林草资源监测工作中智慧化系统的应用实践

原凯丽

摘要：林草资源调查工作是自然资源部门基本职责之一，为林草的保护与开发利用提供基础。当前，国家提出生态环境综合治理要求，针对林草资源监测与研究工作进行更多资源整合监测，既可以适应生态文明建设与绿色发展的需求，又可以改进监测技术，从而进一步实现有效监测任务。基于此，本文对新时期下林草资源监测智能发展趋势进行深入研究，首先介绍林草资源监测工作进展，然后就其智能发展趋势与应对的挑战进行剖析，最后探讨了监测智能发展趋势途径，期望能够促进林草资源监测工作实现新发展。

关键词：林草；资源;监测;智慧化;实践

DOI：10.12433/zgkjtz.20240305

从20世纪开始我国对林草资源已经开始了调查工作，而且取得了很大成效。伴随着生态文明建设的不断深入，作为生态文明建设重点的林草资源监测工作面临新的挑战，林草资源监测对技术要求越来越高。建立健全林草资源智能化监测控制系统是大势所趋，对收集的数据融合整理，对林草资源发展变化规律分析，总结掌握其规律，得以保障林草资源的健康持续稳定发展，由此提升林草管理数据的监管水平和公共信息服务能力。当前，林草资源监控体系发展模型，其数据来源于监测智能和物联网管理手段，在建设过程中，要顺应新环境发展变化，不断充实完善林草资源的监管水平和能力。

一、当前林草资源发展的现状分析

我国的林草资源监测水平始终处于持续稳步上升的态势，与林草资源相关的理论技术、管理手段，以及规范制度等不断健全与完善，国家相继颁布和实施了多种专业技术规范，建立多个专门技术检查核查监控系统，全国林草资源调查管理体系已基本形成。进入21世纪后，在森林发展过程中，生态建设逐步地替代了过去的以林木生产经营为主模式，为全面掌握林草资源数据，采取了多种行之有效的举措提高林草资源调查水平，完善其服务能力。2003年，建立了林草资源的遥感系统，对林草资源定量分析，并不断完善服务制度，此举有效推动了林草资源的调查应用水准，检测水平由定性检测转化为定性和半定性的检测。2004年，通过竣工验收后的调研工作，为一体化综合监控系统建立奠定基本，林产资源的综合监测技术研发工作全面开展，着力攻克样本抽取、数据统计、数据应用等关键核心技术，为做好林草资源的综合监测提供了大量翔实且珍贵的原始基础资料。2010年后，综合林草资源状况，编制了《全国林地保护利用规划纲要》，并着力建立健全林草资源管理体系，智慧管理平台不断完善，并逐步开展林草资源的摸底调查工作，以及对远期场景的规划调研等项目，开展国家年度重点专项工作调研考核等工作，把握林产资源情况与开发动向，有效满足生态文明建设战略规划，以及林业资源开发利用的需求。

二、信息化时代林草资源监测所带来的影响机遇

林草资源调查系统已逐步建立起比较完善的资源调查系统，但林草资源融合与生态综合监测评估系统与资源调查系统相比，依然处于发展的起步阶段，还需要深入分析和总结林草资源保护与综合开发利用，以及智慧化管理发展过程中存在的一些需要规划和调整的事项。

（一）缺乏收集监测信息模式

新时期下，我国林草资源管理和调查工作，包括资源保护、开发利用、行政执法、灾害预警、生态修复等多重内容。自然资源保护工作，是面对广大的生态系统，对动植物、生态环境的总体保护。目前，利用卫星进行相关专业的信息采集，其效果较为显著，原有的传统设备仪器，难以全面地掌握和留存海量数据，并作出有效分析。目前的最新监测仪器支持力量少，同时先进的自动化监测仪器较为缺少，每年度都会对现状和以往分析比较，对其中的变化细致分析。运用内业线上监控判断和外业在线采集等先进信息技术对森林资源开展监督，以提升监督效能。灾害预警监测结果也可运用在预警与防控的管理工作中。由于自然灾害的不可控，所以必须快速准确传递信号，基于这一需求，以一体化、智慧化预警体系以及快捷的通信网络作为保障。这些行业需求在检测时间、检测准确度以及检测维度方面有各自需求，而且多数没有配备信息化、智能信息收集功能的相关设施，也没有构建整体架构和融合共用传感平台，无形之中制约了林草资源生态传感体系发展。

（二）监测数据处理不到位

在林草资源环境监测工作中，信息获取与传播通过大数据分析整合处理和数据挖掘分析技术发现有价值的信息。当前森林信息化虽然开始进行广泛应用，但没有对大数据进行客观有效的分析。在环境检测方面，动物、植物以及生态环境等领域的信息尚不够全面，存在某些数据缺失的情况，对所采集数据的整理与运用，还不够客观细致。

此外，由于信息资源建设管理与数据共享程度较低，普遍不重视信息资源建设管理工作，虽然具备信息能力但很少收集和发现信息的后续使用需求，且各部门数据源彼此形成相互独立的空间，不能做到完全的信息数据资源共享，以至于林草资源监测大数据建设得不到充分的拓展，监测数据的处理不能完全到位。

（三）监测服务能力相对低下

林草资源监测信息化与当前我国林业发展相结合，打破各行业各部门之间的壁垒，建立各層次和多行业的协作关系。但在实际工作中，林草监测还存在着一些盲区，做不到将林草监测成果在省级县乡单位协作数据共享，自然就会形成上下脱节的问题，下级的工作进度和工作质量未能及时有效共享到上级部门，上级也无法根据实际情况作出准确决策。而部门内部各单位之间所应用的信息子系统又不统一，各种数据没有统一标准，很难做到数据融合。因此，林草资源监测工作不能固步自封，必须按要求探索新型的信息资源共享模型，开放各种接口，形成全方位覆盖的信息资源共享平台，进行全方位服务。

（四）监测平台运维安全有限

林草监测区域一般在草原、森林、山区。在配备相关的仪器设备时，要综合考量施工环境，因地制宜选取仪器设备，以此减少管理运维的成本。林草监测工作的主要内容是对其管理工作由表及里作出监测及数据分析。但由于基础应用技术的不足，不可能完全履行各项相关职责，相关部门必须建立相应的经营机制，为基层应用服务提供保障。

此外，林草行业没有明确界定数据所有权和隐私权，由于存在数据和技术方面的多重问题，对数据的安全防范能力和水平不高，对数据保护范围、数据共享没有明确的界定范围，难以形成功能较为完备的数据综合采集和分析系统。

三、信息化手段在林草资源管理中的运用

信息化视域下化林草资源智慧监测体系，既有各种计算机技术和软硬件设施信息，也涉及林木树种资源和生态系统信息。新时代生态保护条件下的林草监测数据要求解决与当前智能监测技术之间出现的突出问题，这就一定要通过各种方法，加大力度开发智能技术手段。

智能林草监测保护系统主要通过软硬件运维设计、信息安全管理、数据更新推送和区域远程服务得以实现。在架构设计阶段，软硬件的运维设计应侧重于基础设施建设，以及软件开发和更新的兼容性和简单性。应尽可能选择通用设备和兼容接口，以降低后期操作的难度和维护成本。信息安全管理不仅包括对机制的管理，如建立核查登记以及核查和处理机密数据的机制，还包括在软件和网络通信等领域开发软件和硬件安全环境。

（一）构建一体化监测网络

通过构建全国统一监控平台，形成点线面全方位覆盖的监控范围，逐步构建全国林地树木资源智能化监控区域网络。通过卫星遥感网络平台、无人驾驶直升机网络平台、地面物联网设施分别对大空间、中空间、小空间尺度进行火灾预防和资源变化分析，整合激光雷达和倾斜摄像机等设备，开展资源结构解析、有害生物防治和火灾发现工作以及资源管护、野生动物保育管理等工作。使用微波、5G技术，以及有线传输等通信措施，从而提供网络服务。这些技术手段与装置共同组成的统一监控网，继而做到全范围监控，形成多行业和多用户的林草资源与生态感知统一的监测控制体系。

（二）利用大数据处理技术

通过建设空间大数据综合应用平台，通过大数据处理技术获取更为精准的林草资源数据及林草资源信息，为林草资源稳定发展的和林草管理决策提供可靠依据。建立林草大数据中心处理数据，并集成空间大数据链，实现高智慧的分析数据挖掘，并进行大数据互动与展现，以确保大数据规范性与安全，实现对大数据结果可视化显示、数据分析与施工咨询等。

建立大数据林草应用中心的目的，旨在为林草专业管理人员提供准确、有效的信息资源，为管理决策分析提供可靠的信息支持。大数据的时空集成包括基于时间和空间对公共数据库、林草数据库以及林草专题数据库的数据分类和集成，是大数据应用的基础，智能分析使用模型库、样本库、知识库和性能库来检查和分析数据的价值。

（三）落实智慧化监测服务

通过建立林草智慧监控服务网络平台，实现林草资源监控、生态恢复和环境保护、生态富民等服务；通过在各级机构中设置网络用户管理系统，让各部门根据各种工作需求使用数据资源和服务模块，使得上级及时了解下属工作情况，而下级则可以及时向上级反映工作成果。如果要减少监控业务网络平台负载过大的情况，可以通过混合云业务方式计算，隐私数据和公共数据分别通过不同的云储存方式，减少数据网络建设成本，进一步提高网络的安全性和质量。通过App、网站和本地业务应用终端，在平台应用访问时，通过各种用户终端设施和监测指挥中心大屏幕实现各种情景下的用户需求。

（四）创新林草监测模式

在林草资源管理监测流程中引入马赛克概念，运用网络互连技术将林草资源调查与监管信息深度集成，并进行数据信息资源共享，使监测数据应用于不同的服务场景和信息组合领域，从而提升林草资源建设的管理水平与信息服务能力。

首先，运用马赛克模式打破了事前壁垒，把第一类清查、第二类、第三类清查等各项工程的调查结果整合形成信息和共享制度，进一步提升监测数据协同共享能力。

然后，运用马赛克方式对林草监测调查时间规则予以变化，形成有效的时间管理机制，全面创建点面相互结合、 上下协调一致以及数图协同的林草资源监控制度，并利用国家林产资源智能信息管理平台把信息聚合在网络平台上，以充分发挥信息聚合作用，达到林木资源管理信息更新和监控信息出数的效果，进一步增强林产资源监控数据的准确性。

最后，运用马赛克模型改变传统的林草资源监测数据源头模型，将统计信息源头多元化，将各类信息有效整合，通过有效的检验与评价模型，高效识别信息，去除无关的繁杂数据，全面利用马赛克模型抗干扰特性，化解统计信息出现的失真与人为误差，增强观测系的统防偏能力，达到林草资源监测信息数据精准。

（五）监测平台的安全保障措施

林草资源信息化监测和分析系统，应通过多种模式构建。设计之初的理念，应结合软件系统的开发与升级，软件开发应力求系统总体运行可靠性得到保障，要操作简单，容易被学习和操作，并有效提高其软硬件设备的兼容性，在多种场景得到应用，降低复杂度及运维成本。

四、结语

综上所述，研究林草资源监测和成果应用，建立林草一体化监控系统，具有廣阔的研究前景，对于推动生态文明建设至关重要。

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