物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)建設(shè)中應(yīng)用

文/陳凱 施云龍

智慧林業(yè)具有感知化、物聯(lián)化、智能化、生態(tài)化等特征，是數(shù)字林業(yè)的升華，通過林業(yè)業(yè)務(wù)內(nèi)容與現(xiàn)代信息技術(shù)的有效結(jié)合，促進(jìn)林業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過智慧林業(yè)建設(shè)，林業(yè)的管理和服務(wù)價(jià)值將被深入挖掘，林業(yè)相關(guān)部門的職能將被更好履行，林業(yè)經(jīng)濟(jì)也將更加繁榮。

作為下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)必將成為“智慧林業(yè)”建設(shè)中的重要力量。加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

下面介紹幾種物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在智慧林業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用。

1 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)

森林防火監(jiān)控系統(tǒng)可及時(shí)掌握森林火災(zāi)的現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)，提供效益綜合分析、評(píng)價(jià)、決策手段和方法，提高對(duì)緊急事件的處理能力，補(bǔ)充了現(xiàn)有火情監(jiān)測(cè)信息化手段。森林防火監(jiān)控系統(tǒng)可利用原有人工防火瞭望塔加裝設(shè)備工作平臺(tái)進(jìn)行安裝，前端監(jiān)控設(shè)備宜采用球形轉(zhuǎn)臺(tái)，具有360°連續(xù)巡航模式，通過紅外、可見光雙攝像頭的探測(cè)手段，對(duì)周圍的林地進(jìn)行監(jiān)控，通過前端的煙火識(shí)別引擎，對(duì)火情進(jìn)行分析、判斷、定位，視頻編碼器將圖像編碼，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備及光傳輸專網(wǎng)將信號(hào)回傳到后端平臺(tái)，后端平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)林場(chǎng)到各級(jí)監(jiān)控指揮中心的互聯(lián)互通，滿足防火值班、信息匯總、綜合協(xié)調(diào)指揮調(diào)度等森林火災(zāi)的應(yīng)急管理業(yè)務(wù)需要，具有火災(zāi)監(jiān)控、綜合預(yù)測(cè)預(yù)警、信息接報(bào)與發(fā)布、綜合研判、輔助決策、指揮調(diào)度、應(yīng)急保障等功能。

2 道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)

道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)使管理人員能遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握林區(qū)周邊道路重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域的情況，保障監(jiān)管區(qū)域內(nèi)部人員及財(cái)產(chǎn)的安全，為林區(qū)提供安全監(jiān)管、資源監(jiān)控、案發(fā)后查、證據(jù)提取等有效的技術(shù)手段。本系統(tǒng)由前端攝像機(jī)設(shè)備、視頻顯示設(shè)備、控制鍵盤、視頻計(jì)算與存儲(chǔ)設(shè)備、相關(guān)應(yīng)用軟件以及其它傳輸、輔助類設(shè)備組成。本系統(tǒng)前端攝像頭需部署在進(jìn)入林區(qū)的主要路口、事件多發(fā)區(qū)、重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)等重點(diǎn)位置，可滿足林區(qū)管理部門對(duì)外來人員及車輛全方位、全時(shí)段的可視化監(jiān)控需求，提供圖片、實(shí)時(shí)視頻及錄像回放，并根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)需要針對(duì)人員車輛穿越警戒面或在監(jiān)控區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間停留等事件進(jìn)行報(bào)警，對(duì)林區(qū)的各種突發(fā)事件能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速預(yù)警、快速反應(yīng)，可有效震懾林區(qū)中潛在違法犯罪分子，減少林區(qū)盜采、盜伐、盜獵及火災(zāi)事件的發(fā)生，并提供輔助決策信息，起到綜合治理的效果。

3 紅外野保相機(jī)

紅外野保相機(jī)是指使用紅外感應(yīng)設(shè)備在無人在場(chǎng)操作的情況下，自動(dòng)拍攝野生動(dòng)物的靜態(tài)照片或動(dòng)態(tài)影像。紅外相機(jī)裝置隱蔽和能夠持續(xù)工作的特點(diǎn)使其十分適合用于探測(cè)活動(dòng)隱秘、數(shù)量稀少的動(dòng)物。紅外野保相機(jī)需部署在林區(qū)野生動(dòng)物經(jīng)常出沒的地區(qū)，成對(duì)使用，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元的兩臺(tái)相機(jī)分列動(dòng)物通道兩側(cè)，相機(jī)距獸徑中心3-10m，由紅外探頭觸發(fā)，無論白天和黑夜，均可以進(jìn)行攝像和拍攝兩種動(dòng)作，存儲(chǔ)方式支持本地存儲(chǔ)，可通過林區(qū)自建的無線通信專網(wǎng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)回傳、定時(shí)回傳或需求回傳，紅外野保相機(jī)供電方式采用太陽(yáng)能供電方式，支持林下微光供電，相機(jī)機(jī)身外增加鐵制外殼，配合夾具兼具固定和防盜功能。隨著紅外野保相機(jī)在保護(hù)地日常工作和監(jiān)測(cè)研究中的逐漸普及，可以預(yù)見其應(yīng)用也將越來越廣泛。

4 生態(tài)因子監(jiān)測(cè)站

生態(tài)因子監(jiān)測(cè)站是利用環(huán)境溫濕度傳感器、數(shù)字風(fēng)向傳感器、數(shù)字風(fēng)速傳感器、大氣壓力傳感器、雨量傳感器、土壤熱通量傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、二氧化碳傳感器、負(fù)氧離子傳感器、長(zhǎng)波輻射表傳感器、氣象生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀等各類傳感器，對(duì)林區(qū)內(nèi)各類生態(tài)因子數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。生態(tài)因子監(jiān)測(cè)站由數(shù)據(jù)采集中心軟件、數(shù)據(jù)采集器、各類傳感器、供電系統(tǒng)組成。采集器收集各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心微機(jī)中，通過采集中心的分析軟件實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。

5 水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)站

水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)站是監(jiān)測(cè)野生動(dòng)植物生存環(huán)境的主要監(jiān)測(cè)手段之一。可通過在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段解決人工監(jiān)測(cè)難度大、監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)等問題。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括流量、流速、水位、水溫、鹽度、PH值、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、高猛酸鹽、氨、磷、氮、葉綠素等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，需根據(jù)不同的水資源類型選擇不同的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

6 無線通信專網(wǎng)

林業(yè)部門需要建設(shè)一套無線通信專網(wǎng)，解決林區(qū)信號(hào)覆蓋、前端采集的信息實(shí)時(shí)流暢回傳、地面巡護(hù)人員與林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心無縫對(duì)接等實(shí)際問題。無線通信專網(wǎng)可做為上述紅外野保相機(jī)、道路視頻監(jiān)控、森林防火監(jiān)控、生態(tài)因子監(jiān)測(cè)站、水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)站等前端采集設(shè)備的數(shù)據(jù)回傳網(wǎng)絡(luò)，基站位置可以利用林區(qū)中原有防火瞭望塔進(jìn)行設(shè)置，結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)盲選點(diǎn)。前端采集設(shè)備處新增室外無線路由設(shè)備CPE，通過無線通信專網(wǎng)與基站實(shí)現(xiàn)連接，基站數(shù)據(jù)通過光纖傳輸專網(wǎng)、無線光通信等網(wǎng)絡(luò)回傳至監(jiān)控中心。無線通信專網(wǎng)具有大容量的實(shí)時(shí)高清視頻集群調(diào)度功能，可以隨時(shí)向護(hù)林人員發(fā)送文字、圖片、視頻等信息，起到通知、指令下達(dá)、行動(dòng)指引等作用，監(jiān)控指揮中心可以選擇單人進(jìn)行雙向音視頻通信，也可以選擇某些或者全部護(hù)林人員進(jìn)行統(tǒng)一的高清音視頻通信，進(jìn)行統(tǒng)一的行動(dòng)指揮、指令下達(dá)。護(hù)林人員的位置可以實(shí)時(shí)顯示在地圖上，指揮人員可以隨時(shí)看到護(hù)林人員的位置，可以實(shí)時(shí)確定其行進(jìn)路線，進(jìn)行實(shí)時(shí)指揮。若突發(fā)火災(zāi)，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的通信保障工作將顯得尤為重要。無線通信專網(wǎng)應(yīng)采用低頻段覆蓋，有效提高信號(hào)繞行和穿透能力，做到基站需求與防火監(jiān)控需求基本一致。