從數字林業邁向智慧林業
來源:中國林業網 更新時間:2019-06-14

今年是林業信息人10周歲生日。遙想2009年在北京第一屆全國林業信息化工作會議上賈治邦局長吹響了林業信息化建設的沖鋒號,至2019年在上海召開的第六屆全國林業信息化工作會議上張建龍局長再次吹響林業信息化高質量發展的號角,歷時10年,我作為一名參與者和實踐者,見證了全國林業信息化跨越式發展的歷程,鼓舞著我不斷地去創新和探索,迎接信息技術革命一次次浪潮的挑戰,成為立足潮頭的弄潮兒之一。在今年特殊的日子里,作為林信人我倍感心潮澎湃,也為迎接未來信息技術的挑戰信心百倍。

(一)起步數字林業

回顧全國林業信息化10年來的建設過程,在國家林業局信息辦的領導下,立足于國際信息技術發展的潮流,注重頂層設計,堅持“規劃引領、標準先行和自上而下”的科學建設過程和“由點到面”的科學工作方法。1998年國際上提出“數字地球”概念,我國也提出“數字中國” 建設目標,面對這樣的國內外趨勢,國家林業局啟動了“數字林業”的建設工作。全國林業系統掀起了“數字林業”的建設高潮,各部門以林業資源為管理對象,依托地理信息系統,建設全國林業“一張圖”的地理信息平臺。根據這一工作部署,上海市林業局以第八次全國林業資源調查為抓手,針對上海林地資源稀缺的特點,制定了資源調查細則,通過每年的航空遙感影像和解譯出的林地矢量圖,通過開發的移動PDA進行空間定位和小班調查,實現了今天林業資源的年度連清。同時,通過GIS系統進行年際之間的比較分析,及時掌握林地資源的變化情況,為林政執法和區域領導生態環境保護工作績效考核提供了科學量化依據,真正打開了決策者、管理者“心中有數”的精細化管理工作局面。
2005年,以北京東城區網格化管理為模板,拉開了上海市城鄉一體化實施網格化管理的序幕。城市精細化管理模式覆蓋了全市所有的城鄉區域,通過運用系統論、控制論和決策論的方法構筑了林業專業網格化管理系統,將日常的有害生物巡查、林地巡查、野生動物保護巡查等工作梳理成管理部件和事件,再造了“發現、立案、處置、核實和銷案”的閉合管理流程, 為上海每一片林地、每一排四旁樹、每一寸綠色的守護、城市生態環境的改善和定量估算提供了科學支持。

上海市位于濱海河口區域,濕地資源豐富,上海崇明東灘鳥類自然保護區是國家林業局掛牌的國家級自然保護區,為有效保護和監測環太平洋鳥類的棲息地,我率領信息中心團隊,經過多年的前期研究,在2010年建成了“崇明東灘保護區視頻監控系統”。該系統以防止鳥類被偷盜偷獵和鳥類觀測為目標,結合保護區的自然生態環境特點,采用風光互補技術作為綠色能源,利用全向天線構筑了寬帶無線傳輸網絡,選擇了符合1080P標準的廣播級高倍攝像頭和帶穿霧技術的攝像頭,自主研發了高精度云臺和地理信息系統聯動的精確定位系統,解決了鳥類跟蹤和棲息點定位分析的難題。系統運行近10年,為記錄分析候鳥的遷徙規律,打擊偷盜偷獵國家珍稀瀕危鳥類發揮了巨大作用。

(二)邁向智慧林業

2008年,以美國國際商用機器公司(IBM)為代表提出了“智慧地球”的概念,美國、歐盟、新加坡等國家相繼提出智慧城市建設。隨之我國亦提出了智慧城市建設的戰略,國家林業局在“十二五”提出了“智慧林業”建設目標。上海市林業局在“十二五”和“十三五”信息化規劃中明確了至2020年實現“智慧林業”的目標,重點圍繞“云、物、移、大、智”技術的應用,通過林業“三防(防火、防有害生物和防疫源疫病)”、智慧公園、智慧保護區和生態定位監測等信息化項目,進一步提升林業信息化水平的建設任務。

2015年,在我和同事的努力下,基于“云計算”技術的“上海市城市空間地理信息共享交換平臺”投入運行,擁有17個部門156個圖層的空間地理信息進入平臺共享,能提供多元的城市基礎地圖信息,如歷年的地形圖、遙感影像圖和真實三維地圖。同時各類專業圖層提供了宏觀、中觀和微觀不同層面的信息,如宏觀的總體規劃、控詳規劃;中觀的區域環境質量、綠地林地資源分布;微觀至每一棵樹、每一幢建筑和每一個污染源排放口都可以進行查詢和信息共享。上海林業的“一張圖”成為了全市“GIS云”平臺的重要組成部分。

隨著無線寬帶3G和4G技術的發展,如何運用互聯網思維構建林業管理和服務成為我和團隊共同探索的內容。尤其讓我印象深刻的是,2016年國家林業局在上海復旦大學舉辦的以“互聯網+林業”為主題的CIO培訓班,我作為班長除了做好上海東道主的服務工作外,更是接受了如何建立互聯網思維,運用互聯網思維構筑林業的管理和服務的培訓。四天的培訓是短暫的,但怎樣運用學到的知識結合至日常的管理之中,卻是今后一段時期需要去不斷探索的工作。為此,在后續的工作中,我們開發了“有害生物監測APP”“禽流感監測APP”“公園景區網格化管理和績效考核APP”等小程序,方便管理者及時發現和上報問題和處置問題。在公眾服務領域,我們開發了融合公園智能導覽、救助、動植物知識、門票手機支付等一體的微信小程序服務于游客;對優質林果產品,通過建立信得過果園地理標志追溯系統服務于顧客;通過發布“動態生態質量APP”和線上“鳥類博物館”服務于市民,使林業管理和服務插上了互聯網翅膀。

根據國家林業局提出的“天、地、人、林”全面感知物聯網的架構,我們在分析研究上海市林業和物聯網技術現狀的基礎上,在上海林業“三防”項目中建設了“智能防火識別系統”,通過煙火自動識別,提升森林防火的預警防控能力;在智慧公園項目中建設了“游客量監測系統”“生態監測系統”,通過視頻和WiFi嗅探傳感器進行游客量動態實時分析;通過氣象、水質、土壤和噪聲等傳感器,動態采集實時信息并發布空氣質量、水質質量、環境噪聲、土壤等生態信息,通過對14項生態服務指標的監測和模型計算,計算出上海林業每年創造125億多元的綠色生態服務價值,充分體現林業為上海生態文明建設的貢獻;在智慧濕地保護區建設項目中,運用震動光纜和視頻識別作為邊界和道路入口傳感器,及時感知非法逾越者和發出定向違法違規警告。引入無人機和無人船為載體加載視頻和環境傳感器,開展濕地保護區動態影像調查和生境監測,從而形成“天網、地網和人網”相融合的林業立體感知網絡。

為迎接新一代人工智能技術革命潮流的到來,我們開始組織團隊探索和研究新一代人工智能在林業領域的應用方向,在鳥類保護區嘗試鳥類圖像識別技術研究工作;在公園運用“人臉識別”技術解決游客當日二次入園問題;運用圖像智能分析技術和廣播系統聯動,對公園和景區危險區域建立周界跨越告警提示系統;通過土壤和氣象溫濕度的感知監測與自動噴灌系統智能連接,實現植物澆灌的精細化管理;開發建設了智能共桿,集成了照明、廣播、無線WiFi、攝像、信息發布和SOS救援等功能,實現了對照明和廣播的智能化集控。

未來數據資源的利用和開發,將決定著行業管理和服務的水平。上海市林業局在國家林業局和上海市政府大數據戰略行動的推動下,正在著手設計上海林業大數據平臺。同時,結合 “十三五”期間智慧林業建設項目的落地,依托上海市政府統一構建的電子政務云平臺,嘗試建設林業綜合業務、智慧保護區和智慧公園大數據雛形平臺,初步形成了若干大數據分析原型系統,為林業大數據平臺的建設提供了技術支撐。

在全國林業信息化全面推進十周年之際,恰逢第六屆全國林業信息化工作會議在上海召開,上海榮幸成為會議的主辦地,我作為東道主,倍感興奮和驕傲。除了積極配合國家林草局信息辦做好各項工作外,更讓我欣慰的是上海林業信息化十年來取得的成績得到了國家林草局的高度肯定,但同時也感到自己的使命所在。國家林草局每年為我們提供的新技術輸血(林業CIO培訓班)機會,讓我看到了信息技術發展的日新月異,此次會議所提出的“深化智慧化引領,推動高質量發展”的主題,讓我感到我們林信人未來提升空間的廣闊。

經過十年不斷探索,更讓我清醒地認識到,信息化工作并不是一蹴而就的,而是永無止境的。智慧林業的打造,既需要我們對各類技術有準確的認識,在建設過程中更認識到技術的迭代性和層次性,即以云計算為技術基礎,物聯網為技術手段,移動互聯網為技術方式,大數據為技術方法,新一代人工智能為技術目標。只有遵循科學的發展規律、扎實的工作態度、不斷進取的求知精神,才能擁抱一浪高過一浪的信息技術革命浪潮,迎接新技術的挑戰。大數據和新一代人工智能是林業信息化未來10年乃至更長時期的主要技術方向。大數據分析呼喚動態、鮮活、足夠量的數據資源支撐,新一代人工智能技術更需要以大數據為基礎加深度學習的方法才能使我們的林業管理更智慧、林業服務更親民。雖然自己的年齡已經不能再繼續走完林業信息化未來10年的職業生涯,但在自己有限的職業生涯中我將不斷創新林業信息管理和技術,共同邁入林業新一代人工智能時代。



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