張杰
(深圳技師學(xué)院,廣東 深圳 518116)
隨著城市化進(jìn)程的加快和人們對(duì)美好生活環(huán)境的需求不斷增長(zhǎng),園林植物的養(yǎng)護(hù)管理變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理方式往往效率低下、成本高昂且缺乏精確性。而數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展為園林植物養(yǎng)護(hù)管理帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
數(shù)字化技術(shù)在園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用已經(jīng)在一定程度上改變了傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式,使得園林植物的養(yǎng)護(hù)管理更加高效、準(zhǔn)確和可持續(xù)。傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)獲取園林植物的生長(zhǎng)狀態(tài)、環(huán)境條件以及土壤水分等關(guān)鍵信息,基于這些數(shù)據(jù),養(yǎng)護(hù)人員可以準(zhǔn)確評(píng)估植物的健康狀況,及時(shí)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施,提高工作效率和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。
通過(guò)數(shù)據(jù)的收集、整合和分析,可以形成對(duì)園林植物養(yǎng)護(hù)管理的全面認(rèn)識(shí),制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)策略,預(yù)測(cè)和防控病蟲(chóng)害的發(fā)生,優(yōu)化養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和資源配置,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的決策參考,提高養(yǎng)護(hù)管理的決策效果。自動(dòng)化灌溉和施肥系統(tǒng)可以根據(jù)植物的需求和環(huán)境條件,自動(dòng)控制灌溉和施肥的量和時(shí)機(jī),確保植物得到合適的水分和養(yǎng)分供應(yīng)[1]。智能養(yǎng)護(hù)管理軟件和應(yīng)用可以幫助養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行任務(wù)管理、資源調(diào)配、養(yǎng)護(hù)記錄和監(jiān)測(cè)等工作,提高工作效率和數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確性。
通過(guò)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用,可以實(shí)時(shí)獲取園林植物生長(zhǎng)環(huán)境的關(guān)鍵數(shù)據(jù),為養(yǎng)護(hù)管理提供準(zhǔn)確的信息。
(1)溫度和濕度傳感器。通過(guò)溫度和濕度傳感器可以獲取園林植物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據(jù)。這對(duì)于植物的生長(zhǎng)與發(fā)育具有重要影響,可以幫助養(yǎng)護(hù)人員及時(shí)調(diào)控氣候條件,提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。
(2)光照傳感器。光照傳感器可以測(cè)量陽(yáng)光的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。這對(duì)于草坪和景觀植物的生長(zhǎng)和繁殖至關(guān)重要。通過(guò)光照傳感器,養(yǎng)護(hù)人員可以掌握光照條件,合理安排植物的生長(zhǎng)位置和養(yǎng)護(hù)措施。
(3)土壤水分傳感器。土壤水分傳感器可以測(cè)量土壤中的水分含量。這對(duì)于灌溉管理非常重要,可以實(shí)現(xiàn)精確的水分供應(yīng),避免浪費(fèi)和干旱。通過(guò)土壤水分傳感器,養(yǎng)護(hù)人員可以根據(jù)土壤水分狀態(tài),精確控制灌溉的時(shí)機(jī)和數(shù)量。
(4)植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀態(tài)和生理指標(biāo),如植物高度、葉面積指數(shù)、葉片色素含量等。這些數(shù)據(jù)可以幫助養(yǎng)護(hù)人員了解植物的生長(zhǎng)情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決植物健康問(wèn)題。
通過(guò)以上傳感技術(shù)和監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用,園林植物的養(yǎng)護(hù)管理可以實(shí)現(xiàn)精確的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè),為養(yǎng)護(hù)人員提供科學(xué)決策的依據(jù),有助于預(yù)測(cè)和控制植物的健康狀況,優(yōu)化養(yǎng)護(hù)策略,提高養(yǎng)護(hù)工作的效率和質(zhì)量。
在數(shù)字化技術(shù)在園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用中,數(shù)據(jù)收集、分析和整合的方法起著至關(guān)重要的作用,數(shù)據(jù)收集是基礎(chǔ),涉及各種監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)的運(yùn)用,如無(wú)人機(jī)、傳感器、GPS 等,這些設(shè)備可以實(shí)時(shí)采集園林植物的生長(zhǎng)狀態(tài)、土壤濕度、光照、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)[2]。此外,還可以通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)查、專(zhuān)家訪談、歷史數(shù)據(jù)等方式收集園林植物的種類(lèi)、數(shù)量、分布等基本信息。
常見(jiàn)的數(shù)據(jù)分析方法包括描述性分析、關(guān)聯(lián)性分析、預(yù)測(cè)性分析等。描述性分析主要用于了解園林植物的基本狀況,如生長(zhǎng)速度、病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律等;關(guān)聯(lián)性分析則側(cè)重于挖掘不同因素之間的關(guān)聯(lián),如土壤濕度與植物生長(zhǎng)速度的關(guān)系;預(yù)測(cè)性分析則著眼于未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè),如預(yù)測(cè)植物病蟲(chóng)害的發(fā)生時(shí)間等。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,數(shù)據(jù)整合成為可能。數(shù)據(jù)整合的主要目的是將來(lái)自不同數(shù)據(jù)源、不同格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)格式,以便于進(jìn)一步分析和應(yīng)用。
數(shù)據(jù)整合的方法包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)融合等。數(shù)據(jù)清洗是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、填補(bǔ)、校驗(yàn)等處理,以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)換為另一種格式,例如,將XML 格式轉(zhuǎn)換為CSV 格式;數(shù)據(jù)融合則是將多個(gè)數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行綜合,形成更加全面、準(zhǔn)確的新數(shù)據(jù)。此外,為了方便數(shù)據(jù)的展示和交流,數(shù)據(jù)可視化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。數(shù)據(jù)可視化可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)以圖表、地圖等形式呈現(xiàn)出來(lái),使決策者能夠直觀地了解園林植物的生長(zhǎng)狀況和養(yǎng)護(hù)需求。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)可視化工具有Excel、Tableau 等[3]。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化,可以發(fā)現(xiàn)園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的問(wèn)題和隱患,為制定針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)策略提供依據(jù)。
自動(dòng)化灌溉和施肥系統(tǒng)主要是通過(guò)利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物水肥需求的精確監(jiān)測(cè)和智能化管理。
(1)土壤水分監(jiān)測(cè)。通過(guò)安裝土壤水分傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分含量,根據(jù)植物需水特性,自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉設(shè)備,實(shí)現(xiàn)精確灌溉。這不僅可以保證植物的水分需求,降低水分浪費(fèi),還可以有效預(yù)防因過(guò)度灌溉導(dǎo)致的植物根部病害。
(2)養(yǎng)分含量監(jiān)測(cè)。通過(guò)分析土壤樣品,了解植物養(yǎng)分的實(shí)時(shí)需求,結(jié)合自動(dòng)化施肥設(shè)備,按照植物需要的養(yǎng)分比例和數(shù)量進(jìn)行精準(zhǔn)施肥。這有助于提高肥料利用效率,減少污染,促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。
(3)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。通過(guò)收集氣象數(shù)據(jù),如氣溫、濕度、風(fēng)速等,預(yù)測(cè)植物生長(zhǎng)狀況和病蟲(chóng)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)此調(diào)整灌溉、施肥策略,以促進(jìn)植物生長(zhǎng),降低病蟲(chóng)害發(fā)生概率。
(4)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至云端,實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物養(yǎng)護(hù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。養(yǎng)護(hù)人員可以根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),隨時(shí)了解植物生長(zhǎng)狀況,并根據(jù)需要調(diào)整灌溉、施肥方案。
(5)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的挖掘和分析,找出植物生長(zhǎng)與水肥需求之間的規(guī)律,為當(dāng)前和未來(lái)的養(yǎng)護(hù)管理提供依據(jù)。同時(shí),結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)趨勢(shì)的預(yù)測(cè),以便及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)策略。
在數(shù)字化技術(shù)在園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用中,智能植物模型與展示技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新且前景廣闊的應(yīng)用。智能植物模型和展示技術(shù)通過(guò)數(shù)字化的方式重建和模擬植物的生長(zhǎng)過(guò)程,為園林植物養(yǎng)護(hù)管理提供了全新的視角和工具。
2.4.1 植物生長(zhǎng)模擬
通過(guò)建立植物生長(zhǎng)模型,可以模擬植物在不同環(huán)境條件下的生長(zhǎng)過(guò)程。模型基于植物生理學(xué)、光合作用、碳循環(huán)等原理,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、土壤特性等因素,可以預(yù)測(cè)植物的生長(zhǎng)速度、生長(zhǎng)周期、葉片面積等特征,對(duì)植物生長(zhǎng)的更深入理解,有助于制定更精細(xì)化的養(yǎng)護(hù)策略。
2.4.2 植物健康監(jiān)測(cè)
智能植物模型與展示技術(shù)可以通過(guò)分析植物的形態(tài)、葉色、葉質(zhì)等特征,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物的健康狀況。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行對(duì)比,可以檢測(cè)出植物可能存在的病蟲(chóng)害、養(yǎng)分缺乏等問(wèn)題,這使養(yǎng)護(hù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理園林植物的健康隱患[4]。
2.4.3 虛擬景觀設(shè)計(jì)
智能植物模型與展示技術(shù)可以為園林景觀設(shè)計(jì)提供可視化的工具。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),養(yǎng)護(hù)人員可以在電腦或移動(dòng)設(shè)備上預(yù)覽和修改園林植物的布局、種類(lèi)、色彩搭配等參數(shù),有助于優(yōu)化園林設(shè)計(jì)方案,提高景觀設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性和美觀性。
2.4.4 全息展示和交互式展覽
智能植物模型與展示技術(shù)可以通過(guò)全息投影、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù),將園林植物以全新的方式呈現(xiàn)給觀眾。觀眾可以通過(guò)觸摸屏、手勢(shì)識(shí)別等交互方式與植物進(jìn)行互動(dòng),了解植物的生態(tài)環(huán)境、生長(zhǎng)過(guò)程和養(yǎng)護(hù)需求,提供了全面的教育、展示和娛樂(lè)體驗(yàn)。
在數(shù)字化技術(shù)在園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用中,植物識(shí)別與認(rèn)知是一項(xiàng)重要的應(yīng)用。通過(guò)數(shù)字化技術(shù),可以將植物識(shí)別和認(rèn)知的過(guò)程變得更加高效和準(zhǔn)確。
2.5.1 自動(dòng)化識(shí)別
通過(guò)利用圖像識(shí)別技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別。通過(guò)攝像頭或移動(dòng)設(shè)備拍攝植物的圖像,并使用植物識(shí)別算法進(jìn)行匹配和比對(duì),可以準(zhǔn)確地識(shí)別出植物的種類(lèi)和特征,對(duì)于大規(guī)模園林植物養(yǎng)護(hù)管理來(lái)說(shuō),節(jié)省了大量的人力和時(shí)間成本。
2.5.2 信息獲取和分類(lèi)
植物識(shí)別與認(rèn)知還可以幫助養(yǎng)護(hù)人員獲取植物的相關(guān)信息,如植物名稱(chēng)、分布區(qū)域、生長(zhǎng)需求等。通過(guò)識(shí)別完成的植物信息可以被整理和分類(lèi),形成植物數(shù)據(jù)庫(kù),幫助養(yǎng)護(hù)人員更好地了解不同植物的特點(diǎn)和需求,為養(yǎng)護(hù)工作提供依據(jù)。
2.5.3 病蟲(chóng)害識(shí)別
植物識(shí)別與認(rèn)知還能夠輔助病蟲(chóng)害識(shí)別。通過(guò)對(duì)植物葉片、莖干等特征的識(shí)別,可以準(zhǔn)確判斷植物是否受到病蟲(chóng)害的侵害,養(yǎng)護(hù)人員可以及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施,防止病蟲(chóng)害的蔓延和損害。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將為園林養(yǎng)護(hù)管理帶來(lái)以下重要變革,通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可以對(duì)植物生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害發(fā)生等進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)估,從而指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)人員采取相應(yīng)的措施,利用人工智能,可以自動(dòng)識(shí)別植物種類(lèi)、生長(zhǎng)狀態(tài)等,并提供相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方案。通過(guò)大量數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí),機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以自動(dòng)訓(xùn)練出識(shí)別病蟲(chóng)害的模型,可以幫助園林養(yǎng)護(hù)人員迅速準(zhǔn)確地識(shí)別不同病蟲(chóng)害,并及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施,此外利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),還可以預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害的發(fā)生概率和趨勢(shì),使養(yǎng)護(hù)人員能夠提前采取預(yù)防措施,減少病蟲(chóng)害對(duì)植物的損害。
利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),可以對(duì)不同的植物和環(huán)境因素進(jìn)行分析和建模,從而為園林景觀設(shè)計(jì)提供定量化依據(jù),使得設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)不同的需求,選擇最適合的植物和布局方案,打造出更美觀和可持續(xù)的園林景觀。通過(guò)植物生長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可以自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉、施肥等養(yǎng)護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)園林設(shè)施的智能化和自動(dòng)化控制,進(jìn)一步提高園林植物養(yǎng)護(hù)管理的效率和可持續(xù)性。
隨著物聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展,這些技術(shù)正在推動(dòng)園林植物養(yǎng)護(hù)管理實(shí)現(xiàn)更高效、智能化的目標(biāo),通過(guò)傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備和無(wú)線通信技術(shù),可以實(shí)時(shí)采集園林植物的生長(zhǎng)狀態(tài)、土壤濕度、光照、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接到云端,供養(yǎng)護(hù)人員遠(yuǎn)程查閱和分析,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,養(yǎng)護(hù)人員可以及時(shí)了解園林植物的健康狀況、養(yǎng)分需求等,從而采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。
遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)測(cè),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和視頻監(jiān)控等技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物的遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)觀測(cè)[5]。養(yǎng)護(hù)人員可以通過(guò)云端平臺(tái)遠(yuǎn)程查看園林植物的生長(zhǎng)狀況和環(huán)境狀況,同時(shí),遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)設(shè)施的遠(yuǎn)程管理,如遠(yuǎn)程操作灌溉系統(tǒng)、溫室控制系統(tǒng)等。
另外,物聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)還可以提高園林植物養(yǎng)護(hù)管理的響應(yīng)能力和決策效率。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),養(yǎng)護(hù)人員可以實(shí)時(shí)獲取園林植物的數(shù)據(jù)和信息,及時(shí)掌握植物的變化情況,并作出相應(yīng)的決策。此外,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),還可以通過(guò)云端平臺(tái)將養(yǎng)護(hù)人員、研究人員、專(zhuān)家等連接起來(lái),共享養(yǎng)護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)、病蟲(chóng)害預(yù)防措施等信息,加強(qiáng)協(xié)作和知識(shí)共享。
隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)和云計(jì)算將為園林養(yǎng)護(hù)管理帶來(lái)更高效、精確和可持續(xù)的解決方案。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園林植物養(yǎng)護(hù)管理所涉及的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整合,通過(guò)傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備和無(wú)人機(jī)等技術(shù)手段,可以實(shí)時(shí)采集大量的環(huán)境數(shù)據(jù)、生長(zhǎng)數(shù)據(jù)和害蟲(chóng)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和分析,形成龐大的數(shù)據(jù)集。
大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)可以幫助養(yǎng)護(hù)人員更好地了解園林植物的生長(zhǎng)特征和需求,通過(guò)分析和比對(duì)大量的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù),可以了解不同植物在不同環(huán)境條件下的生長(zhǎng)規(guī)律、養(yǎng)分需求等。這些信息可以為養(yǎng)護(hù)人員制定個(gè)性化的養(yǎng)護(hù)方案提供參考,從而最大限度地發(fā)揮植物的生長(zhǎng)潛力和美觀效果。通過(guò)建立養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)和決策模型,可以根據(jù)不同的養(yǎng)護(hù)需求和條件,生成最佳的養(yǎng)護(hù)方案。這些方案可以根據(jù)園林植物的生長(zhǎng)特點(diǎn)、環(huán)境參數(shù)和養(yǎng)護(hù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)決策的智能化和個(gè)性化。
綜上所述,數(shù)字化技術(shù)在園林植物養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展,并在提高園林植物的生長(zhǎng)質(zhì)量、節(jié)約資源、提高管理效率等方面發(fā)揮了重要作用。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,養(yǎng)護(hù)人員可以更好地了解植物的生長(zhǎng)狀況、養(yǎng)護(hù)需求和病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)等信息,提供針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)措施。與此同時(shí),數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展也帶來(lái)了更多的潛力和機(jī)遇,未來(lái)期待更加智能化、高效化和可持續(xù)化的園林植物養(yǎng)護(hù)管理解決方案的出現(xiàn)。