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智慧林草“一张图”平台核心技术架构及实战应用研究

发布时间:2026-04-12 作者:小编 来源:网络 点击: 字号:

  

智慧林草“一张图”平台核心技术架构及实战应用研究(图1)

  随着林草事业高质量发展需求的提升,传统 “人工巡护+经验决策”的管理模式已难以适配新时代林草资源精细化、全周期管控要求。智慧林草“一张图”平台以“数据驱动、技术赋能、场景落地”为j9.com官网核心,整合林草全领域数据资源,构建标准化、智能化、一体化的管理载体,实现林草资源“空天地人”一体化监测、精准化管控、科学化决策,是推动林草信息化向智慧化转型的关键支撑,对筑牢生态安全屏障、助力“双碳”目标实现具有重要意义。

  智慧林草 “一张图”平台的核心竞争力在于多技术融合应用,构建“数据整合—立体监测—智能分析—多端应用”的全流程技术体系,各技术模块协同联动,保障平台高效、精准运行,具体可分为四大核心技术板块。

  数据是 “一张图”平台的基础核心,平台通过标准化整合技术,打破林草各业务领域“数据孤岛”,构建统一的数据资源池,为后续智能化应用提供数据支撑。

  数据整合范围涵盖四大类核心数据:一是林草资源本底数据,包括森林、草原、湿地、野生动植物、沙化土地等资源的调查数据,重点整合树种组成、郁闭度、植被覆盖度、栖息地范围等核心指标;二是调查监测数据,整合卫星遥感、航空摄影、无人机巡查、地面传感器等多渠道监测数据,实现宏观、中观、微观监测数据的无缝衔接;三是业务管理数据,涵盖规划设计、采伐审批、灾害防控、生态修复、碳汇核算等日常业务数据,确保管护流程可追溯、可监管;四是外部关联数据,整合气象、水文、行政区划、国土空间规划等数据,为林草管理决策提供多维度支撑。

  数据标准化处理遵循 GB/T 38597—2020、LY/T 1662.1—2015等国家及行业标准,统一数据分类编码、格式规范和质量要求,通过数据清洗、转换、融合等技术,消除数据冗余、冲突和缺失,构建“空间数据库+属性数据库+元数据库”的三元数据结构,采用PostgreSQL+PostGIS开源数据库实现数据统一存储,确保数据的真实性、准确性和时效性,实现“一数一源、多源校核、动态更新”。

  构建立体监测网络是平台实现全范围、无死角管护的核心支撑,通过空基、地基、人基多维度监测手段融合,实现林草资源变化的实时感知、精准捕捉。

  空基监测以国产卫星和无人机为核心:卫星监测依托高分一号、高分二号、资源三号等国产卫星,实现林草资源宏观监测,森林覆盖率更新精度达 98%以上,草地退化监测误差控制在3%以内,可快速掌握大范围林草资源动态变化;无人机监测搭载多光谱相机、热成像设备,重点应用于重点区域(自然保护地、生态敏感区)巡护,1小时可覆盖50平方公里林区,重点区域巡护分辨率优于0.1米,可精准识别病虫害、非法采伐、火情隐患等局部异常。

  地基监测以物联网终端为核心,部署土壤墒情传感器、微型气象站、视频监控、红外相机等设备,年采集数据超 10亿条,实现气象参数、土壤状况、植被生长等指标的实时采集;同时搭建“电子围栏”系统,24小时追踪林区人车轨迹,违规入侵响应时间小于5分钟,筑牢林区安全防线。

  人基监测以管护人员和公众为主体,护林员通过移动端终端实时上报巡护数据,结合 AI语音识别技术提升事件录入效率,降低野外作业强度;开放公众举报入口,形成“全民参与、协同监管”的良好格局。

  智能化分析是平台实现 “智慧决策”的核心,依托大数据处理引擎、人工智能分析引擎,对整合后的多源数据进行深度挖掘,实现异常识别、趋势预判、科学决策,提升林草管理智能化水平。

  AI智能识别技术重点应用于野生动物识别、病虫害监测等场景,通过深度学习算法训练,东北虎、朱鹮等珍稀野生动物识别准确率达95%以上,松材线虫、美国白蛾等重大林业病虫害识别响应时间从传统3天缩短至1小时,实现异常情况快速发现、及时预警。

  趋势预判技术结合气象数据与植被生长模型,每日生成火险等级分布图,预警准确率超 90%;通过NDVI(归一化植被指数)变化阈值分析,自动提取林草资源变化区域,提前发现植被退化、非法占用、湿地萎缩等问题,为精准管护提供支撑。

  空间分析技术依托空间数据引擎,实现空间叠加分析、缓冲区分析、网络分析等功能,可快速规划扑火路线、测算过火面积、划定生态保护范围,为灾害处置、规划设计等决策提供科学依据,提升决策效率和精准度。

  平台采用模块化、微服务架构,支持 Web端、移动端、大屏端多终端联动适配,满足不同用户、不同场景的应用需求,实现“随时随地管林护草”。

  大屏端主要应用于指挥中心,实时展示林草资源分布、监测动态、灾害预警、巡护轨迹等信息,实现 “一屏统揽、全域管控”;Web端面向管理人员,提供数据查询、统计分析、业务审批、报表生成等功能,支撑日常办公高效开展;移动端适配基层护林员野外作业需求,支持地图浏览、现场上报、离线操作,联网后自动同步数据,有效解决偏远山区信号差、数据难上传的痛点。

  同时,平台采用 RESTful、SOAP等标准化接口,支持与林草物联网平台、政务服务平台、业务管理系统的互联互通,实现数据共享和业务协同,符合GB/T 46012—2025《林草物联网 体系结构和接口要求》相关规范,提升林草管理整体协同效率。

  结合国内各级林草部门平台建设与应用实践,选取 3个典型案例,从不同应用场景出发,分析“一张图”平台的落地成效,为行业应用提供实践参考。

  (一)案例 1:山西桑干河杨树丰产林实验局——“天空塔地”一体化防火应用

  山西桑干河杨树丰产林实验局林地面积广阔,冬季气候干燥,森林防火压力突出,传统防火模式存在监测范围有限、响应效率低下等问题。依托智慧林草 “一张图”平台,该局构建“天空塔地”一体化防火体系,实现防火工作从“被动应对”向“主动防控”转型。

  平台整合林区地形、火险等级、监测塔位置、护林员轨迹、应急物资分布等核心数据,在指挥中心大屏实现 “一张图”可视化展示。通过237架无人机、33座监测塔、200座视频卡口协同发力,构建全方位监测网络,无人机实现大片林区快速巡护,监测塔实时传回现场画面,“电子围栏”严防违规进山。

  火情处置过程中,平台可快速锁定火点位置,自动调取周边护林站、应急队伍、水源等资源信息,科学规划扑救路线,实现 “早发现、早处置、早扑灭”,火情处置响应效率提升60%以上;同时联动应急演练,通过平台模拟火情场景,优化救援方案,实现防火工作智能化、闭环化管理,有效筑牢林海安全防线:山东费县——县域级智慧防灭火与资源管控应用

  平台整合全域 440平方公里基础地理信息、隐患台账、防控责任体系等要素,构建电子沙盘“一张图”,实现“一图观全域、一账清家底、一键调资源”。部署1300余路视频监控,搭载烟点识别、人脸识别技术,实现火灾隐患自动预警、高危人群精准追踪;通过“一张图”落实四级网格化管理,管控护林员巡护轨迹,确保巡护工作全覆盖、无死角。

  火情发生时,平台可在 10分钟内锁定火点位置,科学测算过火面积,调取周边应急资源,制定最优扑救方案,确保1小时内处置火情,有效降低火灾损失。该平台的应用,形成“监测—预警—处置—反馈”的闭环流程,打造了县域级智慧林草管理的可复制、可推广样板。

  在生物多样性保护方面,平台整合 “空天地人”一体化监测数据,结合红外相机和AI识别技术,自动识别保护区内珍稀野生动物,实时追踪其活动轨迹,建立野生动物资源数据库,为保护方案制定、栖息地修复提供精准数据支撑;在碳汇核算方面,平台整合森林资源本底数据、生长监测数据,采用标准化碳汇核算模型,实现碳汇量精准估算,生成详细的碳汇核算报告,为碳汇交易、生态补偿提供数据支撑,助力“双碳”目标实现。

  同时,平台开放公众服务接口,开展野生动植物保护科普宣传,接收公众举报,形成 “专业管护+公众参与”的协同保护格局,提升保护区生态保护水平。

  智慧林草 “一张图”平台通过多技术融合应用,有效破解了传统林草管理中的诸多痛点,实现了林草资源从“经验管护”向“数据管护”、从“粗放管控”向“精准管控”、从“被动应对”向“主动防控”的转型。核心技术的落地应用的,为林草资源保护、灾害防控、生态修复、碳汇管理等工作提供了科学支撑,推动林草事业高质量发展。

  未来,随着大数据、人工智能、物联网等技术的不断迭代,智慧林草 “一张图”平台需进一步优化技术架构,完善数据整合机制,拓展应用场景,提升智能化水平,同时加强跨区域、跨部门协同联动,推动林草智慧化管理再上新台阶,为筑牢生态安全屏障、实现“绿水青山就是金山银山”提供更加强有力的科技支撑。

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