森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

建設(shè)背景

我國是世界上林業(yè)病蟲害危害為嚴(yán)重的國家之一。林業(yè)病蟲害年均發(fā)生面積1.78億畝，造成4000多萬株林木死亡，材積損失2500萬立方米，直接經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失高達(dá)1100億元，已嚴(yán)重威脅森林、濕地、荒漠三大生態(tài)系統(tǒng)安全。目前，加強(qiáng)森林病蟲害的防治已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)保的重點(diǎn)。

林業(yè)病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)是病蟲害防治的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)林業(yè)測報(bào)工作以人工調(diào)查為主，整個(gè)業(yè)務(wù)流程存在涉及單位多、數(shù)據(jù)處理量大、時(shí)效性差、信息傳輸方式不規(guī)范、表達(dá)方式單一、核查驗(yàn)證手段少等缺陷，已不能滿足工作和生產(chǎn)需要。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)字化手段對林業(yè)病蟲害進(jìn)行智能監(jiān)測已成為新的防治途徑之一。

系統(tǒng)介紹

建設(shè)森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)合項(xiàng)目所在地森林物種特點(diǎn)，利用人工智能技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，通過聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)測，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”。

系統(tǒng)由遠(yuǎn)程拍照式蟲情測報(bào)燈、智能孢子測報(bào)設(shè)備、林間綜合氣象監(jiān)測站、智慧性誘測報(bào)設(shè)備、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)、森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警平臺組成。用戶可以通過移動端和PC端隨時(shí)隨地查看系統(tǒng)信息，遠(yuǎn)程操作相關(guān)設(shè)備，并進(jìn)行系統(tǒng)管理，對每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境、氣象、病蟲狀況、林木生長情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

系統(tǒng)可自動完成蟲情信息、病菌孢子、氣象信息的圖像及數(shù)據(jù)采集，通過遠(yuǎn)程無線傳輸，自動上傳至云服務(wù)器，實(shí)時(shí)存儲及顯示蟲情、病菌孢子圖像，并通過圖像信息庫及技術(shù)分析功能，分析病蟲害數(shù)量變化，預(yù)測病蟲害的發(fā)生時(shí)間和趨勢。用戶可通過云平臺或手機(jī)APP實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程管理設(shè)備。達(dá)到自治區(qū)、州、縣、鄉(xiāng)各級信息采集站無線傳輸、遠(yuǎn)程控制，信息數(shù)據(jù)共享，從而提高相關(guān)部門的病蟲害監(jiān)測防控能力。

系統(tǒng)特色

自動采集數(shù)據(jù)，全天候工作

林區(qū)一般路途遙遠(yuǎn)，進(jìn)出不便，林區(qū)管理人員在管理維護(hù)上需要投入巨大的時(shí)間精力，而且受限于地勢，管理上面臨一定難度。病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以解放人力，代替人工在林間看守，不受地勢影響，24小時(shí)不間斷工作，極大提高工作效率。

智能蟲情測報(bào)系統(tǒng)

系統(tǒng)通過利用圖像識別、智能傳感等技術(shù)讓林業(yè)管理人員告別手工記錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集，不再為海量數(shù)據(jù)煩憂。系統(tǒng)不僅解決了人力成本高、工作量大等問題，滿足了蟲情測報(bào)的功能需求，還大大提升了數(shù)據(jù)的覆蓋面與連貫性。

自動 “蟲臉識別”，準(zhǔn)確定位蟲害類型

病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過云端的人工智能引擎可對害蟲蟲體進(jìn)行自動標(biāo)記和識別，對害蟲進(jìn)行分類計(jì)數(shù)。通過利用人工智能技術(shù)，系統(tǒng)可識別柳藍(lán)葉甲、褸裳夜蛾、灰胸突鰓金龜、金星尺蛾、美苔蛾等害蟲，識別種類多達(dá)100多種，識別準(zhǔn)確率高于85%，大幅提升識別率。通過遠(yuǎn)程監(jiān)測，用戶可以在線準(zhǔn)確掌握林業(yè)病蟲害發(fā)生情況，針對具體蟲害類型采取防治措施。

如在甘肅省涼州區(qū)，病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測自動統(tǒng)計(jì)出草蛉、草地螟、灰胸突鰓金龜?shù)群οx的動態(tài)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確判斷不同時(shí)期林區(qū)內(nèi)發(fā)生的蟲害類型，為及時(shí)防治提供指導(dǎo)建議。

自動分析數(shù)據(jù)，預(yù)測未來蟲情趨勢

森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，可通過物聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至云平臺，在云端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與管理。通過統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的害蟲數(shù)量，結(jié)合時(shí)間，地點(diǎn)等相關(guān)信息，可視化展現(xiàn)蟲情發(fā)生走勢圖。林業(yè)管理部門可利用長期積累的數(shù)據(jù)，通過橫向與縱向?qū)Ρ龋诰虺鱿x情爆發(fā)期和害蟲生活習(xí)性等有價(jià)值信息，便于對病蟲害未來發(fā)生趨勢進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)，及時(shí)制定防治方案，有效應(yīng)對重大病蟲害疫情的發(fā)生。

如在額濟(jì)納旗的胡楊林，病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過對歷年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，在2019年8月底9月初，監(jiān)測到褸裳夜蛾大爆發(fā)，為害蟲防治工作提供了參考價(jià)值，有效提高害蟲擊殺率。

平臺功能

遠(yuǎn)程監(jiān)測

平臺基于GIS電子地圖綜合管理，所有監(jiān)測點(diǎn)直觀顯示，監(jiān)測數(shù)據(jù)一目了然，監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、蟲情數(shù)據(jù)、植物本體數(shù)據(jù)等：

1. 土壤數(shù)據(jù)：土壤溫度、土壤水分、土壤鹽分，土壤pH值等；

2. 氣象數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、二氧化碳濃度等；

3. 蟲情數(shù)據(jù)：蟲情照片、統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)等；

4. 植物本體數(shù)據(jù)：果實(shí)、莖稈、葉片等。

可選擇傳感器、圖表展示、數(shù)字列表展示，還可選擇時(shí)間段（近一天、一周、一個(gè)月）。

數(shù)據(jù)查看

系統(tǒng)通過搭建在林間的智能蟲情監(jiān)測設(shè)備，可以無公害誘捕殺蟲，綠色環(huán)保，同時(shí)利用GPRS/3G移動無線網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)采集現(xiàn)場圖像，自動上傳到遠(yuǎn)端的森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺。工作人員可隨時(shí)遠(yuǎn)程了解林間蟲情情況與變化，制定防治措施。平臺自動記錄每天采集的數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫，可以各種圖表、列表形式展現(xiàn)給專家進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。

平臺可遠(yuǎn)程隨時(shí)發(fā)布拍照指令，獲取蟲情照片，也可設(shè)置時(shí)間自動拍照上傳，通過手機(jī)、電腦即可查看，無需到實(shí)地查看。

森林病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可自動識別昆蟲種類，實(shí)現(xiàn)自動分類計(jì)數(shù)。歷史數(shù)據(jù)可按曲線、報(bào)表形式展現(xiàn)，清晰直觀查看所有監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

千倍光學(xué)放大顯微鏡可定時(shí)清晰拍攝孢子圖片，自動對焦，自動上傳，實(shí)現(xiàn)全天候無人值守自動監(jiān)測孢子情。

視頻監(jiān)控

管理區(qū)域內(nèi)放置360°紅外數(shù)字高清智能球機(jī)，可清晰直觀的實(shí)時(shí)查看區(qū)域林木生長情況，以及設(shè)備遠(yuǎn)程控制執(zhí)行情況等。

專家診斷

生產(chǎn)使用人員可以將病蟲害種類，以文字描述和圖片的方式發(fā)送至監(jiān)控平臺，由專家在線解答回復(fù)，建立一個(gè)互動的平臺。

移動管理

系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與手機(jī)端、平板電腦端、PC電腦端無縫對接。方便管理人員通過手機(jī)移動終端設(shè)備隨時(shí)隨地查看系統(tǒng)信息，遠(yuǎn)程操作相關(guān)設(shè)備。