城市绿地土壤智慧化管理系统建设理论初探

杨丽军 王丽娟

摘    要：在重庆市城市土壤研究中，获得了大量的数据和研究成果。但由于智能化水平不足，在城市绿地土壤的管理中存在一些不足，如：研究数据多且散、利用率不高;一线员工与专家间的联系不强;管理人员对管理信息掌握欠直观化等。因此，借助于智慧城市理念，建设包含数据层、知识层、应用层3层支柱系统的城市绿地土壤智慧化管理系统，用以解决存在的问题，提升城市绿地土壤智能化管理水平。

关键词：重庆市;城市绿地土壤;智慧管理系统

城市是以人类活动为中心的社会-经济-自然的复合生态系统[1]。无论是在海绵城市还是在生态园林城市、智慧城市等诸多建设中，首当其冲的物质基础就是城市绿地土壤。但是，城市绿地土壤作为城市生态系统重要的组成部分[2]， 在城市化建设中得不到应有的重视[3]。因此，做好城市绿地管理是城市管理不可忽视的重要工作。

1     城市绿地土壤管理存在的问題

经过多年持续性的研究，重庆市城市绿地土壤研究取得了较好的成绩，但是在城市绿地管理中还存在一些问题：

1.1   研究数据多而散，有效利用率低

经过多年研究，在城市绿地方面，积累了相当多的诸如土壤、病虫害、绿化植物等各方面的数据，但这些数据在城市管理中发挥作用的程度还处于较低水平，有效利用率低。

1.2   专家层和一线层联系欠智能化

一线工作人员在城市绿地维护管理中，总能遇到一些无法解决的问题，需要咨询专家以求帮助。但目前理论指导实践，专家指导生产还处于较为原始的现场指导层面，欠缺智能化、多样化、及时化。

1.3   管理层对绿地管理信息的掌握欠直观化

管理层获得城市绿地信息主要来源于资料汇报、现场考察，费时费力且无法做到随时、随地、随意掌握，同时掌握的信息不直观。

2     城市绿地土壤管理解决方案探讨

智慧城市是以数字城市为基础框架，通过物联网与互联网连接起来的复合巨系统[4]。智慧城市是现代城市建设发展的方向之一，它的核心内涵是将城市运行的各类数据整合在一起，在城市规划、建设、管理领域，实现信息资源的充分共享并进行快速、有效分析，从而提升政府的管理能力。在智慧的城市中，我们将充分享受到各个智慧应用系统提供的服务[5]。

智慧城市中数据的收集来源于嵌入和装备到各个物体中的传感器，以及天空地一体化的空间信息观测和测量系统。然后经过云计算等数据处理手段，将各类传感器收集起来的海量数据转化为信息和知识，为城市经济、居民、安全、城管等提供智能化服务[5]。那么，将智慧城市的理念运用到绿地土壤的管理中，建设智慧城市子系统-城市绿地土壤智慧管理系统，探寻出城市绿地土壤管理的解决方案。

传统的土壤质量数据来源现场调查和分析，随着物联网的发展和应用，大量的传感器如土壤水分传感器[6]、 土壤墒情自动化监控传感器[7]用在土壤数据的在线采集中。 然后借助计算机技术，将数据进行模型计算， 得出一系列结论，用以指导管理层和一线员工进行土壤管理。目前，作为最初级的土壤智能化管理，依托互联网开发的智能灌溉系统已得到广泛的研究和应用[8-11]。

3     城市绿地土壤管理解决方案设计

借助于智慧城市理念，以“互联网+”模式建设城市绿地土壤智慧管理信息系统，是解决现存问题的重要手段。信息系统主要由以下3个层次板块构成：

3.1   数据层

各种基础数据的感知层，   是实现智慧管理的基础[4]。包含区域行政图、绿化现状分布图等图形数据和土壤基础数据、绿化植物基础信息等数字数据。这些数据一部分来源于现有数据的整合，一部分来源于在线传感器捕获的实时数据。该层级模块主要解决的是目前研究数据多而散、利用率低的问题。

3.2   知识层

对系统收集到的数据信息进行整合和管理，是数据信息处理平台[4]。包含地力评价、品质提升、改良措施等数据利用系统和设计规划方案、推荐治理手段等管理服务系统。该层级模块主要为系统处理，利用系统模型对收集到的各种数据进行平台计算，得出所需要的地力评价结果、品质提升方案、改良措施手段等具有指导性的应用方法。该层级是智慧化、智能化管理的核心。

3.3   应用层

将知识层处理得到的信息应用于绿地土壤管理的各个方面，实现智慧管理的真正价值[4]。依托基础数据和数据分析，将提出的园林绿化生产、管理方案，推送至管理层、一线员工和大众群体中，各类受众群体依据权限查阅应用所需内容。该层级模块主要功能就是使用：管理层使用知识层结果用来进行绿地管理;一线员工使用知识层结果用来指导生产实践;大众群体使用知识层结果用来满足自身需求和爱好。该层级模块可以解决一线员工和专家联系欠智能化，管理层对绿地管理信息的掌握欠直观化的问题。

4     结语

以智能化的手段解决绿地土壤管理的问题，开发具有数据层、知识层和应用层3层支柱的管理系统，在理论研究上具有可行性，在实践中还需要进行具体分析。总体来说，建设绿地土壤智慧管理系统，可以丰富智慧城市内容，填补城市土壤生境的管理空白，为实现大城智管、大城细管提供支撑。

参考文献：

[1]李隽永，甘德欣.城市土壤动物群落特征及影响因素研究进展[J].湖南生态科学学报境，2017，4（1）：52-56.

[2]卢瑛，龚子同，等.城市土壤的特性及其管理[J].土壤与环境.2002，11（2）：206-209.

[3]汪权方，陈百明，等.城市土壤研究进展与中国城市土壤生态保护研究[J].水土保持学报，2003，14（4）：142-145.

[4]张振刚，张小娟.智慧城市系统构成及其应用研究[J].中国科技论坛，2014，（7）：88-93.

[5]李德仁，姚远，等.智慧城市的概念、支撑技术及应用[J].工程科学与技术，2012，4（4）：313-323.

[6]邱世卉.土壤水分智能检测控制系统设计[J].广东农业科学，2012，（17）：188-194.

[7]樊冰，刘春华，等.土壤墒情自动化监控系统研究[J].水利信息化，2012，（15）：52-54.

[8]刘新刚，郝呈波.基于互联网的智能灌溉系统设计与开发[J].中国水土保持，2016，（4）：70-72.

[9]魏强，田思庆，等.基于PLC与HMI技术的智能滴灌控制系统[J].节水灌溉，2016，（4）：94-97.

[10]张兵，黄文生，等.基于可编程逻辑控制器的智能化灌溉控制系统研究[J].江苏农业科学，2013，41（6）：374-376.

[11]张兵，袁寿其，等.基于模糊决策理论的冬小麦精量灌溉智能系统的研究[J].中国农村水利水电水利信息化，2006，（5）：17-20.