秦岭林业有害生物天空地一体化监测预警平台研究

郭晖 任博文 谢毓芬 陈鹏 黄昱

摘要：随着社会经济的发展，林业资源在社会经济中的作用日益凸显。但是在林业生产中，有害生物的存在严重威胁森林安全，影响林业效益，为此林业有害生物防治工作逐渐受到人们的关注。天空地一体化监测预警平台作为目前林业有害生物防治中常用技术之一，文章通过分析天空地一体化监测预警平台的原理和优势，探讨了其在秦岭林业有害生物中的应用情况。

关键词：天空地一体化监测预警平台遥感技术信息传输有害生物指挥决策

中图分类号：R857.3文献标识码：A   文章编号：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

林业作为陆地生态环境的核心，一直以来都有着“环境主体”的称号。在社会经济发展的新时期，人们环境认识不断提高的同时，对森林系统的经济性、持续性越加重视。有害生物作为影响林业经济的主要因素，这里针对秦岭林业有害生物进行防范和治理是整个林业工作的重点所在。这其中，有害生物监测预警平台起了很关键的作用，不仅降低了后期成本，而且大大提高了经济效益和治理效益[1]。在具体操作中，通过推进有害生物天空地一体化监测预警平台的应用，强化岗位培训，建立技术精湛、稳定性的工作队伍，依靠先进的技术和质量管理措施提高监测数据真实性、准确性和指导性，进而推动林业持续稳定发展。

1 天空地一體化监测预警平台概述

随着我国卫星技术的越来越发达和无人机技术的不断进步，运用卫星遥感技术、倾斜摄影技术、地面传感器相结合的方式对森林有害生物进行天空地全方位、立体化检测越来越被业界研究人员重视和青睐。在秦岭有害生物监测预警平台应用中，利用卫星遥感技术对其地理位置进行宏观监测，利用检测结果形成卫星地图，再由无人机航拍技术对林区地形进行三位数字模型处理，利用传感技术对有害生物的种类、大小以及位置进行实时在线监测，能够细致入微的观察到林业有害生物的种类以及分布范围，进而有计划、有针对的开展病虫害防治[2]。

1.1 卫星遥感技术

1.1.1卫星地图

森林有害生物监管工作，从管理的角度出发分析，就是要摸清楚有害生物的分布范围、种类、数量以及生存规律，周边是否存在敏感区域以及方便有害生物繁衍的树种。随着我国生态建设事业的迅速发展，我国森林面积不断扩大，但是全国不少地区的林业存在生态脆弱的现象，秦岭地区也是如此。在具体工作中，按照行政区域、地形条件、流域分布图，将每一个森林有害生物区域在地图中标注出来，从抽象理论数据、表达以及到只管具体的色彩图片，高分辨率卫星遥感技术的应用成为森林有害生物的主要监管措施，特别是重点库的管理更是为有害生物监管提供更多样的形式模式。根据地面监测的信息情况，结合高分辨率遥感数据构建重点信息库，进行有针对性的排查，进而有害生物的分布区域直观地反映在卫星地图上[3]。

1.1.2有害生物演变

利用高分辨率的遥感卫星技术作为秦岭林业有害生物监测预警的底图，通过这种技术直观的反应有害生物分布区域的地形地貌，这样能够帮助林业监管部门对重点区域定时开展有针对性的排查，及时展开监管和有害生物防治行为。通过卫星遥感技术获得有害生物的模糊地形数据和正射影像图数据，可以将区域模型数据叠加到三维模型上，通过对林区有害生物变化情况进行分析，将其模拟形成三维可视化图形。

1.2 无人机倾斜摄影技术

基于无人机倾斜摄影技术进行三维模型建立已经在林业有害生物防治、矿山工程、道路建设、水利工程、校园三维模型构建等领域被广泛的应用，且积累了大量、丰富的工作经验和技术经验。但是在秦岭林业有害生物监测预警中应用较少，仍未被广泛的尝试。本项目利用无人机倾斜摄影技术对秦岭林业有害生物进行三维模型构建，通过三维模型构建与演示方式将秦岭林业有害生物预警的虚拟现实之中，查看三维仿真模型能及时发现有害生物存在地区、分布范围、种类以及危害性，其缩放、旋转以及漫游功能的应用，使得有害生物种类、变化规律得到有效的现实，大大提高了防治效率。

1.3傳感实时在线监测预警

在遥感卫星数据和无人机航拍三维模型技术应用的基础上，按照国家有关标准对秦岭林业有害生物进行在线监测，利用在线监测系统相关数据结合地图以及三维模型技术更加精准的绘制出林业有害生物监测和预警技术。有害生物相关数据采集完成之后，在国家相关政策指导下对有害生物监测数据预警阈值集中设置，当检测数据超过预警阈值的时候，能及时进行自动报警，并且通过短信、邮件以及电话的方式通知区域管理人员进行防治[4]。

2 天空地一体化监测预警平台在秦岭林业有害生物防治中的作用

现如今，随着我国林业发展水平的提高，有害生物发生情况越来越严重，如果不能及时有效的对这种局面进行纠正，必然会影响林业持续稳定发展。秦岭地区的林业作为西部乃至全国国民经济发展基础产业的基石，承担着优化区域环境、促进周边经济发展的双重使命。现如今，秦岭地区有关林业部门正在努力获取开展有害生物防治和监测预警平台研究，通过获取国家发展基金和当地政府部门的相关发展资金，对有害生物进行全过程、全方位的防治。作为预防工程的基础，天空地一体化监测预警平台的应用十分必要，是相关部门防治有害生物的有力手段，具有无法替代的重要作用。

3秦岭有害生物天空地一体化监测预警平台的应用与构建

秦岭地区林区面积大、森林树木种类繁多以及地形变化比较大的因素，导致区域病虫害种类繁多，由于这些有害生物存在多样性、多变性以及环境条件复杂性的影响，有害生物防治工作的开展面临许多的问题。为了有效防控秦岭地区林业生物灾害、维护生态安全，当地林业部门将工作中点放在提升林业装备水平，利用现代化技术和装备保护与修复林业生态环境。在此基础上，配备了一系列具有林区特征的水、陆、空巡护交通运输工具，推进了林业卫星重点项目的建设，构成了天空地一体化监测预警平台评估体系[5]。

3.1高智能检测基站

高智能检测基站在应用中主要是采集有害生物的图像、文字、视频等材料，通过相应软件将这些数据进行处理和汇总，及时掌握林业有害生物的发生情况，出现区域，提供实时数据和分析结果，给防治工作的开展提供参考和建议。

3.2虫情测报设备

虫情测报社杯主要是以不锈钢材料为主，通过这种设备自动诱杀、捕杀和收集各类害虫，满足林业有害生物预测、预报以及标本采集的需要。

3.3小气候采集系统

小气候采集系统在应用中主要是采集土壤温湿度、空气温湿度、二氧化碳、空气温湿度等环境参数，数据可自动上传到云平台，实现林业环境实时在线监测。

3.4测报数据采集终端

测报数据采集终端在应用中主要设有昆虫名称、植物病害名称、采集时间、地点、经纬度、分类数量、植物名、统计方法信息等项目，可随时录入，存储病虫的数据资料，满足林业病虫害统计需要。

3.5远程诊断终端

集成林业病虫害及环境监测设备，可在WEB端或手机APP端实时查看环境、虫情、病害信息，并提供专家指导[6]。

3.6昆虫识别软件

配备适用林间工作的工具，方便进行野外林间病虫害的测报工作。见虫APP是一款拍照识别昆虫软件，提供包括昆虫的名称、形态特征、地理分布、生活习性、防治要素等信息。

3.7远程监测设备

远程实时监测林区内发生的盗伐林木和损毁林业资源现象，还可以准确监测、记录和诱捕森林里的害虫。

3.8其他设备

在天空地一体化监测预警平台构建的时候，其他设备还包含了无人机监测设备、影像采集设备、解剖镜、望远镜等。

4 结语

总之，秦岭林业有害生物天空地一体化监测预警平台的应用不仅能及时掌握秦岭地区林业病虫害的发生时间、发生规模、发生范围以及危害程度，对有害生物的发展趋势进行准确科学的判断，为防治工作的开展提供科学有效的依据;而且能及时、及早地发现林业疫情和危害性，及时预警、果断防治，避免疫情的进一步扩大和蔓延，保证林业健康发展。

参考文献

[1]兰玉芳，石小华，李宏韬，等.基于开源GIS的森林资源监测智慧云平台构建[J].林业资源管理，2020（5）： 131-137.

[2]沈利荣.基于GIS的森林小班变化遥感影像对比判读系统的研建[D].北京：北京林业大学，2019.

[3]代劲松，何伟平，宋盛.基于ArcGIS的森林资源动态监测工具开发——以浙江省龙泉市为例[J].安徽农业科学，2019，47（15）：114-117，137.

[4]周安会，王传强.关于加强林业有害生物防控体系建设的建议[J].中国科技投资，2019（6）：241-244.

[5] 李左玉.营林技术在林业有害生物控制中的效果分析——以寿宁县为例[J].林业科技情报，2020，52（1）：82-83，86.

[6]邓婉，喻锦秀，孙凯，等.林业有害生物监测社会化服务模式初探——以湖南省湘乡市为例[J].中国森林病虫，2020，39（3）： 40-43.

作者简介：郭晖（1978—），男，本科，工程师，研究方向为森林保护。

通信作者：任博文（1983—），男，硕士，高级工程师，研究方向为森林保护，E-mail：2994453456@qq.com 。

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