森林病蟲害監測預警系統

建設背景

我國(guó)是世界上林業病蟲害危害為(wèi)嚴重的國(guó)家之一。林業病蟲害年均發生面積1.78億畝，造成4000多(duō)萬株林木(mù)死亡，材積損失2500萬立方米，直接經濟損失和生态服務(wù)價值損失高達1100億元，已嚴重威脅森林、濕地、荒漠三大生态系統安(ān)全。目前，加強森林病蟲害的防治已經成為(wèi)生态環保的重點。

林業病蟲害預測預報是病蟲害防治的基礎。傳統林業測報工(gōng)作(zuò)以人工(gōng)調查為(wèi)主，整個業務(wù)流程存在涉及單位多(duō)、數據處理(lǐ)量大、時效性差、信息傳輸方式不規範、表達方式單一、核查驗證手段少等缺陷，已不能(néng)滿足工(gōng)作(zuò)和生産(chǎn)需要。随着數字技(jì )術的發展，采用(yòng)數字化手段對林業病蟲害進行智能(néng)監測已成為(wèi)新(xīn)的防治途徑之一。

系統介紹

建設森林病蟲害監測預警系統，結合項目所在地森林物(wù)種特點，利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)技(jì )術、智能(néng)傳感器技(jì )術、物(wù)聯網技(jì )術等，通過聯網實時監控預測，實現“機器換人”。

系統由遠(yuǎn)程拍照式蟲情測報燈、智能(néng)孢子測報設備、林間綜合氣象監測站、智慧性誘測報設備、遠(yuǎn)程視頻監控攝像機、森林病蟲害監測預警平台組成。用(yòng)戶可(kě)以通過移動端和PC端随時随地查看系統信息，遠(yuǎn)程操作(zuò)相關設備，并進行系統管理(lǐ)，對每個監測點的環境、氣象、病蟲狀況、林木(mù)生長(cháng)情況等進行實時監測。

系統可(kě)自動完成蟲情信息、病菌孢子、氣象信息的圖像及數據采集，通過遠(yuǎn)程無線(xiàn)傳輸，自動上傳至雲服務(wù)器，實時存儲及顯示蟲情、病菌孢子圖像，并通過圖像信息庫及技(jì )術分(fēn)析功能(néng)，分(fēn)析病蟲害數量變化，預測病蟲害的發生時間和趨勢。用(yòng)戶可(kě)通過雲平台或手機APP實時查看數據，遠(yuǎn)程管理(lǐ)設備。達到自治區(qū)、州、縣、鄉各級信息采集站無線(xiàn)傳輸、遠(yuǎn)程控制，信息數據共享，從而提高相關部門的病蟲害監測防控能(néng)力。

系統特色

自動采集數據，全天候工(gōng)作(zuò)

林區(qū)一般路途遙遠(yuǎn)，進出不便，林區(qū)管理(lǐ)人員在管理(lǐ)維護上需要投入巨大的時間精(jīng)力，而且受限于地勢，管理(lǐ)上面臨一定難度。病蟲害監測預警系統可(kě)以解放人力，代替人工(gōng)在林間看守，不受地勢影響，24小(xiǎo)時不間斷工(gōng)作(zuò)，極大提高工(gōng)作(zuò)效率。

智能(néng)蟲情測報系統

系統通過利用(yòng)圖像識别、智能(néng)傳感等技(jì )術讓林業管理(lǐ)人員告别手工(gōng)記錄，實現數據自動采集，不再為(wèi)海量數據煩憂。系統不僅解決了人力成本高、工(gōng)作(zuò)量大等問題，滿足了蟲情測報的功能(néng)需求，還大大提升了數據的覆蓋面與連貫性。

自動 “蟲臉識别”，準确定位蟲害類型

病蟲害監測預警系統通過雲端的人工(gōng)智能(néng)引擎可(kě)對害蟲蟲體(tǐ)進行自動标記和識别，對害蟲進行分(fēn)類計數。通過利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)技(jì )術，系統可(kě)識别柳藍葉甲、褛裳夜蛾、灰胸突鰓金龜、金星尺蛾、美苔蛾等害蟲，識别種類多(duō)達100多(duō)種，識别準确率高于85%，大幅提升識别率。通過遠(yuǎn)程監測，用(yòng)戶可(kě)以在線(xiàn)準确掌握林業病蟲害發生情況，針對具(jù)體(tǐ)蟲害類型采取防治措施。

如在甘肅省涼州區(qū)，病蟲害監測預警系統通過實時監測自動統計出草(cǎo)蛉、草(cǎo)地螟、灰胸突鰓金龜等害蟲的動态數據，可(kě)以準确判斷不同時期林區(qū)内發生的蟲害類型，為(wèi)及時防治提供指導建議。

自動分(fēn)析數據，預測未來蟲情趨勢

森林病蟲害監測預警系統，可(kě)通過物(wù)聯網将監測數據實時傳輸至雲平台，在雲端實現數據分(fēn)析與管理(lǐ)。通過統計相應的害蟲數量，結合時間，地點等相關信息，可(kě)視化展現蟲情發生走勢圖。林業管理(lǐ)部門可(kě)利用(yòng)長(cháng)期積累的數據，通過橫向與縱向對比，挖掘出蟲情爆發期和害蟲生活習性等有(yǒu)價值信息，便于對病蟲害未來發生趨勢進行預測預報，及時制定防治方案，有(yǒu)效應對重大病蟲害疫情的發生。

如在額濟納旗的胡楊林，病蟲害監測預警系統通過對曆年數據的統計，在2019年8月底9月初，監測到褛裳夜蛾大爆發，為(wèi)害蟲防治工(gōng)作(zuò)提供了參考價值，有(yǒu)效提高害蟲擊殺率。

平台功能(néng)

遠(yuǎn)程監測

平台基于GIS電(diàn)子地圖綜合管理(lǐ)，所有(yǒu)監測點直觀顯示，監測數據一目了然，監測數據主要包括土壤數據、氣象數據、蟲情數據、植物(wù)本體(tǐ)數據等：

1. 土壤數據：土壤溫度、土壤水分(fēn)、土壤鹽分(fēn)，土壤pH值等；

2. 氣象數據：空氣溫度、空氣濕度、光照強度、降雨量、風速、風向、二氧化碳濃度等；

3. 蟲情數據：蟲情照片、統計計數等；

4. 植物(wù)本體(tǐ)數據：果實、莖稈、葉片等。

可(kě)選擇傳感器、圖表展示、數字列表展示，還可(kě)選擇時間段（近一天、一周、一個月）。

數據查看

系統通過搭建在林間的智能(néng)蟲情監測設備，可(kě)以無公(gōng)害誘捕殺蟲，綠色環保，同時利用(yòng)GPRS/3G移動無線(xiàn)網絡，定時采集現場圖像，自動上傳到遠(yuǎn)端的森林病蟲害監測預警系統平台。工(gōng)作(zuò)人員可(kě)随時遠(yuǎn)程了解林間蟲情情況與變化，制定防治措施。平台自動記錄每天采集的數據，形成蟲害數據庫，可(kě)以各種圖表、列表形式展現給專家進行遠(yuǎn)程診斷。

平台可(kě)遠(yuǎn)程随時發布拍照指令，獲取蟲情照片，也可(kě)設置時間自動拍照上傳，通過手機、電(diàn)腦即可(kě)查看，無需到實地查看。

森林病蟲害監測預警系統可(kě)自動識别昆蟲種類，實現自動分(fēn)類計數。曆史數據可(kě)按曲線(xiàn)、報表形式展現，清晰直觀查看所有(yǒu)監測設備的監測數據。

千倍光學(xué)放大顯微鏡可(kě)定時清晰拍攝孢子圖片，自動對焦，自動上傳，實現全天候無人值守自動監測孢子情。

視頻監控

管理(lǐ)區(qū)域内放置360°紅外數字高清智能(néng)球機，可(kě)清晰直觀的實時查看區(qū)域林木(mù)生長(cháng)情況，以及設備遠(yuǎn)程控制執行情況等。

專家診斷

生産(chǎn)使用(yòng)人員可(kě)以将病蟲害種類，以文(wén)字描述和圖片的方式發送至監控平台，由專家在線(xiàn)解答(dá)回複，建立一個互動的平台。

移動管理(lǐ)

系統已實現與手機端、平闆電(diàn)腦端、PC電(diàn)腦端無縫對接。方便管理(lǐ)人員通過手機移動終端設備随時随地查看系統信息，遠(yuǎn)程操作(zuò)相關設備。