郭暉 任博文 謝毓芬 陳鵬 黃昱

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，林業(yè)資源在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的作用日益凸顯。但是在林業(yè)生產(chǎn)中，有害生物的存在嚴(yán)重威脅森林安全，影響林業(yè)效益，為此林業(yè)有害生物防治工作逐漸受到人們的關(guān)注。天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)作為目前林業(yè)有害生物防治中常用技術(shù)之一，文章通過分析天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的原理和優(yōu)勢(shì)，探討了其在秦嶺林業(yè)有害生物中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)遙感技術(shù)信息傳輸有害生物指揮決策

中圖分類號(hào)：R857.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1672-3791（2021）09（c）-0000-00

Qinling Forestry Pest Sky Ground Integrated Monitoring and Early Warning Platform

GUO Hui REN Bowen* XIE YuFen CHEN Peng HUANG Yu

（Shaanxi Academy of forestry， Xi'An， Shaanxi Province 710082 China）

Abstract： With the development of social economy， the role of forestry resources in social economy is becoming increasingly prominent. However， in forestry production， the existence of pests seriously threatens forest security and affects forestry benefits. Therefore， the prevention and control of forestry pests has gradually attracted people's attention. Sky land integrated monitoring and early warning platform is one of the commonly used technologies in forestry pest control. By analyzing the principle and advantages of sky land integrated monitoring and early warning platform， this paper discusses its application in forestry pests in Qinling Mountains.

Key Words： Sky earth integrated monitoring and early warning platform; Remote sensing technique; Information transmission; Pests; Command decision

林業(yè)作為陸地生態(tài)環(huán)境的核心，一直以來都有著“環(huán)境主體”的稱號(hào)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)期，人們環(huán)境認(rèn)識(shí)不斷提高的同時(shí)，對(duì)森林系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、持續(xù)性越加重視。有害生物作為影響林業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要因素，這里針對(duì)秦嶺林業(yè)有害生物進(jìn)行防范和治理是整個(gè)林業(yè)工作的重點(diǎn)所在。這其中，有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)起了很關(guān)鍵的作用，不僅降低了后期成本，而且大大提高了經(jīng)濟(jì)效益和治理效益[1]。在具體操作中，通過推進(jìn)有害生物天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的應(yīng)用，強(qiáng)化崗位培訓(xùn)，建立技術(shù)精湛、穩(wěn)定性的工作隊(duì)伍，依靠先進(jìn)的技術(shù)和質(zhì)量管理措施提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)性、準(zhǔn)確性和指導(dǎo)性，進(jìn)而推動(dòng)林業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1 天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)概述

隨著我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)的越來越發(fā)達(dá)和無人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)、地面?zhèn)鞲衅飨嘟Y(jié)合的方式對(duì)森林有害生物進(jìn)行天空地全方位、立體化檢測(cè)越來越被業(yè)界研究人員重視和青睞。在秦嶺有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用中，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)其地理位置進(jìn)行宏觀監(jiān)測(cè)，利用檢測(cè)結(jié)果形成衛(wèi)星地圖，再由無人機(jī)航拍技術(shù)對(duì)林區(qū)地形進(jìn)行三位數(shù)字模型處理，利用傳感技術(shù)對(duì)有害生物的種類、大小以及位置進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，能夠細(xì)致入微的觀察到林業(yè)有害生物的種類以及分布范圍，進(jìn)而有計(jì)劃、有針對(duì)的開展病蟲害防治[2]。

1.1 衛(wèi)星遙感技術(shù)

1.1.1衛(wèi)星地圖

森林有害生物監(jiān)管工作，從管理的角度出發(fā)分析，就是要摸清楚有害生物的分布范圍、種類、數(shù)量以及生存規(guī)律，周邊是否存在敏感區(qū)域以及方便有害生物繁衍的樹種。隨著我國(guó)生態(tài)建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)森林面積不斷擴(kuò)大，但是全國(guó)不少地區(qū)的林業(yè)存在生態(tài)脆弱的現(xiàn)象，秦嶺地區(qū)也是如此。在具體工作中，按照行政區(qū)域、地形條件、流域分布圖，將每一個(gè)森林有害生物區(qū)域在地圖中標(biāo)注出來，從抽象理論數(shù)據(jù)、表達(dá)以及到只管具體的色彩圖片，高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用成為森林有害生物的主要監(jiān)管措施，特別是重點(diǎn)庫的管理更是為有害生物監(jiān)管提供更多樣的形式模式。根據(jù)地面監(jiān)測(cè)的信息情況，結(jié)合高分辨率遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建重點(diǎn)信息庫，進(jìn)行有針對(duì)性的排查，進(jìn)而有害生物的分布區(qū)域直觀地反映在衛(wèi)星地圖上[3]。

1.1.2有害生物演變

利用高分辨率的遙感衛(wèi)星技術(shù)作為秦嶺林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)警的底圖，通過這種技術(shù)直觀的反應(yīng)有害生物分布區(qū)域的地形地貌，這樣能夠幫助林業(yè)監(jiān)管部門對(duì)重點(diǎn)區(qū)域定時(shí)開展有針對(duì)性的排查，及時(shí)展開監(jiān)管和有害生物防治行為。通過衛(wèi)星遙感技術(shù)獲得有害生物的模糊地形數(shù)據(jù)和正射影像圖數(shù)據(jù)，可以將區(qū)域模型數(shù)據(jù)疊加到三維模型上，通過對(duì)林區(qū)有害生物變化情況進(jìn)行分析，將其模擬形成三維可視化圖形。

1.2 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)

基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行三維模型建立已經(jīng)在林業(yè)有害生物防治、礦山工程、道路建設(shè)、水利工程、校園三維模型構(gòu)建等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，且積累了大量、豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。但是在秦嶺林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)警中應(yīng)用較少，仍未被廣泛的嘗試。本項(xiàng)目利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)秦嶺林業(yè)有害生物進(jìn)行三維模型構(gòu)建，通過三維模型構(gòu)建與演示方式將秦嶺林業(yè)有害生物預(yù)警的虛擬現(xiàn)實(shí)之中，查看三維仿真模型能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有害生物存在地區(qū)、分布范圍、種類以及危害性，其縮放、旋轉(zhuǎn)以及漫游功能的應(yīng)用，使得有害生物種類、變化規(guī)律得到有效的現(xiàn)實(shí)，大大提高了防治效率。

1.3傳感實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)預(yù)警

在遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和無人機(jī)航拍三維模型技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)秦嶺林業(yè)有害生物進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，利用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合地圖以及三維模型技術(shù)更加精準(zhǔn)的繪制出林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)。有害生物相關(guān)數(shù)據(jù)采集完成之后，在國(guó)家相關(guān)政策指導(dǎo)下對(duì)有害生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警閾值集中設(shè)置，當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值的時(shí)候，能及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并且通過短信、郵件以及電話的方式通知區(qū)域管理人員進(jìn)行防治[4]。

2 天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)在秦嶺林業(yè)有害生物防治中的作用

現(xiàn)如今，隨著我國(guó)林業(yè)發(fā)展水平的提高，有害生物發(fā)生情況越來越嚴(yán)重，如果不能及時(shí)有效的對(duì)這種局面進(jìn)行糾正，必然會(huì)影響林業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。秦嶺地區(qū)的林業(yè)作為西部乃至全國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的基石，承擔(dān)著優(yōu)化區(qū)域環(huán)境、促進(jìn)周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重使命?，F(xiàn)如今，秦嶺地區(qū)有關(guān)林業(yè)部門正在努力獲取開展有害生物防治和監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)研究，通過獲取國(guó)家發(fā)展基金和當(dāng)?shù)卣块T的相關(guān)發(fā)展資金，對(duì)有害生物進(jìn)行全過程、全方位的防治。作為預(yù)防工程的基礎(chǔ)，天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的應(yīng)用十分必要，是相關(guān)部門防治有害生物的有力手段，具有無法替代的重要作用。

3秦嶺有害生物天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的應(yīng)用與構(gòu)建

秦嶺地區(qū)林區(qū)面積大、森林樹木種類繁多以及地形變化比較大的因素，導(dǎo)致區(qū)域病蟲害種類繁多，由于這些有害生物存在多樣性、多變性以及環(huán)境條件復(fù)雜性的影響，有害生物防治工作的開展面臨許多的問題。為了有效防控秦嶺地區(qū)林業(yè)生物災(zāi)害、維護(hù)生態(tài)安全，當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門將工作中點(diǎn)放在提升林業(yè)裝備水平，利用現(xiàn)代化技術(shù)和裝備保護(hù)與修復(fù)林業(yè)生態(tài)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，配備了一系列具有林區(qū)特征的水、陸、空巡護(hù)交通運(yùn)輸工具，推進(jìn)了林業(yè)衛(wèi)星重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)，構(gòu)成了天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)評(píng)估體系[5]。

3.1高智能檢測(cè)基站

高智能檢測(cè)基站在應(yīng)用中主要是采集有害生物的圖像、文字、視頻等材料，通過相應(yīng)軟件將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和匯總，及時(shí)掌握林業(yè)有害生物的發(fā)生情況，出現(xiàn)區(qū)域，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，給防治工作的開展提供參考和建議。

3.2蟲情測(cè)報(bào)設(shè)備

蟲情測(cè)報(bào)社杯主要是以不銹鋼材料為主，通過這種設(shè)備自動(dòng)誘殺、捕殺和收集各類害蟲，滿足林業(yè)有害生物預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)以及標(biāo)本采集的需要。

3.3小氣候采集系統(tǒng)

小氣候采集系統(tǒng)在應(yīng)用中主要是采集土壤溫濕度、空氣溫濕度、二氧化碳、空氣溫濕度等環(huán)境參數(shù)，數(shù)據(jù)可自動(dòng)上傳到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)林業(yè)環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

3.4測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)采集終端

測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)采集終端在應(yīng)用中主要設(shè)有昆蟲名稱、植物病害名稱、采集時(shí)間、地點(diǎn)、經(jīng)緯度、分類數(shù)量、植物名、統(tǒng)計(jì)方法信息等項(xiàng)目，可隨時(shí)錄入，存儲(chǔ)病蟲的數(shù)據(jù)資料，滿足林業(yè)病蟲害統(tǒng)計(jì)需要。

3.5遠(yuǎn)程診斷終端

集成林業(yè)病蟲害及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，可在WEB端或手機(jī)APP端實(shí)時(shí)查看環(huán)境、蟲情、病害信息，并提供專家指導(dǎo)[6]。

3.6昆蟲識(shí)別軟件

配備適用林間工作的工具，方便進(jìn)行野外林間病蟲害的測(cè)報(bào)工作。見蟲APP是一款拍照識(shí)別昆蟲軟件，提供包括昆蟲的名稱、形態(tài)特征、地理分布、生活習(xí)性、防治要素等信息。

3.7遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備

遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林區(qū)內(nèi)發(fā)生的盜伐林木和損毀林業(yè)資源現(xiàn)象，還可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)、記錄和誘捕森林里的害蟲。

3.8其他設(shè)備

在天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建的時(shí)候，其他設(shè)備還包含了無人機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備、影像采集設(shè)備、解剖鏡、望遠(yuǎn)鏡等。

4 結(jié)語

總之，秦嶺林業(yè)有害生物天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的應(yīng)用不僅能及時(shí)掌握秦嶺地區(qū)林業(yè)病蟲害的發(fā)生時(shí)間、發(fā)生規(guī)模、發(fā)生范圍以及危害程度，對(duì)有害生物的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確科學(xué)的判斷，為防治工作的開展提供科學(xué)有效的依據(jù);而且能及時(shí)、及早地發(fā)現(xiàn)林業(yè)疫情和危害性，及時(shí)預(yù)警、果斷防治，避免疫情的進(jìn)一步擴(kuò)大和蔓延，保證林業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：郭暉（1978—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)樯直Ｗo(hù)。

通信作者：任博文（1983—），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯直Ｗo(hù)，E-mail：2994453456@qq.com 。

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2110-5042-6918