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我国智慧林业发展现状扫描:传统林业进入“智能时代”

发布时间:2015-08-12 16:42:20 作者:彭科峰 来源:《中国林业》

    “智能时代”,一个曾让人充满梦想的词汇,如今已经逐步变成了现实。

  5月13日至17日,在北京举办的第十八届中国北京国际科技产业博览,成为一个集中展示智能化成果的盛会。

  生态领域智能化会是什么样子?在科博会智慧环境展区,记者看到一个又一个生态修复、污染源监测、大气治理、垃圾资源化处理、水资源综合利用、高效节能等领域领先的技术产品和整体解决方案,激发人们对绿色城市、生态家园未来前景的向往和自信。

  在移动互联网、人工智能等新技术带来的日新月异的改变中,我国的传统林业开始向“智慧林业”迈进。

  国家林业局制定的《中国智慧林业发展指导意见》指出,信息化在林业中的应用已经从零散的点的应用发展到融合的全面的创新应用,随着现代信息技术的逐步应用,能实现林业资源的实时、动态监测和管理,更透彻地感知摸清生态环境状况、遏制生态危机,更深入地监测预警事件、支撑生态行动、预防生态灾害。

万物互联,人与自然走向和谐

  智能时代有哪些特点?如何理解智能时代的“智慧林业”?

  “在未来,智能不仅是单一的智能服务,还是一个完整的、具有综合功能的系统,比如智能家居、智能建筑以及智能城市等。”趋势预测专家萨旺特?辛格在他的新书《大未来:移动互联时代的十大趋势》中这样写道。

  这就是人们常说的“智慧生活”,也被称之为“互联网物理化”:其第一个层面即万物互联,人和人相连,人和机器相连,有电的地方都有计算,有计算的地方都有智能,有智能的地方都可以相连;第二个层面是用互联网拥抱传统产业,出现产业互联网或者行业互联网,商业模式、产品开发、营销与推广都将改变;第三个层面为智能的工作和生活。

  智慧林业是指充分利用云计算物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术,通过感知化、物联化、智能化的手段,形成林业立体感知、管理协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的林业发展新模式。智慧林业的核心是利用现代信息技术,建立一种智慧化发展的长效机制,实现林业高效高质发展。智慧林业是智慧地球的重要组成部分,是未来林业创新发展的必由之路,是统领未来林业工作、拓展林业技术应用、提升应用管理水平、增强林业发展质量、促进林业可持续发展的重要支撑和保障。

  智慧林业包括基础性、应用性、本质性的特征体系,其中基础性特征包括数字化、感知化、互联化、智能化,应用性特征包括一体化、协同化,本质性特征包括生态化、最优化,即智慧林业是基于数字化、感知化、互联化、智能化的基础之上,实现一体化、协同化、生态化、最优化。

  ?林业信息资源数字化。实现林业信息实时采集、快速传输、海量存储、智能分析、共建共享。

  ?林业资源相互感知化。利用传感设备和智能终端,使林业系统中的森林、湿地、沙地、野生动植物等林业资源可以相互感知,能随时获取需要的数据和信息,改变以往“人为主体、林业资源为客体”的局面,实现林业客体主体化。

  ?林业信息传输互联化。互联互通是智慧林业的基本要求,建立横向贯通、纵向顺畅,遍布各个末梢的网络系统,实现信息传输快捷,交互共享便捷安全,为发挥智慧林业的功能提供高效网络通道。

  ?林业系统管控智能化。智能化是信息社会的基本特征,也是智慧林业运营基本要求,利用物联网、云计算、大数据等方面的技术,实现快捷、精准的信息采集、计算、处理等;应用系统管控方面,利用各种传感设备、智能终端、自动化装备等实现管理服务的智能化。

  ?林业体系运转一体化。一体化是智慧林业建设发展中最重要的体现,要实现信息系统的整合,将林业信息化与生态化、产业化、城镇化融为一体,使智慧林业成为一个更多的功能性生态圈。

  ?林业管理服务协同化。信息共享、业务协同是林业智慧化发展的重要特征,就是要使林业规划、管理、服务等各功能单位之间,在林权管理、林业灾害监管、林业产业振兴、移动办公和林业工程监督等林业政务工作的各环节实现业务协同,以及政府、企业、居民等各主体之间更加协同,在协同中实现现代林业的和谐发展。

  ?林业创新发展生态化。生态化是智慧林业的本质性特征,就是利用先进的理念和技术,进一步丰富林业自然资源、开发完善林业生态系统、科学构建林业生态文明,并融入整个社会发展的生态文明体系之中,保持林业生态系统持续发展强大。

  ?林业综合效益最优化。通过智慧林业建设,就是形成生态优先、产业绿色、文明显着的智慧林业体系,进一步做到投入更低、效益更好,展示综合效益最优化的特征。

  物联网、云时代的到来,不断刷新人脑对新兴科技发展的定义。在这个“智慧的时代”里,人与花草树木不再是简单的“依赖”与“被依赖”的关系,也不再是简单的“改造”与“被改造”的关系,而是一种“对话协商”,人与林业的关系,也因为物联网的应用而变得和谐。

“互联网+林业”,传统产业充满智慧

  近年来,随着“互联网+”的快速普及,互联网跨界融合创新模式进入林业领域,利用移动互联网、物联网、大数据、云计算等技术推动信息化与林业深度融合,开启了“智慧林业”大门,我国林业物联网建设逐步走上了有序、快步发展的轨道,取得了重要进展。

  完善了顶层设计。2011年~2013年,国家林业局先后开展了“中国林业信息化体制机制研究”和“中国智慧林业发展规划研究”,在此基础上出台了《国家林业局关于进一步加快林业信息化发展的指导意见》和《中国智慧林业发展指导意见》。2012年~2013年,在深入研究的基础上,编制了《中国林业物联网发展框架设计》,这在国家部委中是第一份,国家层面的林业物联网顶层设计基本形成。

   开展了示范工程建设。在国家发改委、财政部的支持下,国家林业局成为首批六个国家物联网应用示范工程实施部委之一,吉林长白山和江西井冈山成为国家智能林业物联网应用示范工程的建设地点。在各参建单位的共同努力下,完成了长白山示范工程的野外设备安装调试、应用系统开发部署、指挥中心技术改造及井冈山示范工程的新机房大楼建设、组网设备野外综合测试和部分应用系统开发,并以示范工程为纽带,形成了集清华大学、中国电信、吉林森工、井冈山保护区等在内的政产学研用紧密协作的工作团队。

  开展了关键技术研究。结合国家智能林业物联网应用示范工程,吉林森工研发出了“森林眼”林火监测预警系统、木材专用电子标签和读写设备,神州数码研发出了野外无线组网设备、游客智能定位胸卡、地面坐标设备、温湿度传感器及相应的管理软件,苍穹数码等单位研发出了基于GPS/北斗双模定位的移动智能终端,中国电子器材总公司研发出了IPv6无线传感网网络协议一致性测试智能仪表,中国电信集团研发出了集管理和服务于一体的旅游移动客户端和基于5G技术的林区无线覆盖解决方案,这些研究成果不仅解决了本次示范工程建设的关键技术难题,而且在未来的林业物联网和智慧林业建设中必将大显身手。

  推动了各地实践探索。北京市园林绿化局集成二维码、传感器、无线自组织网络等技术,在园博园开展了“中国信息林”建设,此后又将二维码标签应用到公园及苗圃的树木管理工作中。河南三门峡二仙坡绿色果业有限公司利用物联网、自动控制等技术,打造了现代化的智慧果园,取得了良好的经济和社会效益。四川温江通过“一个平台、四大应用系统、一个信息中心”建设,打造了“智慧花木”信息化品牌,极大地活跃了西南花木交易市场,促进了区域经济发展。安徽舒城金桥农林科技有限公司利用物联网技术建设了智慧育苗系统,提高了设施育苗的智能化水平,实现了经济和社会效益双丰收。这类例子在湖南、广东、浙江、辽宁等其他省份还有不少。

  开展了标准规范建设。2013年至今,国家林业局信息办先后申请立项了《林业物联网术语》等4个行业标准及《林业物联网传感器技术规范》等4项国家标准,同时开展了“林业物联网标准体系研究”工作,这些标准将对林业物联网健康有序发展起到重要作用。

    智能化务林,工作变得简单美好

  只需两名操作工把嫁接苗和砧木分别送入,咔嚓一声,一台自动嫁接机器人就自动上夹,完成了嫁接。记者在科博会上看到,先进农机装备已可以将部分林业生产环节带入工厂。

  “依靠这台机器,两名工人每小时可以嫁接600株苗木,是熟练工效率的两倍以上。”自动嫁接机器人的研发商负责人说,“最重要的是,嫁接成活率大幅提升到95%至97%,足以适应高效林业的需求。”

  智能化已经贯穿到林业的方方面面。在森林防火中,利用大数据监控森林火情,使智慧林业实现智慧管理。

  东北林业大学与黑龙江大兴安岭防火指挥中心课题组通过3个阶段的研究,建立了基于WEB与3S技术的森林防火智能决策支持系统,实现了林火数据库、林火预防预报、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理。它包含了森林防火灭火系统中的地形图绘制,防火机构、历史火灾和各种代码等数据库的建立与维护,火点定位、火场蔓延、派兵扑火、清理看守火场和损失评估等模型的建立,与上下级单位的数据交换,在火灾发生前可作出林火预报和预防;当林火发生时,可模拟林火的蔓延,并提供火场定位、派兵、扑火、清理火场、看守火场等辅助决策方案,为指挥员作出正确决策提供参考;火灾发生后可作出火灾损失评估。

     作为国家发改委、财政部、国家林业局在吉林森工集团开展的森林资源安全监管与服务首批国家物联网应用示范工程建设项目、国家林业局信息化示范省项目,历经5年潜心研究与试点实验,“森林眼”已经通过了国家林业局科技成果鉴定,主要技术指标达到国际领先水平。

  这一成果将尖端信息技术高度集成,实现了巡航周期短、监控全天候、图像识别高、定位精度准、数据实时传等功能于一体,填补了专业应用领域多项空白,有效地提高了森林资源保护特别是森林防火的监控能力,成功推动现代林业逐步迈向智能化、精细化和高效化。

  对于林业企业来说,谁能抓住智慧林业的机遇,其市场竞争力自然大大增强。在林业信息化的推动下,不少林业企业改变了“无围墙企业、露天仓库、粗放管理”的传统经营模式,实现了快速发展。智能管控使林企生产效率大幅提升。

  位于三明市将乐县的福建金森林业公司,是福建省农业产业化龙头企业。2013年6月,福建金森林业与中国电信将乐分公司合作实施“智慧林业”建设,在林业管理、森林防护、智能办公等方面开展深层次合作,运用云计算、大数据、物联网、可视化等技术,建设包含林业“三防”一体化信息化平台、综合监测监控系统、业务信息实时共享平台、智能办公等信息化项目,实现智能办公、视频监控(含无人遥感飞机视频接入)、林业资源、扑火指挥、远程调度、空间分析、疫区管理、位置服务、整合信息等多项智能应用。

    福建金森林业大厦的工作人员坐在办公室,只要轻点鼠标,通过画面就能直观了解整个林区的实时情况。该公司现有8架不同型号的无人遥感飞机,运用无人飞行器和卫星精确定位,可360度无死角高清航拍,实现地空双控立体成像。

  而在林业生态环境监测系统方面,之前靠人工巡视效率低且误差大,现在通过物联网等信息化平台,可对林区风速、雨量、空气湿度、土壤温度等多个气象要素进行全天候现场监测,数据和图像参数实时传回指挥中心,由平台自动计算。据公司智慧林业项目负责人介绍:“根据企业初步统计数据来看,‘智慧林业’系统初步实现后,能减少直接作业人员50%以上,生产经营效率可提高30%以上,安全效率可提高80%以上。”

  对普通务林人而言,智慧林业就在身边。普及率已经很高的智能手机就可以在工作中排上大用场。在智能手机中下载安装木材材积计算器软件,可进行锯材材积计算、原木材积计算、杉原条材积计算。林业工作人员在林区山场,可根据不同材种、不同规格、不同数量的木材,用手机在现场算出它们的材积。告别繁琐的对照和计算工作,输入长、宽、厚、径等数据就能自动计算出该规格的材积以及总材积。下载安装骑记软件,下载离线地图,护林员巡山骑行轨迹能准确记录,可实时显示和分享运动距离、海拔、运动时间、平均时速等数据。离线骑行,不论手机有无网络,都将记录骑行过程,直播方式,别人可实时了解他们的轨迹。在林业执法办案、分组工作,测面积(造林、火灾、病害等)、距离、巡逻查岗等方面十分好用。

  前路漫漫,智慧林业任重道远

  虽然智能时代已经来临,但林业因其自身的特点,在智能化的道路上前进并不轻松。

  “相比起其他领域,林业资源因为覆盖面积大、树木生长周期较长,构建物联网则需要大量的设备和资金作为支持。因此,为了将物联网作为服务于林业建设的有力手段,需要更多的耐心与研发时间。”北京林业大学信息学院副院长陈志泊教授说。

  国家林业局信息办主任李世东指出,建设智慧林业,要更加注重信息与林业各个环节、各种资源、各项业务的深度融合、集约共享和协同推进,必须在坚持统一规划、统一标准、统一制式、统一平台、统一管理等“五个统一”的基础上,重点把握五个原则:一是整合资源,共享协同。以信息共享、互联互通为重点,突破地域、级别、业务界限,充分整合各类信息资源,推进信息化业务协同,提升全行业管理服务水平和信息资源利用水平。二是融合创新,标准引领。集成关键核心技术,创新发展模式和机制。实施应用先行、国际同步的标准战略,抢占标准制高点。三是统筹协调,管理提升。统一顶层设计,推进协同运行,强化各级林业信息化部门在规划引领、统筹协调、应用示范等方面的主导作用,建立统筹管理体系。加强安全技术体系建设,提高林业信息安全水平。四是服务为本,推动转型。面向各级林业部门和林农群众日益多元化的需求,提供随时、随地、随需、低成本的信息服务,以信息化推动林业发展方式和管理方式转型升级。五是循序渐进,重点突破。从组织管理、顶层设计、基础设施以及应用示范工程等多维度切入,循序渐进,讲求实效,找准突破口先行先试,实现重点突破。

  智慧林业的建设,是一项长期性、系统性工作,需分步骤、分阶段扎实推进。依据各工程项目的紧迫性、基础性、复杂性、关联性等,建设智慧林业分基础建设、展开实施、深化应用三个阶段。

基础建设阶段。编写智慧林业规划,出台智慧林业建设的相关政策,安排扶持资金等,并局部开展智慧林业的探索实践工作。在现有林业信息化成果基础上,选择基础性较强的中国林业大数据工程、中国林业云建设工程、下一代互联网提升工程、林业应急感知系统、林业环境物联网和林区无线网等优先建设,为后续的智慧林业的全面建设提供良好的基础。

  展开实施阶段。智慧林业建设全面展开,汇聚各方力量、加大人、财、物方面的投入,积极鼓励企业公众参与智慧林业建设。本阶段以智慧林业基础设施为基础,完成智慧林业营造林管理系统、智慧林业两化融合工程、林业“天网”系统、智慧商务建设工程、智慧林业资源监管工程、智慧林业野生动植物保护工程、智慧林业文化建设工程和中国林业网站群建设等工程建设。智慧林业建设的步伐明显加快,智慧林业框架体系基本形成。

  深化应用阶段。经过展开实施阶段,智慧林业建设有了量的积累,需要各个部分走向相互衔接、相互融合,实现质的飞跃。本阶段主要建设智慧林政管理平台、智慧林地信息服务平台、智慧林业决策平台、智慧林业产业建设工程、智慧生态旅游建设工程和智慧林业重点工程监管工程等。智慧林业的应用效果和价值逐步显现,其竞争力、集聚力、辐射力明显增强。

  《中国智慧林业发展指导意见》提出智慧林业建设的五大目标,到2020年林业将实现高度“智慧化”:林业立体化感知体系全覆盖,林业智能化管理体系协同高效,林业生态化价值体系不断深化,林业一体化服务体系更加完善,林业规范化保障体系支撑有力。

  对于这些目标,我们充满期待。我们相信只要紧紧围绕生态林业民生林业,抢抓机遇,凝聚智慧,真抓实干,奋勇前进,“智慧林业”定将迎来更加灿烂的明天。

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