“互联网+”林业灾害应急管理系统建设及应用

刘宝明

（甘肃洮河国家级自然保护区管护中心，甘肃 卓尼 747600）

1 “互联网+”林业灾害管理系统

“互联网+”为基础的林业灾害应急管理系统是将物联网等多种新时代的计算机信息技术融合集成应用在林业灾害的预报预警、灾情监测以及应急防控工作之中。具体来说，“互联网+”技术就是将无人机航拍、遥感和地面建立的全方位立体的监测体系作为系统基础，辅以大数据分析、知识库、图像、信息发布、模拟技术和远程诊断等多种新技术的应用，完成对各种林业突发灾害的预防和应急处理的相关工作，建立一套以林业灾害作为工作目标、预警灾情为工作手段的快速传输灾情信息最终实现对林业灾害的快速评估应对的应急管理体系。互联网和大数据技术的加入使得林业灾害在预防和应急处理工作中能够获得事半功倍的工作效果，极大地降低了灾害造成的损失。另一方面来说，“互联网+”林业灾害的应急管理工作也可以看作是林业灾害的信息化管理、数字化处理和对林业灾害的应急决策技术支持等。

2 应用于森林火灾的“互联网+”应急管理系统

从整体的架构方面可以将“互联网+”在森林火灾中的应急管理系统分成数据信息、服务、应用和管理这4个不同的层次方面，并且可以再次将其细化为技术标准的规章制度、管理工作制度、数据信息的安全保障以及与之相关的国家和地方制定出的法规与政策。森林火灾的应急管理系统应当具有火灾风险预警、火灾实时报警、自动起火点定位、联动视频控制管理、无人机火情侦测以及投雾监控等多种功能。

2.1 功能结构

“互联网+”的技术在森林火灾的应急处理工作中，应当具有有效、间接的系统特点，从系统的功能效用当面分析，可以把整个系统拆分为桌面应用、移动应用和管理平台三部分。桌面应用可以为系统的管理员和用户提供无人机在森林中进行巡逻的轨迹监控，还可以向其提供实时火灾监控的交互功能；移动应用能够扩展用户的使用终端，可以在移动设备上同步得到监测数据；管理系统平台是系统的核心模块，可以再分成林火监控和配置管理两项子模块。

2.2 系统级联的架构

系统级联是基于联网网关来实现其功能的，同时支持告警事件、视频流、信令的级联。另外，联网网关需要遵循GB/T 28181-2011标准协议和相关的补充规定中相关内容。系统级联具有的功能主要有资源推动、云台控制、组织推送、录像的下载回放、告警事件收发以及视频预览等。级联网关还支持对用户权限的控制功能，支持可视化功能以查看应急处理系统的点位统计信息情况和联网情况。

2.3 系统的拓扑结构和组成

2.3.1 核心部分与边缘部分 核心部分是由林业中心的管理设备以及具有信息汇总功能的核心交换机共同组成的。边缘部分则主要是智能手机和摄像头等具备信息采集功能的终端设备，再加上汇聚层交换机和基站等为代表的入网设备来组成的。

2.3.2 前端系统、指挥系统、传输系统 前端系统是以森林地区的现实条件为基础，在此之上所布置的高清网络摄像设备、双光谱重型云台—红外热成像一体化摄像机、扩音设备、手持移动设备和供电设备来组成的。传输系统则是以无线信息传输设备为主，指挥系统也称为后端系统，包括森林火灾预警监控管理系统以及基于GIS技术的应急指挥中心系统、存储设备和中央大屏等。

2.3.3 其他组成部分 森林火灾的应急系统还需要有解码现实设备、控制设备、存储设备以及系统的承载服务器等。在森林火灾的应急管理系统中，扑火应急指挥管理服务器、中间数据的数据库、管理中心服务器、视频储存、客户终端以及电视大屏等。指挥中心可以在内部实现对图像和视频资料的统一调度管理，汇聚全部图像资源，可以说是监控系统核心所在。

3 森林中有害生物的监测控制系统

3.1 中心系统监测平台的建设

林业部门的有害生物监测中心系统数据处理平台主要承担了信息数据中心的重要作用，为林业部门的工作人员提供数据信息分析处理和储存的系统功能。除此之外，还包括以下功能。

3.1.1 基础信息管理功能基础信息的管理功能，即对于系统中的一系列基础数据进行维护和监管服务的集成功能，实现“中心—林区”的管理模式架构。同时将各个监测点采集到的人员、区域和报警信息数据情况进行统一集中的展示。

3.1.2 GIS系统管理功能 GIS系统的管理功能主要是针对森防区域中的地理相关信息进行定位，并且可以从任意一个区域都能选中进入对应的监测点，方便监测。

3.1.3 统计分析功能 统计分析功能可以将林区中不同区块内部的设备点位的数量和区域基本环境、有害生物的监测点信息进行统计定位，向管理人员提供数据报告。

3.1.4 物联监控管理功能该功能涵盖了林区监测数据的传输和实时数据的监测功能，使用该功能模块能够对林区的有害生物情况、林区环境信息、分时段的林区管理维护和分类数据的传输功能等进行管理，对于不同类型与用途的数据信息提供模块化的维护管理方式，既可以独立操作，也能够统一整合管理，方便对有害生物的治理方案制定。

3.1.5 远程操控功能 借助移动终端和无线网络，能够实现对系统的远程控制，比如设置诱虫灯的工作时间与工作时长、远程遥控监控设备的缩放与旋转等。

3.1.6 移动监测功能 在林区中进行实地踏勘工作时，可以使用智能手机等移动终端来实现信息的监测功能，并且将监测数据传输回中心平台，实时进行信息的交流与沟通。借助手机端App。一方面，可以使用手机将监测信息进行实时的录入，拍摄监测点的环境信息；另一方面，手机端App能够随时随地对监测区域的情况进行实时的查看，使工作人员及时了解监测区域的病虫害情况和作物生长状态等信息。

3.2 现场环境的监测设备

现场监测设备可以通过搭建的系统平台在第一时间传回至管理中心，为后续的病虫害防治工作方案提供数据支持。

3.2.1 虫情监测设备 该主要是通过其内置的超高清摄像头来拍摄接虫带中的虫体，并且利用很多害虫本身的趋光性来完成诱杀。在工作时会将实时照片传输至管理中心的平台上，以便于将害虫的数量与种类情况进行统计和分析，进而搭建出本林区的有害生物数据库。

3.2.2 联网杀虫灯设备也被称作远程控制杀虫灯和频振式联网杀虫灯，是一种新型的物理原理杀虫设备。其作用原理是通过发出的亮光完成区域内害虫的诱杀，该设备不使用杀虫剂，对于林区的环境污染小，作用害虫的种类广泛，是非常具有应用前景的一种杀虫设备。

3.2.3 气象站相关设备主要是针对森防区域的内部环境气象相关指标，比如空气温湿度、降水量、紫外线辐射、风速/风向的数据信息进行收集分析，建立无线综合气象监测站。

3.2.4 无人机设备 无人机的使用是为了能够对林业区域中的各类有害生物进行实时、机动性地监测和拍摄功能。

4 林区野生动物的疫病疫源监测追踪系统

4.1 前端数据信息采集的子系统建设

该系统的功能是每日负责将监测到的巡护GPS数据、报检记录信息、日常系统检测情况、野外动植物样本信息数据和视频图片信息资料等信息进行汇总，并统一将其传输给管理系统后台中的子服务系统。所谓的前端信息数据采集设备就是指手持式无线传输野外信息采集仪，能够将嵌入式手持系统内的矢量地图进行快速的显示与存储。在进行林区的实地监测工作时，监测人员可以借助具有GPS功能的移动平板电脑等设备进行数据的信息化采集，并且动态定值数据信息，将其实时传输给具有野生动物疫病疫源检测追踪功能的服务器后台中。通过这种方式能够有效改善过去纸质信息记录在野外的丢失与破损情况，保证野外的监测工作能够保质保量的完成。

4.2 提供后台服务的数据子系统建设

对于野生动物的疫病疫源信息监测管理系统的后台子服务系统，既需要对前端传输回的一系列野外数据信息进行管理和存储，还需要向前台的应用子系统实时提交包括数据信息服务、安全认证服务以及信息分析服务等多种功能在内的流程化标准服务接口。与此同时，后台服务的子系统能够借助互联网技术实现全国性的数据信息共通交流，采集到的信息数据可以由各级的监测站逐级进行编码整理和数据上报。对于采集到的野生动物信息数据，能够向各个单位提供其质量与内容有关的多项基础信息，以便于各地的林业部门对其数据信息进行科学合理的组织管理和运行维护，方便全国的用户检索其需要的资料信息，也有利于管理员对数据进行处理和转换等。

4.3 前台的应用子系统建设

4.3.1 系统功能结构 野生动物疫源疫病监测前台应用子系统主要应该包括9类功能，分别是动物图鉴、疫情监测报告、监测信息快报、疫情查询、报检记录、数据分析、监测站疫情监测报汇总、野外样本采集和站点管理。

4.3.2 系统主要功能 监测点站址选择需要突出野生动物区域特点，如，野生动物集中分布区或集中驯养繁殖场所、重要栖息地、迁徙通道中重要的食物补充地、人口密集分布区和野生动物重要栖息地的结合区等。野外监测采取点面结合的监测方式，分线路巡查和定点观测两种方法开展监测。对各级监测站点监测工作中发现的野生动物行为异常和异常死亡情况、采样信息与疫情上报都生成监测信息报告，分日报、月报、年报和快报。该系统利用物联网技术、GPS技术、GIS技术、遥感技术进行系统建设，通过手持设备PC端的方式，提高数据采集准确度和精度。