数字林业技术在退耕还林的应用

摘要：数字林业技术对于保质保量完成退耕还林计划，实现国土绿化战略目标有着重要的意义。通过将林业特征用数字化方式呈现，可将林业位置地理坐标化，退耕还林可视化，退耕还林信息化。基于此，结合最前沿的数字林业技术，根据目前退耕还林工作存在的不足，提出数字林业技术在退耕还林中应用的创新策略，实现数字林业向智慧林业的蜕变。

关键词：数字林业；林业技术；退耕还林；智慧林业

实践证明，退耕还林战略带来的生态效益巨大，有效治理了水土流失等问题，构建了坚实的生态屏障，大大减少了自然灾害［1］。推动退耕还林以来，不仅带来了显著的生态效益，而且粮食单产也有所提高，提升了农业集约化水平［2］。要想达到十四五国土绿化24.1%的目标，就要推进退耕还林，但当前退耕还林中仍存在一些乱象，基层治理水平有待提升，缺乏统筹安排，前紧后松，毁田造林现象仍然突出。采用数字林业技术不但能够提高退耕还林效率，改善造林质量，而且还能整体提升我国生态文明工程建设水平［3］。因此，在未来的退耕还林工作中，要通过搭建立体化技术性平台，因地制宜，宜粮则粮、宜林则林，提升退耕还林的决策、经营、管理水平。

1数字林业技术在退耕还林中的应用价值

1.1实现退耕还林的提质增效

以林业数据库建设和电子政务系统为中心，为退耕还林提供全面的解决方案，方便快速进行造林图规划，提升规划效率，降低设计经费，便于优化退耕还林方案，能够将传统林业的职能部门、各个领域及各类信息、人力、财力资源融合起来。使用信息技术手段实现资源整合，可为退耕还林的决策、经营、管理和养护提供支持。数字林业技术基于遥感（RemoteSensing，简称RS）、地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）、全球定位系统（GlobalPositioningSystem，简称GPS）等技术，能够实现林业数据信息采集的规范化和标准化，结合数据库技术，进行精准动态管理，随时掌握资源变化状况。计算机算法对于林木进行识别可以大幅提高精准度［4］，还可以结合可视化技术进行实时监控，采用虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术进行模拟，在实现对退耕还林进行精准定位的同时，大幅提高数据管理效率，构建可视化网络结构，充分退耕数据共享，为退耕还林工作提供充分的保障。使用者可以根据退耕还林的要求实时查询信息，了解土地利用现状，进行精准规划管理，更好地指导退耕还林工作。

1.2解决传统退耕还林中的问题

当前退耕还林中用蛮力的现象仍广泛存在，仍存在很多毁田造林现象，这本质上反映了退耕还林的粗放性模式和治理不到位。同时，地方规划不细，补偿方案不明确，前松后紧，工作中缺乏统筹协调。新一轮退耕还林每667m2补助1200元，补贴力度较大，因此也易滋生补贴乱象。此外，退耕还林的科学性也不足，导致有好耕地被退，但是不适应耕种的草地却仍然在种植粮食。而应用数字林业技术，毁田造林突击完成指标等现象就可以得到有效治理。将林业资源数据落实在山头地块，确定林业资源的分布，退耕还林的地点，制定科学的方案。数字林业技术还能够更好地建立退耕还林的技术标准，综合考虑坡度、土质、环境，实现地尽其用，同时促进信息共享，采用数字技术进行实施监控，林业部门可以直接调取退耕还林的可视化信息，避免毁田造林等现象的发生。

1.3数字林业技术推进现代林业的跨越式发展

数字林业是传统林业向现代林业飞跃的核心技术。通过统一规划、标准、平台和管理，推动退耕还林从数字化向智慧化发展，有利于推动智慧林业建设［5］。从退耕还林方案制定、林业资源监管到应急防控等多个方面都实现了智慧管理，改变传统人工管理方式，通过社会化终端设备打造一体化网络管理系统，创新智慧发展模式，有利于搭建林业信息高速公路，增加退耕还林的应用领域，连接进入森林公安办案系统、森防系统，提供多元化服务。通过系统可以进行法律法规查询、行政案件办理、执法人员管理，能够实现退耕还林的系统化长效管理，构建稳定的森林生态系统。

2数字林业技术在退耕还林中的创新应用策略

2.1建立和完善退耕还林数据库

充分利用大数据、云计算和物联网等新技术，完善退耕还林数据库管理。我国退耕还林信息异常复杂和庞大，各地区差异巨大，地质条件和气候各异，植被林木种类多样，因此要建立大数据的支持。充分应用数据库技术，加入各种各类退耕还林的数据信息，提供相关技术支持，并通过信息共享实现管理部门的联网协同，构建庞大的信息资源网络。采用可视化技术，将图像作为最重要的建库数据，根据退耕还林的新业务需求和新变化，完善相关标准和规划［6］。在林业调查工作中，结合物联网、无人机拍摄等技术，进行绘图，改变传统人工绘图的弊端。例如，结合无人机摄影系统对造林区进行三维建模，将精度控制在2.4mm以内，以提高建模效率［7］。在未来的退耕还林工作中，要结合智慧林业的技术前沿趋势，利用固定监测设施、无人机、智能监测机器人等技术设备，实时采集林业数据，传输到数据库后台，进行平台化管理。同时，做好退耕还林数字的档案管理，构建数据资料模块，现场核实后立刻变更到数据库中，以应对退耕还林中的虚报和瞒报问题。

2.2做好退耕还林调查和规划工作

采用3S技术（RS、GIS、GPS）获得地表信息，对退耕还林资源进行精准定位。在退耕还林前，就要分析种植地的地理环境，了解土壤性质和水土条件，确定该地区是否适合退耕还林，综合分析其生态效益。根据土壤结构推荐树种，比如深厚土壤可以种植经济型树种，贫瘠土壤宣传防护林。如果坡度较陡，就要选择低矮灌木和乔木，如果地势平坦，可以种植高达树木。对于沙漠化地带，要覆盖乔木灌木等淤防沙植被，对于水土流失严重的地带，要种植水土保持的植被。同时，要深入考察半干旱等恶劣气候下，选取成活率高的树种，及克服不利的环境条件等，切记盲目进行退耕还林。此外，要对我国国土绿化的现状进行全面调查，以此作为退耕还林规划的依据，确定数据资料模块，优先选择原有草原地带、灾毁无法耕种的区域、坡度较高的山地、水土流失严重的地区、亟需水源涵养和生态恢复的地块及能够构建绿色生态屏障的位置作为退耕还林带。各部门要通过数字化平台，统一进行退耕地块的核实、认定、变更、调整、调减和建库等工作，严格避免毁田造林等问题。关键是做好统筹布置，提前进行退耕还林规划，通过一张图的集成化管理实现专业协同。

2.3利用数字林业技术加强林业生态文明建设

数字林业技术是促进林业可持续发展的根本保障，在造林和林业养护工作中，要持续应用该技术。在造林方面，结合移动互联网平台的技术优势和模式优势，推动全民参与退耕还林计划，鼓励民众以捐赠、投资和亲自参与等方式参与到种树造林工作中。根据平台的专业技术指导，深入推进种植工作，提高社会参与度。在林业养护方面，提高系统集成化水平，实现各部门的协同管理，增加新科技含量，实现对林业资源的动态化监测。采用数字化技术降低养护成本，提高养护管理效率，优化林业种植结构。在病虫害防治方面，利用智慧系统进行林业检测，如使用高智能监测基站、虫情测报设备、小气候采集系统、病虫害终端采集设备、远程诊断系统及智能识别软件，对林业病虫害进行识别和判断。在森林防火方面，利用遥感系统对森林火灾进行预测和判断，建立森林火灾的基本模型，制定前瞻性的应对措施，提前将火灾扼杀在萌芽中，一旦发生火灾，救援人员可根据数据进行合理部署。

2.4强化退耕还林的数字化管理工作

1）要利用各个信息网络平台充分进行推广还林的宣传和普法工作，在全社会范围内建立生态环保意识，为当地居民及时推送退耕还林的重要信息，使村民参与到监督工作中，对盗砍盗伐、弄虚作假等现象起到遏制作用。2）结合在线旅游等系统，打造创新的智慧林业生态，不断优化林业产业的经济结构，鼓励当地居民发展林下经济。例如，种植食用菌、经济作物和药材等，提高农民退耕还林的积极性，改变传统农业依赖粮食作物的局面。3）推动林业政务的全程电子化，逐渐推动数字化管理，做好信息公开，提升透明度。例如，退耕还林补偿金的发放情况，当年指标的完成进度等。

3结语

数字林业技术会给林业带来飞跃性的发展，退耕还林是财政投入巨大的生态工程，目前已经进入成功巩固阶段。要想高质高效地完成退耕还林技术，避免毁林造田和对退耕林的破坏，更好地实现其生态效益和社会效益，就要充分利用数字林业技术，推动退耕还林的模式创新。

参考文献：

［1］王钰，王爽宇.中国20年退耕还耕还草5亿多亩［J］.中南林业科技大学学报，2019，39（10）：2.

［2］郑雪，姚顺波，鲁亚楠.退耕还林工程对粮食生产的影响：以山西省为例［J］.水土保持通报，2020，40（02）：245-252.

［3］郭巧霞，田伏红，邢志军.数字林业技术在退耕还林工程中的应用研究［J］.种子科技，2020，38（15）：125.

［4］黄鹏桂，赵璠，李晓平，等.基于计算机的木材特征提取和分类识别技术研究综述［J］.世界林业研究，2020，33（01）：44-48.

［5］梅路俊.林业管理由"数字林业"向"智慧林业"发展的思考［J］.华东森林经理，2019，33（04）：37-38.

［6］先文娟.《数字林业数据库省级图像库建设技术规程》修订要点简析［J］.内蒙古林业调查设计，2019，42（03）：60-62.

［7］曹明兰，李亚东，冯海英，等.倾斜摄影与激光扫描技术结合的3D森林景观建模［J］.中南林业科技大学学报，2019，39（12）：16-21.

作者：叶阳阳 单位：中国铁路哈尔滨局集团有限公司农林管理所