野保相机需部署在林区野生动物经常出没的地区，成对使用，每个监测单元的两台相机分列动物通道两侧，相机距兽径中心3-10m，由红外探头触发，无论白天和黑夜，均可以进行摄像和拍摄两种动作，存储方式支持本地存储，可通过林区自建的无线通信专网将数据进行实时回传、定时回传或需求回传，红外野保相机供电方式采用太阳能供电方式，支持林下微光供电，相机机身外增加铁制外壳，配合夹具兼具固定和防盗功能。随着红外野保相机在保护地日常工作和监测研究中的逐渐普及，可以预见其应用也将越来越广泛。

4 生态因子监测站

生态因子监测站是利用环境温湿度传感器、数字风向传感器、数字风速传感器、大气压力传感器、雨量传感器、土壤热通量传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳传感器、负氧离子传感器、长波辐射表传感器、气象生态环境监测仪等各类传感器，对林区内各类生态因子数据进行监测。生态因子监测站由数据采集中心软件、数据采集器、各类传感器、供电系统组成。采集器收集各个传感器的数据发送到监测中心微机中，通过采集中心的分析软件实时显示数据，并对数据进行处理和存储。

5 水文水质监测站

水文水质监测站是监测野生动植物生存环境的主要监测手段之一。可通过在线自动监测手段解决人工监测难度大、监测周期长等问题。监测内容主要包括流量、流速、水位、水温、盐度、PH值、溶解氧、电导率、浊度、高猛酸盐、氨、磷、氮、叶绿素等指标的监测，需根据不同的水资源类型选择不同的监测指标。

6 无线通信专网

林业部门需要建设一套无线通信专网，解决林区信号覆盖、前端采集的信息实时流畅回传、地面巡护人员与林区监控管理指挥中心无缝对接等实际问题。无线通信专网可做为上述红外野保相机、道路视频监控、森林防火监控、生态因子监测站、水文水质监测站等前端采集设备的数据回传网络，基站位置可以利用林区中原有防火瞭望塔进行设置，结合仿真结果进行补盲选点。前端采集设备处新增室外无线路由设备CPE，通过无线通信专网与基站实现连接，基站数据通过光纤传输专网、无线光通信等网络回传至监控中心。无线通信专网具有大容量的实时高清视频集群调度功能，可以随时向护林人员发送文字、图片、视频等信息，起到通知、指令下达、行动指引等作用，监控指挥中心可以选择单人进行双向音视频通信，也可以选择某些或者全部护林人员进行统一的高清音视频通信，进行统一的行动指挥、指令下达。护林人员的位置可以实时显示在地图上，指挥人员可以随时看到护林人员的位置，可以实时确定其行进路线，进行实时指挥。若突发火灾，火灾现场的通信保障工作将显得尤为重要。无线通信专网应采用低频段覆盖，有效提高信号绕行和穿透能力，做到基站需求与防火监控需求基本一致。