编制单位： 省林草局森防站

技术支持：湖北宏辉智讯科技有限公司

编制时间：2024年5月29日

一、试验示范目的

近年来，我省林草生物灾害发生形势日趋严重，行业体系人才日趋短缺，有害生物监测实效性、精.准性要求不断提高，传统的技术方案、监测标准、工作模式等已经不能适合当前形势需要。按照国家林草业和草原局林草防治总站的《关于组织开展林草生物灾害监测预报技术试验试点工作的通知》相关要求，我省为破解林草有害生物灾害监测预报存在的基层监测预报落实不到实处、监测不及时、数据不准确等突出问题，计划于2025年开展重点林草业有害生物智能监测预警技术试验示范工作。相关计划如下：

二、试验示范主要内容及目标

2.1主要监测对象

根据我省林草有害生物发生种类、程度和范围，确定本次有害生物智能监测试验示范对象为松墨天牛、美国白蛾、红脂大小蠹等检疫性害虫，杨小舟蛾、杨扇舟蛾等杨树食叶类害虫，八齿小蠹、六齿小蠹、十二齿小蠹等多种蛀干类小蠹，春尺蠖等爬树害虫，松毛虫，经济林果梨小食心虫、苹果蠹蛾、桃小食心虫，林草业鼠害、林草业蝗虫、草原鼠虫害、草原狼毒害草监测等几个重要方面。

2.2试验示范目标

2.2.1综合性县域有害生物智能监测试验示范

针对我省林草业有害生物发生的实际情况，选择合适的试点县，开展县域综合性林草业有害生物智能监测试验示范。

主要技术指标

（1）技术方案包含的监测对象占到我省重点林草业有害生物或国.家级测报中心站主测对象种类的80%以上。

（2）试验示范技术智能化程度达到85%以上，除了必要的人工安装、设备维护、耗材更新外，实现自动化和智能化。

（3）监测数据实时性要求：监测数据的时间精度要求到秒级，监测响应时间小于5S。

（4）监测数据全.面性要求：能涵盖有害生物种类、发生数据、相关气候数据等，相关数据可进行交互分析与集成展示，可实现县域有害生物实时动态监测一张图。

（5）监测数据准确性要求：智能化监测数据与传统监测手段监测数据相比，趋势准确率可达90%以上。

2.2.2靶标性有害生物智能监测试验示范

以 （有害生物种类）为核心，开展具有针对性的重点有害生物智能监测试验示范，建立县域 （有害生物种类）智能监测示范站，实现 （有害生物种类）监测的智能化、信息化、数字化。

主要技术指标

（1）技术方案以 作为靶标有害生物，技术方案实现该种有害生物监测85%以上的智能化程度，除了必要的人工安装、设备维护、耗材更新外，实现自动化和智能化。

（2）监测数据实时性要求：监测数据的时间精度要求到秒级，监测响应时间小于5S。

（3）监测数据全.面性要求：能涵盖有害生物种类、发生数据、相关气候数据等，相关数据可进行交互分析与集成展示，可实现县域有害生物实时动态监测一张图。

（4）监测数据准确性要求：智能化监测数据与传统监测手段监测数据相比，趋势准确率可达90%以上。

三、试验示范地点

本试验示范项目选择地点为 省 县，试验示范承担单位为 县林草局森防站，属于国家林草业有害生物中心测报站，主测对象为 。该县具有较强的技术力量和人员保障，具有 级别工程师1名，具有富有多年测报经验 及基层测报人员 名。 该单位在林草业有害生物监测防控工作中注重信息化建设，注重通过科技手段对林草业重大害虫及暴发性、社会性害虫和流行性有害生物的监测，通过科学的监测指导林草业的的管理及病虫害防治。该单位多年来积累了大量林草业有害生物历史数据和资料，具备完成好本次试验的基础条件。

四、智能监测总体技术方案

4.1技术架构

通过建立起适应现代林草业发展要求的、布局合理、技术先.进、管理高效的林草业有害生物智能监测体系，实现对林草业有害生物的实时监测、及时预警、有.效封锁和科学除治。本着符合我省林草业虫害监测体系发展现状，符合虫害监测技术规范及要求，以“先.进适用”“智能监控”“针对性解决方案” “互联互通”“全局管理”为总体设计原则。

林草业有害生物智能监测技术架构总体层次上分为4层，分别是基础设备及数据采集层、县级物联网监测预警系统、省级物联网监测预警系统、国家及物联网监测预警管理系统。

基础设施及数据采集层包括支持各类信息系统、数据库存贮运行的软硬件设施，及用户使用环境，是整个林草业有害生物监测智能化的技术基础。

软件平台分为县级-省级-国.家级三层，是实现系统整合、信息共享的关键，是连接数据库与应用系统功能的纽带，通过信息交换和协同工作，将各类基础性的数据、共性的信息访问操作、通用数据处理方法等形成标准接口，为各类应用系统服务。解决以往监测管理系统开发过程存在的信息孤岛、无法互联互通，数据交互分析难的问题，提高信息资源共享程度，使各系统更具实用性。

图1林草业有害生物监测系统总体布局

4.2智能监测设备选型

4.2.1有害生物监测需求分析

根据我国林草业有害生物发生情况，结合具体的有害生物生物学特性及监测方法，从监测技术的角度，可以将有害生物分为以下几类。

表1：林草业有害生物现有监测技术分类

4.2.2有害生物智能监测设备选型

通过对林草业有害生物的生物学特性和监测技术手段进行分析，在监测技术上可分为引诱剂靶标害虫智能监测技术，灯诱智能监测技术，移动调查APP，爬树害虫智能监测技术，鼠害、蝗虫、毒害草等基于视觉采集与人工智能的专用监测技术等。

图2智能监测技术体系解决方案

表2智能监测技术体系表

4.2.3有害生物智能监测设备功能要求

（1）引诱剂靶标害虫远程实时监测系统

（2）灯诱害虫远程实时监测系统

（3）树干爬树害虫监测系统

（4）鼠害智能监测技术

（5）草地鼠洞智能监测技术

（6）蝗虫智能监测技术

（7）小气候实时监控

（8）生境远程监控

4.3软件系统选型

4.3.1软件系统架构

软件系统关键在于应用，国家-省-县级系统的业务智能不同，应用关注层次不同，功能、布局及可视化展示形式也不相同。通过对行业各层级工作流程的分析，针对性的进行信息化改造，才能在应用中实现由人工操作到智能化管理的转变。

软件系统总体架构

基于有害生物智能采集的物联网系统，具备数据查询、汇总、分析、上传以及数据分析与展示、地理信息系统分析、考核评价、任务管理、系统管理等功能。系统具有可兼容性、可扩展性，提升病虫害监测预警综合管理能力。

（一）有害生物物联监控系统

有害生物监控一张图，大屏交互展示。

智能监测数据管理与分析

物联网设备数字化监管

病虫预报发布服务

移动APP查询展示

数据共享和交流

（二）监测体系管理系统

国.家级-省级监测站点管理

行业-体系信息管理

有害生物信息查询

（三）森防任务管理系统

监测任务管理

项目建设任务管理

其他任务管理

（四）与其他系统及国家系统数据对接服务管理

4.3.2软件系统功能

功能1:实时展示系统

实时大屏展示是物联网监测系统的门户，实现区域内有害生物智能监测系统的全局网格化、模块化展示。所有数据实时动态通过大屏进行展现，提供最及时，最准确的有害生物数据分析结果，具体有以下功能开发：

（1） 展示测报站点位置，展示测报设备数量及位置。

（2） 展示实时预警信息。

（3） 展示灯诱监测七日至三十日内实时种群饼图。

（4） 展示灯诱监测七日至三十日内发生情况趋势图。

（5） 展示性诱监测七日至三十日内发生情况趋势图。

（6） 展示鼠害七日至三十日内实时种群数量饼图。

（7） 展示鼠害七日至三十日内实时数量趋势图。

（8） 展示气候七日至三十日内发生情况趋势图。

（9） 展示生境实时视频流。

（10） 展示春尺蠖七日至三十日内实时数量趋势图。

（11） 滚动展出最.新春尺蠖采集图片。

功能2:地图展示系统

该模块实现地图与设备数据的交互管理和展示，用户可以通过地图上最直接简单的方式管理其权限下的所有设备，可以获得的信息有：设备种类信息，关联数量信息，位置信息。可供接入的设备有：性诱监测仪、物联网测报灯，小气候，生境监控，孢子捕捉仪，鼠害监测仪，蝗虫监测仪，迁飞性害虫高空灯，无人机管理系统，具体有以下功能开发：

在地图上点击设备图标，即可出现设备当前的实时监测信息，可以获得信息有：设备类型，安装位置，所属区域，安装时间，网络状态，实时监测信息，7日内监测数据汇总与分析。

（1） 展示该全县下测报设备种类及位置。

（2） 展示测报设备运行状态。

（3） 单击设备跳出设备详情页，展示设备具体位置，小地名，安装时间，实时数据。

（4） 支持跳转设备管理页，支持远程查看设备各组件运行状态，支持远程控制，支持设备在线安装及移除。

功能3:物联网测报灯管理系统

灯诱数据管理。支持地点、时间、实时图片，数量填报等数据管理。图片可通过人工识别和机器识别两种方式进行数据统计，多维度保证数据准确性，数据可通过饼图，柱状图，曲线图实现不同有害生物单独分析，交互分析，历史数据环比分析，历史数据同比分析，未来发生情况预测分析等功能，具体有以下功能开发：

（1） 单台设备数据分析。

（2） 多台数据交互分析。

（3） 实时图片数据管理，智能识别结果鉴定，人工辅助鉴定。

（4） 地区虫害数据种群及程度分析。

（5） 历史数据发生趋势分析。

（6） 数据导出。

功能4:性诱害虫数据管理系统

支持地点、时间、害虫种类、数量、有害生物图片等性诱数据查询。兼容自动感应计数和内置摄像两种性诱设备，用户可通过报表管理自动感应计数的害虫数量报表，可通过图片管理功能查看自动采集的图片，并可通过人工智能机器识别的功能实时对图片数据进行分析。

报表数据可通过饼图，柱状图，曲线图实现不同有害生物单独分析，交互分析，历史数据环比分析，历史数据同比分析，未来发生情况预测分析等功能。

用户可通过系统远程管理设备，可以获得位置信息，监测害虫种类信息，网络状态，实时环境信息，可通过系统对设备发出远程开关机，数据上报规范等指令，具体有以下功能开发：

（1） 性诱靶标害虫种类管理。

（2） 诱剂管理。

（3） 单台设备数据分析。

（4） 多台数据交互分析。

（5） 地区虫害数据种群及程度分析。

（6） 历史数据发生趋势分析。

（7） 数据导出。

功能5:鼠害智能监测系统

视频采集信息管理及图像识别。支持对终端采集视频数据的存储，分割、数据提取，图像识别，鼠种鉴定，身体指标分析、鼠群密度分析、鼠群结构分析。可通过系统远程对鼠害设备进行管理，查看运行运营位置，实时运行环境信息，电量信息，网络状态信息等，具体有以下功能开发：

（1） 鼠害种群结构分析。

（2） 鼠害群落演替分析。

（3） 鼠害发生趋势分析。

（4） 鼠害发生程度热力分析。

（5） 鼠害发生趋势预测。

（6） 视频查看与管理。

（7） 单鼠种或多鼠种分布查询

（8） 不同生境下的鼠害群落结构分析

（9） 不同生境下的鼠害发生程度分析

功能6：蝗虫数据管理系统

通过电子感应或图像采集识别两种方式实现蝗虫数量的统计，支持数据分析，报表管理、报警记录，密度显示等功能。

功能7：气象数据管理系统

支持温湿度、光照、风速、风向、雨量等8大环境气象因子数据管理与查看。可以实时查看环境数据情况，也可通过选择时段，进行历史信息回放与趋势图统计分析。

功能8：生境数据管理系统

支持局域生境视频监控信息管理。支持地点、时间、视频等数据管理。可以通过区域、设备号等信息对设备进行管理，通过云台控制系统远程调节摄像头方向，焦距等，支持水平360度旋转和垂直180度旋转。可以通过小窗口或全屏展示。

功能9：用户管理系统

用户管理系统主要作用是进行用户信息管理、身份认证、用户权限设置、数据展示权限设置及账号管理，具体有以下功能开发：

（1） 用户信息管理，新建用户时可以添加用户信息，包含管理员信息，直接用户信息，分享用户信息，上级用户信息等。

（2） 身份认证对应信息保密管理，用户可以设置保密信息，需要通过登录验证与用户身份对应方能取得数据管理权限。

（3） 权限设置，直接用户只能查看所属权限的设备，师级用户可以查看全师各监测点位数据，兵团总站具有最高权限，支持用户授权下的数据共享。

（4） 数据展示权限设置主要为对不是主要关注数据，或者不是当阶段关注数据的屏蔽管理，减少无效数据管理分析工作。

（5） 账号管理主要为用户名和密码管理，可以在取得授权情况下对密码进行更改和设置。

功能10：地区病虫害档案和病虫数据展示系统

收集、整理、汇总本地区主要病虫害的技术资料、图片资料和历史资料，以及影响病虫发生的气象资料、农业信息，完善病虫信息数据库，建立起完整的新疆兵团地区病虫害档案和病虫图谱。

（1） 基于本地林草业类别种植分布特点，将本地森防知识完整化、系统化的完成高质量数据展示与对外分享，形成本地特有的病虫害档案库和图谱数据库。

（2） 实现林草业有害生物知识资料上传和结果查询的移动终端APP查询软件。

功能11：预报情报报送系统

按发文程序和要求报送病虫预报情报，预报内容包含发生期、发生量、发生程度、分布范围、预报依据、发生面积、危害损失和防治措施等，通过不断完善病虫害预报内容，量化预报数据，图文并茂，准确反映病虫害发生情况，形成完整的病虫预报。

（1） 在系统中规范病虫预报情报的报送格式，报送流程。

（2） 结合系统中的病虫害发生现状和预测预报数据，将分析结果体现在病虫情报中，丰富内容信息。

（3） 采用多种发布手段，及时将预警信息通知传达给相关单位和人员，指导科学、有.效的防控。

（4） 预测预报发布后，辅助森防人员组织指导防治工作，对预报对象实施跟踪监测，随时掌握病虫发生动态、防控情况、损失程度等，并及时向上级部门反馈情况。

功能12：工作管理考核系统

根据安排的工作内容、考核任务及技术指标定期进行监督检查，量化工作内容和技术指标，重点考核病虫测报期数、准确率、时效性，信息的发布情况、覆盖率、到位率及在生产中的实际指导效果等。

（1） 根据兵团林草业管理特点设定考核指标。

（2） 上报任务情况的统计、考核管理。

（3） 有害生物情报等相关数据的统计，展现本地化管理特色。

五、县域林草业有害生物智能监测试验示范

5.1智能监测技术组合

5.1.1林草业有害生物智能监测技术组合

根据我省实际情况，拟开展林草业有害生物综合性智能监测试验示范，选择以下技术开展试验示范。

5.1.2草原有害生物智能监测技术组合

5.2试验示范效果检验

单位名称：

时间：2024年5月29

原创作者：湖北宏辉智讯科技有限公司