東北林業(yè)大學(xué)：為綠水青山筑起“智慧”防線

近日，在黑龍江省通北林業(yè)局的廣袤林區(qū)，一架無人機(jī)按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)從機(jī)巢起飛，開始日常巡護(hù)。它傳回的高清畫面實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控系統(tǒng)中，這讓守護(hù)了這片林海四十余載的護(hù)林員狄方來感觸頗深。如今，他無需再像過去那樣頂風(fēng)冒雪實(shí)地巡林，在值班室內(nèi)就能掌握整個(gè)林區(qū)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

“過去巡山，全靠?jī)蓷l腿丈量，一天走幾十里山路，回到管護(hù)站累得倒頭就睡，可即便這樣，林子深處的角落還是難免有巡查死角?！钡曳絹碇钢聊簧蠈?shí)時(shí)回傳的林區(qū)高清畫面，語(yǔ)氣里滿是感慨，“現(xiàn)在有了無人機(jī)這個(gè)‘天眼’，林子里的樹木長(zhǎng)勢(shì)、是否有異常火情，甚至是偷偷闖入的外來人員，都能看得一清二楚，巡護(hù)效率翻了好幾倍！”

狄方來工作的“智變”，源于東北林業(yè)大學(xué)智慧林業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶來的技術(shù)革新。這場(chǎng)革新，正悄然重塑著我國(guó)林業(yè)管理的傳統(tǒng)模式，為守護(hù)綠水青山筑起一道堅(jiān)實(shí)的“智慧防線”。

破局傳統(tǒng)困境：智慧林業(yè)的“頂層設(shè)計(jì)”

“當(dāng)前，科技浪潮正推動(dòng)各行業(yè)加速變革，林業(yè)作為生態(tài)文明建設(shè)的核心領(lǐng)域，也面臨著從‘人力驅(qū)動(dòng)’向‘智能驅(qū)動(dòng)’、從‘粗放管理’向‘精細(xì)治理’轉(zhuǎn)型的迫切需求。”黑龍江省生態(tài)文明建設(shè)與綠色發(fā)展智庫(kù)專家、東北林業(yè)大學(xué)智慧林業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、林學(xué)院黨委書記孫龍指出。

由于林地面積廣闊、生態(tài)要素復(fù)雜，傳統(tǒng)林業(yè)管理中，生態(tài)指標(biāo)、氣象變化、植被生長(zhǎng)等數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)，形成一個(gè)個(gè)“數(shù)據(jù)孤島”，難以支撐科學(xué)決策。而“智慧林業(yè)”的核心，就是打破這種零散的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，構(gòu)建一套貫通“感知-決策-服務(wù)”全鏈條的一體化體系。

“我們以學(xué)校生態(tài)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)研發(fā)中心為技術(shù)依托，整合多學(xué)科力量進(jìn)行系統(tǒng)性攻關(guān)?！鄙鷳B(tài)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)研發(fā)中心主任周源介紹，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年調(diào)研與實(shí)踐，設(shè)計(jì)出“1+1+1+N”的智慧林業(yè)總體框架。

第一個(gè)“1”是構(gòu)建一套“空-天-地”立體感知系統(tǒng)，天上接入衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)捕捉植被覆蓋變化、大范圍火點(diǎn)預(yù)警等宏觀動(dòng)態(tài)；空中依托無人機(jī)管理系統(tǒng)，完成巡檢航線智能規(guī)劃、高清影像實(shí)時(shí)回傳與自動(dòng)化分析；地面部署紅外相機(jī)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀、智能蟲情測(cè)報(bào)燈等設(shè)備，精準(zhǔn)采集動(dòng)植物活動(dòng)、水文環(huán)境、病蟲害發(fā)生等微觀數(shù)據(jù)，三者協(xié)同織就一張無死角的林區(qū)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。第二個(gè)“1”是搭建一個(gè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)，將感知系統(tǒng)收集的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理、整合存儲(chǔ)，形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口供不同業(yè)務(wù)調(diào)用，由此打破數(shù)據(jù)壁壘，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第三個(gè)“1”是打造一個(gè)綜合調(diào)度平臺(tái)。作為智慧林業(yè)的“大腦”，平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)、智能分析研判與應(yīng)急指令下發(fā)，讓林業(yè)管理從“被動(dòng)響應(yīng)”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)預(yù)判”?！癗”就是系統(tǒng)可支撐多個(gè)具體應(yīng)用場(chǎng)景，包括森林資源監(jiān)測(cè)、林火防控、碳匯評(píng)估、生物多樣性保護(hù)等，確保技術(shù)體系精準(zhǔn)對(duì)接行業(yè)實(shí)際需求。

技術(shù)落地：從實(shí)驗(yàn)室到林海的“破圈”

智慧林業(yè)的價(jià)值，最終要在解決行業(yè)痛點(diǎn)中體現(xiàn)。研發(fā)專班的項(xiàng)目已經(jīng)在黑龍江帽兒山林場(chǎng)、涼水國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等校屬林場(chǎng)，大興安嶺林草局、龍江森工集團(tuán)、內(nèi)蒙古森工集團(tuán)等多個(gè)林業(yè)部門實(shí)踐應(yīng)用。

在黑龍江省通北林業(yè)局，基于機(jī)巢的無人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)不僅將巡護(hù)效率提升3倍以上，還大幅降低了護(hù)林員在惡劣天氣下巡山的安全風(fēng)險(xiǎn)，目前已在當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，年節(jié)省人力成本超百萬元。在大興安嶺林區(qū)，系統(tǒng)可提前7天預(yù)測(cè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并精準(zhǔn)定位火點(diǎn)位置，為森林防火工作提供了有力技術(shù)支持。

項(xiàng)目的技術(shù)探索始終與國(guó)家戰(zhàn)略同頻共振。為服務(wù)“雙碳”目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“雙碳”綠色發(fā)展平臺(tái)，為龍江森工碳資產(chǎn)公司實(shí)現(xiàn)了林業(yè)碳匯項(xiàng)目從基線調(diào)查、碳儲(chǔ)量計(jì)算到項(xiàng)目申報(bào)、監(jiān)測(cè)核查的全鏈條數(shù)字化管理。以往需要3個(gè)月才能完成的碳匯項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件，如今通過平臺(tái)僅需幾分鐘即可完成，效率大幅提升。

在生物多樣性保護(hù)領(lǐng)域，智慧保護(hù)區(qū)管理系統(tǒng)已在黑龍江涼水國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、黑龍江南北河省級(jí)自然保護(hù)區(qū)等地部署。通過紅外相機(jī)智能識(shí)別、動(dòng)物活動(dòng)軌跡分析等技術(shù)已發(fā)現(xiàn)獸類活動(dòng)10萬余次，國(guó)家二級(jí)以上保護(hù)鳥類超135種，這些翔實(shí)的數(shù)據(jù)為保護(hù)區(qū)管理決策提供了科學(xué)依據(jù)。

值得一提的是，項(xiàng)目建設(shè)中形成的裝備基礎(chǔ)和積累的數(shù)據(jù)資源，已向校內(nèi)各科研團(tuán)隊(duì)開放共享，顯著提升了學(xué)校的科研和教學(xué)支撐能力。

產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同：為智慧林業(yè)“育人才、謀長(zhǎng)遠(yuǎn)”

一系列成果的背后，是東北林業(yè)大學(xué)在科研組織機(jī)制上的創(chuàng)新突破。團(tuán)隊(duì)打破學(xué)科界限，組建起一支融合林學(xué)、計(jì)控、動(dòng)保、機(jī)電等多領(lǐng)域?qū)＜业摹翱缃畿妶F(tuán)”，形成“問題導(dǎo)向-協(xié)同攻關(guān)-成果轉(zhuǎn)化”的閉環(huán)模式。學(xué)校與黑龍江省測(cè)繪地理信息局、省高分中心等部門建立戰(zhàn)略合作，確保衛(wèi)星遙感、地理信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的持續(xù)供給；與地方林草一線生產(chǎn)單位深度合作，讓科研方向始終緊跟產(chǎn)業(yè)需求，避免“實(shí)驗(yàn)室里的技術(shù)”與實(shí)際脫節(jié)。

這種“需求導(dǎo)向、跨學(xué)科協(xié)同”的科研模式，也反哺了人才培養(yǎng)。2024年，東北林業(yè)大學(xué)新增“智慧林業(yè)”本科專業(yè)，課程設(shè)置既涵蓋林學(xué)基礎(chǔ)理論，又融入人工智能、大數(shù)據(jù)、無人機(jī)應(yīng)用等前沿技術(shù)，并將智慧林業(yè)項(xiàng)目案例納入教學(xué)實(shí)踐。“我們希望培養(yǎng)的不是只會(huì)‘紙上談兵’的學(xué)生，而是能扎根林區(qū)、用技術(shù)解決實(shí)際問題的復(fù)合型人才?！睂O龍說。

“智慧林業(yè)的實(shí)踐證明，以國(guó)家戰(zhàn)略為引領(lǐng)，進(jìn)行系統(tǒng)性、一體化的頂層設(shè)計(jì)，是推動(dòng)林業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵。”東北林業(yè)大學(xué)黨委常委、副校長(zhǎng)李明澤表示，經(jīng)過多年探索，學(xué)校正在形成一套可復(fù)制、可推廣的智慧林業(yè)技術(shù)體系和應(yīng)用模式，其核心在于實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與林業(yè)實(shí)踐的深度融合。

“未來，東北林業(yè)大學(xué)將繼續(xù)聚焦國(guó)家重大需求，深化有組織科研，在智慧林業(yè)領(lǐng)域重點(diǎn)攻關(guān)，讓‘智慧防線’守護(hù)更多綠水青山。”李明澤說。（中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 曹曦 通訊員 勾婉婷）