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1.小班區(qū)劃

      基于互聯(lián)網(wǎng)+遙感覆蓋+基礎(chǔ)地理信息+土壤+氣候氣象+微樣地信息+固定樣地信息+水文地質(zhì)信息等數(shù)據(jù)，將森林生態(tài)系統(tǒng)按行政管理區(qū)域為省（直轄市、區(qū)）——地（市、國有大林業(yè)局）——當?shù)兀▍^(qū)、國有大林場），以當?shù)兀▍^(qū)、國有大林場）為森林資源管理的基本單元，自動區(qū)劃為營林區(qū)——林班——小班，智慧林業(yè)云計算平臺可直觀反應(yīng)出小班區(qū)劃情況。

2.林業(yè)/場3D建模

     利用高分辨率遙感或無人機影像數(shù)據(jù)及DEM數(shù)據(jù)，實現(xiàn)當?shù)厣志坝^的三維實景可視化表達。然后把重慶市當?shù)氐男姓缇€或小班區(qū)劃界線添加到對應(yīng)的區(qū)域，以便于了解不同地區(qū)的森林資源真實分布狀況?；谏仲Y源調(diào)查數(shù)據(jù)中的森林資源現(xiàn)存量，不同樹種、林齡組等的森林資源儲存量數(shù)據(jù)添加到對應(yīng)的三維實景模型中。

3.1.智能測樹超站儀

    智能測樹超站儀是面向我國精準林業(yè)森林計測的專用儀器，它的基本組成有兩個部分：（1）基礎(chǔ)測距硬件，激光測距儀提供測距功能和BLE藍牙數(shù)據(jù)發(fā)送功能；

（2）手機及其內(nèi)置程序，手機內(nèi)置電子羅盤、陀螺儀等傳感器、藍牙BLE、1920*1080分辨率顯示屏等。能實現(xiàn)包括樹高測量、胸徑測量、樣地標定等一些林業(yè)常用測量方法。系統(tǒng)主要實現(xiàn)測量、測樹、記錄、計算、設(shè)計五大功能。

3.2 SLAM手機測樹系統(tǒng)

   SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)手機測樹系統(tǒng)是以控制(Control)及觀測(Observe)為輸入，在未知環(huán)境中未知位置構(gòu)建周圍三維地圖的同時實時估計當前運動平臺位姿的過程。Google Tango通過使用特殊硬件使智能手機能夠運行SLAM系統(tǒng)。Google Tango以運動跟蹤相機(RGB相機)及TOF相機(深度相機)作為觀測輸入、9軸的加速度/重力/羅盤傳感器估計控住輸入，并使用專用的低功率計算機視覺處理器加快數(shù)據(jù)處理過程。Google Tango使用基于RTAB-Map (Real-Time Appearance-Based Mapping)的SLAM系統(tǒng)，RTAB-Map系統(tǒng)分為前端和后端兩部分。

3.3 電動生長錐

    針對傳統(tǒng)生長錐費時費力、容易折斷、操作步驟繁瑣、無法準確快速獲取樹木年輪信息等問題，發(fā)明喬木電動生長錐內(nèi)外業(yè)一體化計測系統(tǒng)，集成Haglof樹木生長錐、卡頭、直流減速電機、電機控制器、動力鋰電池、水平助力握把、顯微攝影測年輪等部件，搭配LINTAB樹木年輪分析儀，可以進行精確、穩(wěn)定的年輪分析，實現(xiàn)樹木年齡、生長量的自動精準測定。

3.4 無人機

（1）飛鷹固定翼無人機測量系統(tǒng)FIM5.UAV-2015A

型號：FIM5.UAV-2015A

組成：固定翼無人機一架+數(shù)碼相機一臺+飛行控制系統(tǒng)，續(xù)航能力90分鐘。

應(yīng)用領(lǐng)域：林業(yè)、農(nóng)業(yè)、工程、交通、線路等

主要功能：面積測量，地形測量（1：500），地籍測量，森林資源調(diào)查，森林火災(zāi)監(jiān)測，單木樹高、胸徑、冠幅、材積測量，林分平均高、林分密度、蓄積量測量，樣地傾斜攝影。

（2）飛虎多旋翼無人機測量系統(tǒng)FIM5.UAV-2015B

型號：FIM5.UAV-2015B

組成：多旋翼無人機一架+ 數(shù)碼相機一臺+飛行控制系統(tǒng)，續(xù)航能力60分鐘。

應(yīng)用領(lǐng)域：林業(yè)、農(nóng)業(yè)、工程、交通、線路等。

主要功能：面積測量，地形測量（1：500），地籍測量，森林資源調(diào)查，森林火災(zāi)監(jiān)測，單木樹高、胸徑、冠幅、材積測量，林分平均高、林分密度、蓄積量測量，樣地傾斜攝影。

（3）工蜂多旋翼無人機測量系統(tǒng)FIM5.UAV-2015C

型號：FIM5.UAV-2015C

組成：微型多旋翼無人機一架+ 數(shù)碼相機一臺+飛行控制系統(tǒng)，續(xù)航能力15分鐘。

主要功能：面積測量，地形測量（1：500），地籍測量，森林資源調(diào)查，森林火災(zāi)監(jiān)測，單木樹高、胸徑、冠幅、材積測量，林分平均高、林分密度、蓄積量測量，樣地傾斜攝影。

重要特點：

掌上航模  經(jīng)濟配置  簡單作業(yè)  標志定位

單片解析  雙片轉(zhuǎn)換  多片聯(lián)解  自動4D

3.5 生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

      本系統(tǒng)主要是對森林生態(tài)的氣象環(huán)境信息的多點數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)廣播通訊、移動端實時顯示、歷史數(shù)據(jù)云端存儲、人工智能算法訓(xùn)練模型、云端數(shù)據(jù)分享等功能模塊組合，產(chǎn)生價值信息對森林生產(chǎn)管理等工作提供指導(dǎo)。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括：溫度、濕度、風(fēng)力、風(fēng)向、光照、大氣壓、二氧化碳、PM2.5、負氧離子等。

      系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備主要是通過各種傳感器采集數(shù)據(jù)、通過stm32單片機整理數(shù)據(jù)、通過NB-iot物聯(lián)網(wǎng)模塊把數(shù)據(jù)廣播出去，通過MQTT服務(wù)器，傳輸?shù)礁鱾€云端功能服務(wù)器。

      本系統(tǒng)的移動終端設(shè)備主要普通手機。本系統(tǒng)的云端設(shè)備主要是通訊服務(wù)器、大數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、人工智能算法訓(xùn)練服務(wù)器、管理應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)分享服務(wù)器。

    整個系統(tǒng)以窄帶物聯(lián)網(wǎng)的標準協(xié)議MQTT通訊協(xié)議為基礎(chǔ)，通過訂閱發(fā)布通訊模式把數(shù)據(jù)采集終端、移動終端、存儲云端、計算云端、管理應(yīng)用云端、數(shù)據(jù)分享云端服務(wù)等各端連接起來，實現(xiàn)各端的及時、穩(wěn)定、可靠、低成本數(shù)據(jù)傳輸。

（1）氣象監(jiān)測

      氣象監(jiān)測裝備，可以空載(無人機載貼林冠飛行采集環(huán)境數(shù)據(jù)），可以固定，安置于樹上監(jiān)測環(huán)境與林火，可以移動，護林員、防火員攜帶巡視，主要可以實時測定氣溫、氣壓、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、CO2、O-、PM 2.5等。

（2）土壤監(jiān)測

     土壤監(jiān)測，主要是研制C,N,P,k,h含水率、pH值等,需要與智能手機聯(lián)機，在3D RS-GIS-GNSS圖上進行定位并監(jiān)測。

（3）水環(huán)境監(jiān)測

      水環(huán)境監(jiān)測的傳感器主要是固定或移動探測水體中的PH值、五日生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、懸浮物、總磷、總氮，還有一些工業(yè)廢水需要檢測石油化工洗滌劑、重金屬（汞、鉛、鉻、鎳、硒、砷、釩、鉈、鉍、金、鉑、銀等）、油類物質(zhì)、有機和無機化學(xué)藥品、死亡有機質(zhì)、酸類（如：硫酸）等因子。

4.1 小班生長指數(shù)計算

（1）多元統(tǒng)計生長模型

     為實現(xiàn)森林資源的經(jīng)營管理和可持續(xù)發(fā)展，需要及時準確地掌握森林資源狀況，尤其是資源數(shù)據(jù)的動態(tài)變化情況及樹木生長與立地環(huán)境之間的關(guān)系。根據(jù)具體的森林資源狀況，擬通過當?shù)囟嗥诠潭拥匾活愓{(diào)查數(shù)據(jù)，將立地環(huán)境、地理位置等復(fù)雜信息劃分為生長格局（立地）指數(shù)以及生長結(jié)構(gòu)（地位級）指數(shù)，研建地區(qū)主要喬木胸徑生長模型。計算公式如下：

（2）智能生長模型

      根據(jù)地區(qū)一類清查數(shù)據(jù)，將環(huán)境因子進行歸一化處理。并通過多期調(diào)查數(shù)據(jù)的生長量，建立地區(qū)主要樹種組的深度學(xué)習(xí)生長模型。

    DNN模型中fc是指Fully Connected（全連接層），樣木的環(huán)境因子通過全連接層提取出環(huán)境特征X。樣木的前兩期生長增量與環(huán)境特征X共同送入RNN模型，提取序列特征h，并將其送到全連接層，計算得到第三期生長增量y。為了增加模型的非線性表達力，添加激活函數(shù)tanhx。

  4.2  小班林火指數(shù)

4.3 小班理想林設(shè)計

無林地營造理想林

     針對人工混交林比純林可充分利用光能和地力、改善林地立地條件、促進林木生長、增強林木抗逆性、更好發(fā)揮林地生態(tài)效益和社會效益等，創(chuàng)建人工純林改造為理想林設(shè)計方案顯得尤為重要，在純林營造理想林的實踐中，一方面需滿足混交面積比等于設(shè)計或調(diào)查的株數(shù)密度比。為增加生物多樣性，應(yīng)注意提倡多樹種混交，多類型混交，立體混交。另一方面，齡級因為立地條件和地位級不同，同齡級在徑階上會差異很大，因此更確切的說，要引入全徑階（小、中、大、特大徑階）的森林為理想的森林造林模式。在純林改造之前，需對純林進行初始調(diào)查，將小班內(nèi)的樹木依徑階分為 5cm、 15cm、25cm、35cm 徑階。測定小班樹種組成，立地參數(shù)，生長指數(shù)，平均胸徑，以及各徑階現(xiàn)實密度。

       純林改造為理想林，樹種組成依據(jù)常見混交原則，主要樹種占60%，混交樹種占40%，或主要樹種占70%，混交樹種占30%或主要樹種占80%，混交樹種占20%為最佳，選取樹種時注意適地適樹?；谏中“嗷A(chǔ)信息、主要喬木生長模型及生長時間表，推算現(xiàn)有林分條件下的森林理想分布模式，得到理想的初始密度。

      人工純林經(jīng)過間伐與補植可逐漸達到理想的異齡混交林模式，結(jié)合樹木生長到不同徑階需要的時間，通過空間合理采伐與補植，并對林分進行評價，最終實現(xiàn)林分達到理想分布狀態(tài)，主要改造步驟如下：

      為實現(xiàn)林分達到理想狀態(tài)，需進行空間合理采伐與補植，小班內(nèi)主要樹種和混交樹種平均胸徑不同，采伐與補植密度以及進入理想林所需時間不同，具體如下： 

（1）當小班內(nèi)主要樹種和混交樹種平均胸徑小于15cm時，與該小班樹種理想分布進行比較，當現(xiàn)實分布與理想分布差異較大時，間伐并補植萌生混交樹種及優(yōu)勢樹種，第一次間伐在t15時強度以(N15*-2N15)*d15為基準并補植2N05株胸徑為5cm的該樹種，第二次間伐在t25時強度以N15*d25+N05*d15為基準并補植N05株胸徑為5cm的該樹種，第三次間伐在t35時強度以(N15-N35)*d35+(N05-N25)*d25+(N05-N15)*d15為基準并補植N05株胸徑為5cm的該樹種，則在t35后逐漸進入理想林狀態(tài)。

（2）當小班內(nèi)主要樹種和混交樹種平均胸徑大于15cm小于25cm時，與該小班樹種理想分布進行比較，當現(xiàn)實分布與理想分布差異較大時，間伐并補植萌生混交樹種及優(yōu)勢樹種，第一次間伐在t25時強度以(N25*-2N25)*d25為基準并補植2N05株胸徑為5cm的該樹種，第二次間伐在t35時強度以 (2N25-2N35)*d35+(2N05-2N15)*d15為基準并補植N05株胸徑為5cm的該樹種，第三次間伐在t05時強度以 N35*d35+(2N15-N25)*d25+(N05-N15)*d15為基準并補植N05株胸徑為5cm的該樹種，則在t05后逐漸進入理想林狀態(tài)。

（3）當小班內(nèi)主要樹種和混交樹種平均胸徑大于25cm小于35cm時，與該小班樹種理想分布進行比較，當現(xiàn)實分布與理想分布差異較大時，間伐并補植萌生混交樹種及優(yōu)勢樹種，第一次間伐在t35時強度以(N35*-N35)*d35為基準并補植3N05株胸徑為5cm的該樹種，第二次間伐在t05時強度以(3N05-2N15)*d15為基準并補植2N05株胸徑為5cm的該樹種，第三次間伐在t15時強度以(2N15-N25)*d25+(2N05-N15)*d15為基準并補植N05株胸徑為5cm的該樹種，則在t15后逐漸進入理想林狀態(tài)。

     綜合考慮貨幣時間價值，合理設(shè)計擇伐周期，保證年收益最大。

     另外，在選擇擇伐對象時，要選擇大徑木（d＞37cm）中競爭生長量最小者，或超過理想分布的小、中徑階為擇伐對象木（目標樹），即此時擇伐工作量最小。擇伐強度上針葉一次擇伐量大于30m3，闊葉大于50m3或滿足采伐徑階收獲量最大。

林火管控

      在研究區(qū)域范圍內(nèi)各個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)之中設(shè)置林火巡檢管理平臺，其通過GPS衛(wèi)星定位手機自動或手動上報信息，實時接收各監(jiān)測終端上報的各類監(jiān)測信息，自動分析監(jiān)測信息。還能及時向管理中心反饋巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的各種事件，并標明準確的位置，在發(fā)生危及森林管護人員人身及生命安全的突發(fā)事件時，能一鍵報警發(fā)送緊急求救信號，標明準確的位置，給營救人員提供準確的定位信息。

 森林病蟲害防治

區(qū)域GEP核算

     核算指標包括三部分，分別為：調(diào)節(jié)服務(wù)、供給服務(wù)、以及文化服務(wù)。

①供給服務(wù)的核算通過林木產(chǎn)品供給價值來體現(xiàn)；

②調(diào)節(jié)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要功能，包括水土保持、涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、凈化空氣、生物多樣性保護等；

③文化服務(wù)是生態(tài)文明建設(shè)的重要方面，集中體現(xiàn)在森林康養(yǎng)價值的核算。