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    物联网在智慧林业中的应用作者: 史川石   摘 要:在传统的生态林业向智慧林业转变的过程中,物联网将起到不可替代的作用。文中分析了物联网在林业发展过程中的作用和前景,对物联网在林业资源监测、林业资源保护和重点工程监管等方面的应用进行了分析,以期为今后物联网在智慧林业方面的发展提供一些技能依据。
  关键词:物联网;智慧林业;资源监测;资源保护
  中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)12-0076-02
  0 引 言
  物联网便是“物物相连的互联网”,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理[1]。
  智慧林业是指充分利用云计算、物联网、移动互联、大数据等新一代信息技能,通过感知化、物联化、智能化的手段,变成林业立体感知,管理协同高效、生态价值凸现、服务内外一体的林业发展新模式[2]。
  由于林业的特殊性和复杂性,在空间上的辽阔和时间上周期长,林业部门在森林资源监测等事务中任务量繁重,外业庞大,变成的数据海量,事务人员很难做到精准。物联网技能的使用,利用射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备和智能终端,使林业系统中的森林、湿地、沙地、野生动物等林业资源能够相互感知,能随时获取需要的数据和信息[2]。因此,物联网技能将会在林业上起到不可替代的作用,使林业发展有一个质的飞跃,促使林业从生态林业转型成智慧林业。现就物联网在智慧林业中的应用进行探讨。
  1 物联网在智慧林业监测中的应用
  物联网能把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,所以,把物联网技能引入森林监测中成为可能。
  1.1 林业资源监测
  森林资源管理站在监测点周围选择有代表性的树干粘贴有监测点情况、树龄、树种、胸径、树高等信息的电子标签;在空气和根部土壤放置有数据处理能力的传感器,自动监测温度、水分、养分等,在网络上对这些信号自动处理;在监测点上方安装清晰度高的摄像头,并利用全球定位系统等信息传感设备与信息计算中心联网,定期对林木生长情况和林区环境进行扫描和监控,建立一个正确的林业资源物联网,实现实时监测、视频监控、生产报警、远程自动抑制等,解决人与森林,森林与气候,森林与未来等的关系。如在运行的系统中进行特定设置,对在某一区域内的森林在生长不正常,或温度、水分、养分达不到林木正常生长的临界值时,或进入了不法分子,或侵袭了珍稀动物,系统会自动提醒,相关部门准时发布监测动态,制定措施,准时向相关人员提醒,相关人员根据自己的职责和需要进行特定的事务。
  1.2 森林防火监测
  森林防火指挥部在观测点周围选择有代表性的地段放置传感器,自动监测温度、湿度、枯燥度、蒸发量、风向、风力等气候因子;安装清晰度高的摄像头,定期对周围环境进行扫描;树干上粘贴有地点、树种等信息的电子标签,并与信息计算中心联网,实现森林火灾自动监测,自动分析,自动制定策略。如在运行的系统中进行特定设置,对在某一区域内的森林在生长失常或温度、湿度达到接近火灾的临界值时,系统会提醒,防火指挥部准时发布监测动态,制定预防和防治措施,并通过短信、微博等准时向护林员和相关人员提醒,防止森林火灾发生。
  1.3 森林病虫害监测
  森林病虫害防治站利用红外感应器、全球定位系统、360度监视器等信息传感设备与信息计算中心联网,对在某一区域内的病虫害发生情况和活动范围进行动态跟踪和监控,或者自动检测空气温度、湿度等环境因子,自动预测可能发生的病虫害,准时发布监测动态,制定预防和防治措施,并通过短信等信息设备准时向林农和相关人员提醒,防止病虫害大面积发生,避免给森林造成巨大丧失。
  2 物联网在智慧林业野生动植物保护中的应用
  利用物联网技能,在需要保护的野生动植物周围铺设传感节点,进行探测;利用RFID对野生动植物实时定位,进行感知;建立数据库,能够防止不法分子和其他因素对野生动植物的破坏和掠夺,保护管理人员人身平安,为管理和开发利用及保护野生动植物提供技能依据。
  2.1 古树名木保护管理
  在古树名木树干粘贴有树种、年龄、胸径、树高、历史、文化价值等信息的二维码等电子标签或定位标签,人们可通过手机阅读二维码,知道古树的历史;对降雨量、湿度、温度、养分、病虫害以及人为破坏等运用RFID等信息传感设备实时探测;安装摄像头,能够正确地监控古树名木生长。对古树名木进行感知,在运行的系统中进行特定设置,建立数据库,即时掌握它们的生长情况和动态变化,当生长不正常或遇到意外情况时,系统便会提醒,管理人员能正确地判断它们的生长规律,是否发生病虫害,是否有人为破坏等,分析相关情况,制定保护措施。
  2.2 珍稀野生动物保护
  在动物身上或周围固定标志物上粘贴有动物名字、年龄、体重、保护内容等信息的二维码等电子标签或定位标签,通过设置在起程点、途径点的读写器的信息采集,能够精准地监控野生动物的生活习性,运用RFID等信息传感设备自动检测动物周围环境中硫、氮等有害气体含量和实时定位,也可佩戴GPS定位标签定位动物所在的区域,同时在运行的系统中进行设置,对监测数据进行自动处理,分析动物在野外的生存状况。当动物在野外受到天敌或意外情况时,系统便会提醒,管理人员根据获取的信息分析并快速制定相应策略,使野生动物的保护由人为管理变为自动化的保护。
  3 物联网在智慧林业重点工程监管中的应用
  我国林业重点工程主要有退耕还林工程、天然林保护工程、长江防护林工程、三北防护林工程等,对这些工程从立项、启动、打算、执行等全过程的运作进行监督管理,不但是智慧林业的需求,也是物联网技能必须解决的问题。对这些重点工程以小班为单位,对造林小班设置重点工程名称、建设年度、立地类型、造林树种、造林密度、造林时间、造林方式等静态属性并直接存储在电子标签中;降雨量、温度、湿度、养分等动态属性运用RFID等技能,由传感器实时探测;管护、病虫害防治、小班的成活保存情况、林木的生长状况等安装摄像头直接监控。识别设备完成对工程小班属性的读取,在运行的系统中进行设置,即时监管它们的生长情况和动态变化,并将信息转换为符合网络传输的数据格式,建立相应的数据库,又通过网络传输到信息处理中心,进行智能处理,实现生长可测、管理可控、质量可溯,实现林业重点工程管理智慧化。
  4 结 语
  物联网在智慧林业资源监测领域、野生动植物保护、林业重点工程监管等方面有着辽阔的前景。一是通过NFC、二维码、RFID等技能进行标识,不但能获得我们所需林业要素的识别信息,还通过智能标签获得各要素所包含的扩展信息。二是实现对林业资源环境和重点工程的监控以及野生动植物的跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络,能够对它们的实时状态进行获取和特定监控,如利用温度传感器监控森林的温度,通过GPS标签跟踪定位野生动物,通过摄像头捕捉盗伐林木的不法分子等。三是最后达到对森林的智能抑制,由传统的生态林业转型为智慧林业。物联网利用云计算平台和智能网络,依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变我们对传统林业决策的认识,体现智慧林业的价值,实现林业生态、社会、经济效益的最大化。
  参 考 文 献
  [1] 刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011.
  [2] 国家林业局.中国智慧林业发展教导意见[Z].2013.
  [3] 王颖,周铁军,李阳.物联网技能在林业信息化中的应用前景[J].信息与通讯,2010,49(10):2601-2604.
  [4] 陈震. 黑龙江省森工林区“智慧林业”框架应用技能研讨[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2012.
  [5] 鹏程. 基于物联网技能的智慧农业发展策略研讨[J].西安邮电学院学报,2012,17(2):94-98.
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