林業管理數字孿生解決方案目錄DIRECTORY項目概述1234規劃設計應用場景建設運營1項目概述DemandBackground森林火災是一種破壞性極強的自然災害突發性強隨機性強短時間內造成巨大損失火災特點與危害燒毀林木 燒毀林下植物資源危害野生動物 引起水土流失使下游河流水質下降 引起空氣污染 威脅人民生命財產安全人為因素自然因素98%的森林火患，發生在人員活動頻繁的林區周界！農業生產、旅游觀光、祭奠活動……2%積蓄自燃、雷擊自燃、隕石降落……火災統計森林防火思考人為火險高近年來，嚴格控制進山人員攜帶火種、防火宣傳和火種控制力度不夠，在林區步道、祭奠區存在吸煙、用火等情況，火災隱患十分突出，可以說是防不勝防。巡護壓力大大多數林區目前主要依靠人工巡查宣傳及管控。林區面積較廣、道路較多，人工巡查難于做到嚴防死守，更不可能24小時值守。若存在天干物燥、風力較大等氣候條件，極容易造成重大林區火災。人工管控難現代化科技手段不足，火災防控、應急響應、處置指揮都主要采取電話呼叫的方式進行。但應急處置組織指揮較為困難，總體防火管控、應急響應和處置指揮都相對被動，完全依靠人工方式開展工作，總體效率較低，且人工投入較大。如何準確、及時、主動的發現早期火情，真正實現“打早、打小、打了”的管控目標，從而避免火情成災，成為林區消防普遍的痛點問題。需求分析：衛星監測預警系統利用國家林火監測衛星獲取火點信息，為林草部門和應急管理部門提供衛星熱點快速報警服務，實現火點信息的即時傳遞，全天實時監控、100%精確報警。需求分析：衛星監測預警一是“實時+史料”，建立數字孿生本底模型。利用終端傳感器設備，通過物聯網、遙感等技術，精確采集森林資源變化即時數據和生產經營相關數據，結合運用無人機、激光雷達、多高光譜等先進數據采集設備，對重要數據進行點云成像，通過與森林資源本底歷史數據比對、核查及導入，完成數字孿生本底數據模型建立。“數字孿生智慧林業”場景累計整合林木資源數據約45萬條、林業經濟作物數據約3萬條、環境因子數據約10萬條、管理因子數據約2萬條，實現了對孿生試點區域的林業資源概況數字化、全景化、實景化展示，且實現各項數據的及時刷新和實時更新。二是“共建+共享”，打通部門數據信息壁壘。與林業空間管理平臺、地理信息管理平臺、公園管理局信息化管理平臺、開化縣森林火險預警信息發布平臺等平臺就獲取空間治理底圖、實現森林災害預警等開展共享，與省林業局、省測繪院、縣應急管理局、縣氣象局等單位針對環境因子、林木因子、管理因子及林下經濟等4大類120余張基礎數據表進行共建，打通空間治理大數據庫，構建跨部門治理“一張圖”。三是“科研+實用”，搭建林業智慧應用場景。結合當前林業工作需要，與省林勘院等多家科研單位、專業院校開展深度合作，進行病蟲害防治、碳儲碳匯、林下經濟發展等深化研究，科學制定場景模型。針對當前森林病蟲害防治(松材線蟲病)過程“發現難、定位難、監管難”的難題，確立并構建了“智能規劃、智能識別、智能除治、智能核查”四大核心功能，目前以芹陽辦文圣村為現場試點運行村，完成多樣地測試，獲取基本生長數據與病蟲害發生數據約5萬條，同時建立病蟲害除治預警邊緣計算模型庫，有效提升篩查發現速度以及準確性達90%以上，確保病蟲害隱患即時發現、即時評估和高效處置。需求分析：生態監測預警支持對指定指標進行周期性或多頻次監測，動態獲取指標信息。通過對火災發生地的生態因子進行采集，精準預測火災的發生，為指揮人員科學決策提供依據。需求分析：林業有害生物監測防治通過構建省、市、縣三級林檢機構的林業有害生物空間與屬性中心數據庫，對病蟲害潛在發生區域進行數據采集，獲取有害生物發生、發展的相關情況，結合大數據分析與專家在線會診情況，及時確診并提出有效防治方案，及時控制病蟲害災情。需求分析：林政管理野外抓拍器生態環境監測巡山護林系統天網地網人網指揮撲救系統信息展示系統森林防火高空視頻監控系統 林上大火 無人機監控系統測控管理尚未一體化、集約化缺乏測控管理一張網林下小火 卡口視頻語音需求分析：缺乏立體監測一張網需求分析：缺乏資源管理一張圖森林分布防火隊伍防火物資文化建筑野生動物現狀：無準確、精細化的林區小班、林區資源、地理信息和圖形化資源管理。名勝景觀生態監測資源管名理木古樹尚未精細化防火、阻隔帶圖形化缺乏資源管理一張圖森林資源生態服務指揮調度......防火物資現狀：互不相通生態服務尚未平臺化、協同化缺乏生態服務一平臺需求分析：缺乏綜合管理一平臺總體思路ACD業務全覆蓋 一平臺面向縣級林業部門：提供統一的智慧林業云平臺服務，實施屬地化、分級化、協同化的智慧管理監測全覆蓋 一張網面向林業資源：構建“天網”、“地網”、“人網”立體化感知網絡，全覆蓋監測人員、生態、災害、案件等信息面向管理：基于3D高清衛星圖對林地、動物、環境、生態、災害、案例、人員、車輛等可視呈現與動態監管一張圖核查全覆蓋B

一中心數據全集中重點建設數據交換共享標準和監測大數據規劃設計DesignScheme2總體架構4123智慧林草基礎支撐，林業業務應用支撐，終端系統，存儲系統，信息處理發布系統、運行維護系統支撐系統建設建設全省林業數據資源交換系統，實現與海東、海北、玉樹、果洛、南北山、西寧市等有條件州縣的數據聯通與視頻調用功能。系統互聯互通建立林業數據共享服務平臺框架，提高數據源的準確性、數據綜合應用水平，并避免重復錄入的數據組織目錄結構主要內容包含：數據采集、數據處理、數據庫構建。信息資源建設應用系統建設林業資源監管系統，自然保護區管理系統，森林防火監控和應急指揮系統，生物多樣性監管系統，濕地資源監測管理信息系統等13個應用系統。總體架構一、打基礎二、深應用三、促發展基礎支撐環境建設林草數據庫建設、基礎平臺建設特色應用系統建設林草規劃、災害應急生態修復、生態評價、生態文化大數據挖掘等發面進行應用深化科技創新、產業發展、服務運營總體架構以林業發展的現實需求以及信息化建設的成功經驗為基礎，以特力惠成熟穩定的電子政務平臺和工作流引擎為依托，以實現林業高度信息化為目的，以系統集成的模塊化、流程化處理機制為手段，解決林業信息化發展過程中的信息化管理、智慧化防治及一體化服務等問題，深化信息技術在林業業務中的集成應用，為各級林業部門的資源監管、災害防治與其他業務管理提供一體化解決方案。總體架構林草資源管理信息系統林草資源信息數據庫平臺層網絡基礎環境信息體系規范體系數據標準業務標準接口標準林草資源信息目錄林草資源信息管理安全體系運維體系安全策略系統安全網絡安全數據安全訪問安全系統運維技術支撐人員培訓產品更新服務層“一張圖”統計分析大數據人工智能集群調度位置服務用戶認證……應用層森林資源監督管理林業管控輔助決策森林培育產業發展大屏展示移動應用……總體架構互聯網移動網視頻網網絡應用用于各個處室應用系統互聯互通網絡類型用于信息發布、異地辦公、門戶建設用于數據采集、林業巡護、應急調度用于匯集各個州縣實時監控視頻網絡基礎環境辦公網總體架構基礎地理數據庫林草專題數據庫業務數據庫數據內容監控錄像、采集圖片、語音、文檔等數據庫類型電子地圖、地形圖、衛星圖、路網等林地數據、小班數據、濕地數據、動植物數據等林業項目管理數據、辦公自動化數據、發布數據等多媒體數據庫林草資源信息數據庫系統數據庫用戶管理數據、日志數據、字典數據等總體架構應用系統林草資源監管動植物保護生物多樣性生態修復濕地資源監管N應用林草資源管理信息系統平臺系統服務“一張圖”服務大數據服務AI服務集群通調度服務……總體架構大數據服務切片技術大數據聚合大數據可視化應用領域應用場景一張圖快速加載統計報表快速生成多指標信息聚合信息快速查詢大屏數據展示……森林防火信息聚合服務特點動物實時監控大數據生物多樣性信息聚合有害生物信息聚合濕地資源信息聚合森林資源信息聚合地圖數據快速加載可視化總體架構AI服務人像比對圖像識別遙感判讀應用領域應用場景生態管護員核查野生動物監控識別病蟲害識別煙火識別衛片執法……服務內容野生動物識別生態修復管護員在線核查一張網：實現森林防火的天、地、人全方位監測網絡一中心：重點建設數據交換共享標準和監測大數據中心一張圖：重點建設3D/2D融合的林區一張圖、監測管控和核查管理能力一平臺：重點建設資源管理、林火紅外監測、智能視頻監控、防火指揮調度、全民保護等應用系統總體架構規劃場景一張網：監測全覆蓋面向林業資源：構建“天網”、“地網”、“人網”立體化感知網絡，全覆蓋監測人員、車輛、林地、動物、環境、生態、災害、案件等信息。一張網：監測全覆蓋天網監測高空視頻監測無人機監測無人機監測通過搭載不同功能的掛載產品，實現不同應用n應用場景：林區濫砍濫發巡查、執法?森林防火?森林病蟲害監測?應急指揮?森林覆蓋率調查n使用價值：無人機拍攝建模，三維模型可全面把控全局資源及快速核查林區面積及周長等數據，加強濫砍濫發的執法管理；森林滅火，災害救援方面，最大程度的提升了救援的速度；配合地面監控，形成立體監控網絡，全面視角提升巡檢的效率以及重點區域的針對性；克服地理環境的限制，快速抵達火災現場，遠程在線指揮，最大程度的提升了救援的速度n續航時間：≥70分鐘n作戰半徑：≥10km網絡傳輸：選用運營商自主網絡、自建光纜供電系統：市電供電、太陽能供電可見光通道–煙霧檢測熱成像通道-火點檢測紅外攝像頭：對林上火災進行監測預警；采用視覺智能識別技術對煙火現象識別，并可對高溫熱源進行識別。平常時期，可用于森林防盜。高清攝像頭：替代人工瞭望，對偷盜進行監測、也可通過自動巡航對林區進行巡查雙光譜視頻監控煙火智能識別處理視頻編碼器基站控制器煙火識別視頻編碼數據傳輸設備發送信號發送控制信號接收參數數字云臺攝取圖像控制云臺、攝像機接收實時圖像接收云臺、攝像機參數接收控制信號雙光譜視頻監控—工作原理針對問題：目前，很多地區已建設有高空視頻，但都只能在本地監控，沒有共享給上下級林業局進行監控預警。針對于此，本方案提供可兼容國內多種設備的云視頻服務器提供視頻資源整合入云規劃設計實現共享。l 510LINK視頻服務器部署安裝云視頻服務器，將建設的多廠商視頻監控接入云端。l 云端視頻與監測預警市級/縣級單位可對下屬全部視頻監控點進行云端視頻監控及接收報警信息。整合現有視頻監控地網監測紅外火災探測器網絡人行道、車行道、觀光區等高火險區域智能語音播報卡口氣象火險等級監測預警地表火監測太陽能電池板負載防水配電箱，包括：控制器、防雷器、交換機智能語音遠程喊話您已進入林區，并已被攝像，森林公安提醒您，請注意森林防火l人車監測：在林區重要區域、重要路口對人車通行實現全天候24小時監控活動記錄。l照相取證：對通行人、車、動物照相取證。l語音宣傳：對通行人員自動語音廣播宣傳。l傳輸方式：4G網絡傳輸。l供電方式：市電供電、太陽能供電。l查看方式：手機APP、電腦、指揮中心大屏。優點：人體感應自動語音播報、語音遠程喊話、本地存儲、4G傳輸、低功耗太陽能供電智能語音播報卡口—防火宣傳紅外探測器：在重點林區部署紅外火災探測器，形成林火監測傳感網絡，用于監測林下火情，可在15~30秒精準探測到早期林下火情現象。物聯網關：一個傳感網絡，配置部署1臺物聯網關，可將傳感網自動接入云端平臺，將火情監測及定位信息上傳至云端平臺，以及分發至巡護人員手機。火焰識別方式：區別于傳統的煙火識別，通過對火焰燃燒的特定光譜進行識別。監測距離：監測范圍可達15畝，探測器正前方100米左右。安裝方式：安裝于樹冠下方，距地4米左右。供電方式：太陽能自主供電，無需鋪設電源。通信方式：RF無線自組網，無需鋪設光纖網絡。優點：無線自組網、太陽能供電、通過火焰燃燒光譜識別、火情自動定位安裝實物圖紅外監測：林下早期火情精準監測物聯網接入原理利用中國物聯網、林區自備WIFI或LAN網絡接入互聯網阿里云承載的物聯網服務平臺，單網最大容量250臺紅外火災探測器。IOT型系列物聯網網關產品實物圖云服務智慧林業物聯網平臺每分鐘定位預警主要性能指標無線接入：sms/4GWLAN ：TCP/IPLAN網絡：TCP/IP傳感網絡：≤250節點聲光報警：室內型工作電源：室內型：AC220V，室外型：太陽能工作環境：-40~80℃（1%~100%HR）RF自組網RF自組網紅外監測：林下早期火情精準監測(RF自組網型）云服務智慧林業物聯網平臺火焰監測與火情預警，跌落監測與移位預警，廣角取證與照片回傳，設備診斷與故障預警，物聯組網與數據傳輸，自助供電與長效供能紅外監測：林下早期火情精準監測(NB-IOT型）林下早期火情精準監測關鍵技術關鍵技術一：智能感知技術方案=中紅外光譜+紫外光譜+高透濾光+人工智能+拍照取證火焰識別：光譜識別+閃爍特征跌落識別：位置傳感+姿態特征故障識別：環境傳感+異常特征打火機30X30cm132X132cm264X264cm5m50m100m200m關鍵技術二：野外供電技術方案=太陽能儲備+軍工鋰電后備+極低功耗整機功耗：小于250uA環境光照度：200Lux正常工作環境光照度：500Lux正常儲能儲能能力壽命時間05年10年不需要電源供電！林下早期火情精準監測關鍵技術林下早期火情精準監測關鍵技術關鍵技術三：野外組網云計算中心技術方案=免費頻段+無線通信+自動組網任意拓撲結構接力跳傳物聯網關433MHz433MHz傳感網絡433MHz不需要通信線路！對林區的低山區、中山區、高山區進行分區布點監測小氣候環境，主要監測要素包括：溫度、濕度、光照、紫外、風力、風向、雨量、露點、海拔（氣壓）、PM2.5、PM10等11要素。供電：太陽能供電。網絡：NB-IOT、RF自組網、4G、有線網絡等。作用：1、對林區提供火險等級預警；2、在“應急指揮調度”時對火勢蔓延趨勢、撲救進攻方向提供研判依據。小氣候生態環境監測人網巡護移動APP網格化管理APP軟件應用技術：u移動計算u視覺智能全民生態、全民保護人員網格化管理APP是綜合運用移動通訊、云計算、大數據等新一代信息技術，融合了天網預報信息、人網巡護信息，面向省市、區縣、鄉鎮級單位提供網絡化、立體化、可視化、智慧化的林業大數據，主要針對森林資源的“三防”監督管理，致力于提高森林巡護人員實時監管、災害事件及時上報、應急事件處置管理的工作效率，實現人工巡護的全員管理、全過程控制和全方位預防，將傳統人工巡護模式提升到“互聯網+巡護”時代，為林業管理部門提供簡便、高效、先進的科技管理手段和創新管理模式。人員網格化管理軌跡記錄事件上報一鍵報警巡護端互動交流巡護任務離線地圖人員網格化管理森林氣象火險等級巡護管理巡護任務派發植物識別林業智庫統計分析管理端人員網格化管理視頻接入接入前端視頻監控在線狀態查看可顯示前端視頻監控的實時在線/離線狀態。實時監控實時展示前端視頻監控，可展示普清、標清、高清三種清晰度的視頻監控。云臺控制可對前端帶云臺的監控進行控制，進行旋轉、縮放等操作視頻回放可調取攝像機內存卡或機房存儲服務器的視頻碼流，并進行觀看。用戶權限管理對各用戶提供授權登錄，不同權限訪問不同視頻。智能視頻卡口監控APP當公眾發現身邊發生森林火情、盜砍濫伐、樹木病蟲害、盜捕濫獵、侵占林地等上臺安全事件時，公眾通過公眾號照相、錄像、語音、文字等方式上報事發地點和時間，送達所屬地行政區縣主管部門的云平臺，并自動分發至監管者微信上，通知現場查證處置，積極發揮生態保護與資源督查的公眾作用。提供全國各省市綠委辦義務植樹活動，方便公眾網上參與全國認種、認捐、認養公益活動，促進全民參與義務植樹活動。提供扶貧林農的果蔬、藥材、香料、樹種、康養等產品信息，促進生態電商交易形成，助推偏遠山區精準扶貧計劃有效實施。義務植樹生態扶貧全民保護全民生態保護微信公眾號植物識別生態扶貧生態科普當社會公眾遇到無法識別的植物時，可通過公眾號拍照上傳到云端進行人工智能識別，快速獲得人工智能植物識別信息。當社會公眾需要獲得權威認定的生態康養時，可通過公眾號了解藥食康養提供植物、動物、生態、康養、旅游等科普知識，提高全民生態科普知識，弘揚生態文明，促進全民科學分享生態紅利。全民生態保護微信公眾號一中心：數據全集中重點建設數據交換共享標準和監測大數據中心一中心：數據全集中云大數據中心建設物聯網監測數據采集數據來源分析數據采集方式數據采集執行1、資源監測采集衛星監測雷達監測視頻監控卡口監測紅外監測環境監測生態監測ü人工巡護ü公眾上報古樹名木野生動物…2、公共基礎數據基礎數據二調資源空間地理…3、資源管理數據ü資源監督資源執法公眾服務…序號數據內容采集方式數據采集頻率1行政代碼自動配置定期2部門人員人工配置實時3公共基礎ETL導入包定期4資源管理ETL導入包一次性導入5資源監測前置庫+Webservice接口實時6互聯網公共前置庫+Webservice接口實時7物聯網監測前置庫+Webservice接口實時8視頻監控數據聯通及時調用9人員上報前置庫+Webservice接口實時10公眾上報前置庫+Webservice接口實時11監察信息前置庫+Webservice接口實時12執法信息手工錄入+批量導入定期13非結構化數據附件上傳不定期…………1結構化數據圖形化數據3 互聯網爬互蟲聯數網據爬采蟲集數據采集2 人工調查數據采集調查作業 數據整理數據入庫云大數據中心建設一張圖：核查全覆蓋一張圖：核查全覆蓋面向管理：基于3D高清衛星圖對林地、動物、環境、生態、災害、案例、人員、車輛等可視呈現與動態監管。3D立體資源展示一張圖一張圖：資源、設備、人員、樹木等一張圖3D立體設施展示一張圖一張圖：資源、設備、人員、樹木等一張圖一平臺：業務全覆蓋一平臺：業務全覆蓋面向縣級林業部門：提供統一的智慧林業云平臺服務，實施屬地化、分級化、協同化的智慧管理智慧林業云服務平臺森林資源監管子系統1林火紅外監測報警子系統23 巡護管理子系統4 視頻監管子系統全民保護子系統5應急指揮調度子系統6一平臺：智慧林業物聯網平臺基于3DGIS引擎結合二維/三維高清衛星地圖、谷歌衛星地圖、天地圖為支撐并疊加各類森林資源，構建“森林資源監管子系統”，分別面向各市、各縣、各鄉鎮、各管護站多級行政單位提供可視化、分級化、協同化的基礎資源、森林資源、設施設備、物資人員空間地理分布數據，實時接入和動態展示人、車軌跡和實時位置信息，提供分級化的各類基礎圖層、資源圖層、專題圖層的綜合展示和資源監管。森林資源監管子系統整合接入紅外火災探測器、環境探測器、物聯網網關等野外前端物聯網設備及通信數據，構建“林火紅外監測報警子系統”，面向各縣、各鄉鎮級單位用戶提供可視化、分級化、智能化的早期林火紅外火災監測報警、生態環境信息展現、物聯網設備監管和業務綜合應用。林火紅外監測報警子