智慧林业平台建设方案

“林长制”智慧林业功能详述总体架构政策背景

010203目录CONTENTS政策背景《全国森林防火规划（2016-2025年）》《林业发展“十三五”规划》一圈三区五带3S技术计算机技术基础网络普通视频网格化办公人工管理3S技术物联网大数据互联网+人工智能云计算责任不了了之，追责机制不明确防火责任制纳入地方经济社会发展综合评价体系林业信息发展要求数字林业智慧林业森林防火责任要求责任不清行政首长责任制政策背景通过大数据、互联网+、人工智能等技术，集成整合林业资源、火警监测、病虫害防治、盗伐监测、野生动植物监测、违法举报等。打造统一的林长工作平台，形成森林信息综合分析能力，为森林盗伐管理措施制定、森林火警防治规划、病虫害预警预报、林地生态健康评估提供平台技术支撑。五级架构六大任务四大机制全数据集中全社会协同全业务智能加强森林草原资源生态保护加强森林草原资源生态修复加强森林草原资源灾害防控深化森林草原领域改革加强森林草原资源监测监管加强基层基础建设强化组织领导健全工作机制强化考核问责强化社会监督省、市、区（县）、乡、村

2021年1月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于全面推行林长制的意见》功能详述总体架构政策背景01

0203目录CONTENTS现状分析专业监测网络体系尚未建立预防监测与预警手段不足信息化工具短板需完善森林防火监测手段以群测群防为主，监测内容和手段单一缺少自动化全覆盖的监测网络以人工定期巡查为主缺少自动化的巡查（如无人机）与现代化的监测设备预警预报效果不及时，缺少对应手段。应急处置效率与远端指挥效率存在不匹配缺少统一的信息化管理平台需求分析日常防火基于AI视频的森林火情监测，蓄水池实时监测，防灭火物资管理，林长制管理。非防火期春季防火期非防火期秋季防火期非防火期火点定位、火灾蔓延分析、扑救力量、救火物资检索救火最佳路径分析、应急指挥调度火灾损失评估、火灾档案管理、火灾报表管理等前期监控预警中期指挥救援后期灾后评估林区出入人员、车辆管控、防火检查生态环境保护林业服务林木盗伐、非法占地名树古木管理林区日常安全监管维护火灾时日常管理总体架构影像图倾斜摄影BIM建模矢量图一体化监测网采集层数据层支撑层卫星遥感监测国内外高分辨率商业卫星北京一号，吉林一号，高景一号，QuickBird系列，WordView系列国产民用卫星GF1,GF2,GF3,GF4,ZY-1,ZY-3图层服务空间分析三维分析视频融合GIS引擎Cesium超图GIS中心大数据中心数据汇聚大数据计算平台数据清洗数据映射质量分析数据建模多维报表数据分析人工智能智慧森林防火林长通APP物联感知监测分布式物联网采集平台单兵防火云台蓄水池水位监测气象因子监测无人机动态监测喊话器无人机热成像探照灯森林火灾智能监测森林火灾指挥演练防灭火资源管理火灾损失评估网格化管理精细化巡护管理考勤排班管理

周边物资查询自然资源管理林业资源管理林业病虫害监测名树古木建档管理湿地资源管理微信公众号林业知识库防火科普宣传教育入林登记管理林业违法举报GIS库物联设备库人员库资源库防火专题库林业火灾专题库行政执法专题库标准规范体系运维与安全体系基础库主题库统一认证流程引擎可视化引擎微服务框架报表引擎规则引擎应用层综合可视化门户

在林长制的指导思想之下，整体平台采用“1+2+N”模式，1个一体化监测网络，2个中心（GIS中心与大数据中心），N个业务应用，充分利用大数据、物联网、人工智能技术，支撑落实党和政府保护发展森林草原资源的主体责任，推进生态文明建设。功能详述总体架构政策背景0102

03目录CONTENTS一体化监测网络指挥中心视频监测视频监测视频监测光纤专线4G/5G/NB基站卫星通信气象因子感知

通过利用铁塔公司基站、运营商（3G\4G\5G）网络、有线光纤专网、及卫星通信网，实现对整个林区的网络无盲区全覆盖，实现日常森林防火监测、应急实时指挥等。一体化监测网络物联感知数据道路卡口车辆监测林火监测识别林区人员监测无人机监测热成像云台喊话器探照灯动态采集卫星遥感监测林业生态监测遥感地图蓄水池水位监测水位监测定位灯带一体化监测网络-卫星遥感WV-3高景一号吉林一号高分一号pleiades系列WordView系列国内外高分辨率商业卫星拍摄图一体化监测网络-基于卫星的林业生态监测一体化监测网络-无人机动态监测持证飞行周期巡检平战结合即时响应热成像云台探照灯双光谱相机激光云台倾斜摄影相机气体探测器喊话器GIS中心

针对宜兴林区所有的林地、湿地、消防设施（消防水箱、消防器材仓库等）、森林防火监控设施、供电设施等，利用现有的DEM、DOM数据以及0.2米分辨率的影像图，叠加倾斜摄影及重点部位的三维建模，构建宜兴市林地基础GIS融合地图底座。天地图重点地区三维倾斜摄影专题图（灭火物资层、视频图层、物联图层、水源图层、气象图层等）大数据中心基础库物联设备库名树古木库森林资源库防火宣传库灭火资源库……主题库森林防火林业保护地质灾害自然资源违法湿地保护……结构存储分布式文件存储NOSQL时序数据库中心数据标准业务数据标准离线批量计算实时流计算数据分类标准元数据标准标准体系采集交换规范数据采集规范数据存储规范数据分级安全标准数据共享管理规范自然资源大数据中心业务数据沉淀业务数据共享外部应用市大数据局应急管理局…….外部交换共享深度学习人工智能数据标准录入数据采集数据清洗数据映射数据共享质量分析智慧应用森林防火自然资源管理……智慧森林防火---多图层监控林区监控显示林区监控图层后台视频管理、告警管理智慧森林防火---AI防火云台探测能力强火情报警智能感知稳定高效探测能力强、距离远昼夜可视、伪装识别。24小时全天候监测，不受天气，环境等影响火点监测，报警联动可见光与热成像探测方式互补，二次火情识别，提高准确性一体化设计集成度高，稳定性优，抗风能力强温度感知，智能检测精度测温、超温报警、冷热点跟踪、拌线入侵、区域入侵、目标过滤智慧森林防火---AI防火云台静态分析动态分析图像增强电子稳像红外辅助判别RAW数据分析白天（可见光识别为主红外辅助识别）智慧森林防火---AI防火云台可见光辅助判别红外热点坐标映射红外原始热度信号分析可见光辅助判别夜晚（红外识别为主可见光辅助判别）智慧森林防火---烟火精准定位云台垂直夹角云台水平转角镜头焦距+3DGIS=火点位置基塔高程基塔经度基塔纬度x=纬度y=经度z=相对高程β=X°α=

X°F=X

烟火精确定位：当监测到烟火后，系统锁定目标，由当前摄像头的高度、云台的水平转角和垂直俯仰角、镜头的焦距，结合3DGIS三维地理信息系统，依据公式测算出发生森林火灾的具体位置，在GIS地图上进行醒目标绘。智慧森林防火---多维数据融合可见光光谱带近红外光谱带远红外光谱带气象因子解析智慧森林防火---告警识别边缘计算云端二次识别一次识别疑似火警二次判断一次识别疑似火警二次判断人工智能支撑平台确认警情智慧森林防火---可视域分析

通过三维GIS视域分析技术，对各种防火监测点位设置方案进行可视化分析，主动发现监测盲区，有效指导重载云台监控点位选择与布置，以最节省的投资覆盖最大的监测范围。智慧森林防火---森林防火实时告警火灾等级确认、以及通知相应的护林人员火灾实时告警确认

通过集合双光谱防火云台实时监控森林火灾情况，森林火灾的及时预警、多渠道通知，第一时间快速发现火情，快速定位火灾位置。智慧森林放火---应急指挥预案与监测网络进行对接，第一时间自动调取相关预案监测告警森林火灾发生快速定位关联预案多源现场信息同步灭火资源查询多方会商,模拟推演生成处置方案，最优路径规划现场处置舆情引导信息控制智慧森林防火---无人机监测指挥1号：指挥无人机，携带高清高变倍相机做现场巡航，将实时画面回传指挥中心；指挥中心进行云台控制和语音对讲，为指挥判断提供依据；2号：侦查无人机，携带红外热成像，或双光云台，用于火场火源火点温度位置检测，和火情状态监测；智慧森林防火---会商指挥通过资源检索，结合当地的气象信息，专家通过多方会议的形式进行救火策略制定。支持在图上进行态势标绘，添加诸如疏散地、扑火路线等形式的标绘信息。现场视频录像、图片回传；指挥中心实时了解火灾现场状况现场与指挥中心语音对讲，及时沟通现场情况，制定应急策略专家会商指挥调度智慧森林防火---防灭火资源管理

地图精准定位森林防灭火物资仓库，可实时查看物资仓库各类物资储备情况以及物资出入库记录，便于加强对森林防灭火物资的日常管理。智慧森林防火---救援路径规划、派发火灾确认后自动规划路径设置起点设置终点路径规划路线派发在确认火灾后可以进行路径规划，自动规划前往终点的最优路径，还可派发给对应的扑救人员或者护林人员，人员收到下发的路径，前往救援地点进行救援，实现高效的火灾救援处置机制。智慧森林防火---灾后评估每次灾后，通过导入人工实测GPS受灾数据或者在电子地图上进行圈定，再与大数据中心基础数据、主题数据叠加，通过灾后智能评估模型，计算出过火面积，直接损失、间接损失、推演各类恢复方案见效时间等。智慧森林防火---火灾档案火灾报表对区域森林火灾发生情况进行统计，森林火灾月报表，森林火灾年报表等。火灾档案管理

通过对森林火灾起火地点，起火时间，扑灭时间，起火原因，过火面积，损失情况以及救火过程统计等信息录入形成一份完整的火灾档案，一方面便于进行统一管理和后续查阅，另一方面作为重要的样本数据训练优化人工智能模型。智慧森林防火---火灾档案模型建设回头看历史数据分析模型将推演模型与实际结果进行对比完善推演模型分析报告实际情况数据建模根据对业务的模拟搭建数据模型。验证集完善根据实时数据或者最新的数据，对不断完善的模型进行完善。训练集校验

根据历史数据的整合，组成模型训练集通过训练集不断地寻找模型的遗漏部分。优化预案利用火灾档案数据，通过事前研判与事后结果的对比不断地优化推演分析模型。最终实现模型库中火灾蔓延、灭火方案推演等智能模型的自我进化。智慧森林防火---蓄水池水位监测对已建水箱加装物联网监测设备，以实现水箱水位远程监测、缺水预警、水箱定位，并提供远程开关夜间定位灯功能，方便夜间快速定位蓄水池。

远程关闭或定时自动进入熄灭（或微光）模式当人通过手机操作发送开灯指令，灯自动打开晚上自动进入关闭（微光）模式白天有阳光照射进行充电通过手持终端，查询周边蓄水池/仓库，触摸可远程打开/关闭灯光智慧森林防火---蓄水池水位监测蓄水池实时状态3D模拟动态展示蓄水池形状，实现蓄水池实时信息展示：水量、电量、所属网格、当前位置以及LED物联灯带控制。蓄水池管理管理平台中展示蓄水池的多维度的信息展示，包括：名称、地理位置、信号灯状态。蓄水池告警策略支持各种蓄水池告警参数的定制化设置，根据策略自动产生蓄水池的告警信息，并自动推送。以web端集中管理、移动端专门为林长、护林员量身定制，支持基础数据采集、事件跟踪调度、火情的上报与下发、日常考勤办公、资源检索和紧急救助等功能，从森林巡护、信息管理、移动办公和安全保障等全方面满足护林巡查工作的需求。火情推送发生火情后，系统将自动推送至离火灾地点最近的巡查员手机终端任务调度智能办公资源检索可检索或自动加载周边巡查员、救援队、救援物资、车辆等资源信息一键求助巡护过程若遇紧急情况，可一键求助距离最近的巡查员轨迹定位实时跟踪定位、记录巡查员巡山轨迹，结合地理信息，实现网格化巡护管理提供考勤、请假等日常工作管理功能。并结合巡查员的有效巡护里程、时间、考勤按权值综合得出考勤绩效林长制管理---林长通APP打通多渠道，统一事件调度，林长制管理---事件闭环处置事件来源事件接收与任务分配事件处理与结果反馈公众基层林长高级林长呼叫中心林长制平台执法部门各厅局基层林长电话投诉网络投诉上报问题委派任务执法任务包分配执法结果反馈委派任务指挥调度结果反馈结果反馈结果反馈信息查看信息查看护林员网格对护林员负责的区域进行划分，便于看出每个护林员负责的林区，便于火灾、地质灾害等告警时通知相应护林员网格对应的护林人员。林长制管理---护林员网格定位网格为解决林区的快速定位难题，建立定位网格，通过GIS中心的名址转换服务，能够将所有人员、物资的GPS实时位置快速转换为文字描述。林长制管理---定位网格21-8网格东南方向离XXX路200米处自动查找、显示资源和位置自动查找、显示在线护林员位置信息查询巡查员通过系统可查询区域历史火情、森林防火新闻、防扑火知识、通知公告及周边森林消防队伍、护林员、瞭望员、森林防火机构等资源信息。轨迹定位实时跟踪定位、记录巡查员巡山轨迹，在没有信号的地方对轨迹进行缓存并在有网络时自动回传，确保护林员按约、按质、按量巡护。智能办公巡查员日常工作管理、请假等日常考勤管理功能。根据护林员的工作情况记录进行绩效考核，考核根据巡查员的巡护里程、巡护时间、有效巡护地点及考勤情况按权值综合得出考勤绩效。林长制管理---精细化巡护管理排班管理定制化护林员的排班记录，设置排班日期，上下班时间人员达到定制化、个性化，为出具考勤绩效数据提供基础。考勤绩效统计系统根据护林员的排班情况，结合护林员的打卡记录，根据出勤天数、异常天数、正常天数，自动生成考勤绩效数据。手机APP打卡巡查员通过手机APP实现打卡，还可查看历史打卡记录。林长制管理---考勤排班管理森林资源监测综合应用GIS、卫星遥感技术，基于多遥感数据提取森林资源变化数据。结合专项监测（征占、造林、采伐、火灾、病虫害、林政案件等）成果叠加分析，并辅助以外业核实，形成资源动态变化监测结果，通过信息化手段实现资源档案更新，及时掌握森林、湿地资源发展变化情况，为森林、湿地资源更新管理提供有力支持。

森林资源遥感影像

森林资源自然生长更新

森林资源分布图自然资源监测自然资源监测---病虫害监测评估沟通交流知识库远程控制获取影像•在线交流•

离线留言•微信沟通•APP任务•虫情数据•病情数据•植物数据•知识维护•专题咨询•评估结果•建议措施•远程指导•

照片•

图像识别•

杀虫设备•

监测设备•

监控设备•

环境传感虫情测报灯/高清摄像绿色防控设备专家私信公众号网上咨询自然资源监测---无人机病虫害监测通过无人机动态巡拍，从获取的高分辨率影像中，精确定位枯死木，变色树，异常林分布，辅助判断林业健康、受损程度等级，确定林业受病虫害的影响范围，面积等情况，具有高效快速，检测范围大，识别方位准确，组织实施灵活等优点，尤其对于山高路险等人员难以到达的复杂地域的检测具有不可替代的优势。古树名木信息管理系统，基于物联网、地理信息、GPS建立古树名木保护系统，实现古树名木档案管理、养护管理、专家会诊、公众科普，实现古树名木全方位的展示、查询、维护，为古树名木资源保护提供支撑。平台可以通过定位，查看到周边的古树名木，搜索树种或者地名查询古树名木详情信息、维护记录、高清照片等等。自然资源监测---名树古木建档管理通过现地实测，填写古树名木登记表建立档案，形成完整的文字、影像、电子档案；进行古树名木养