我國是世界上物種最豐富的國家之一，植物種類占世界總數(shù)的一半以上，約為世界植物總數(shù)的１／４。如何把這豐富多樣的植物資源轉(zhuǎn)化為更高質(zhì)量、更高效率、更可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)力，是林草科技工作者長期思考和探索的重要課題。
為了展示我國林草科技創(chuàng)新的最新成果，推動林草事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，達(dá)維多“智慧林草”聚焦科技創(chuàng)新成果、專家團(tuán)隊風(fēng)采、科普知識傳播等內(nèi)容，展現(xiàn)林草人為保護(hù)生態(tài)、改善民生所付出的努力和貢獻(xiàn)。
２０世紀(jì)９０年代，人工智能領(lǐng)域迎來了第一個高峰期，并涌現(xiàn)出一批代表人物，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)立者、人工智能之父、“阿爾法狗”的創(chuàng)造者、圖靈獎獲得者……他們用計算機(jī)技術(shù)改造著我們的生活。如今，人工智能在林業(yè)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。其中，就包括植物識別。
所謂“植物識別”，就是利用計算機(jī)視覺技術(shù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，從植物形態(tài)、生理、生態(tài)等多個維度對植物進(jìn)行精準(zhǔn)識別與分析。其中，利用植物識別技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)識別的研究已成為林業(yè)領(lǐng)域的熱點之一。然而，目前對植物識別的研究大部分停留在現(xiàn)象的描述和概念的提出上，尚未達(dá)到系統(tǒng)分析的階段。而這一點正是目前林業(yè)領(lǐng)域亟需解決的問題之一。
“智慧林草”是將人工智能技術(shù)應(yīng)用到林草領(lǐng)域，實現(xiàn)林草行業(yè)的信息化、智能化發(fā)展。這個概念最早由美國《自然》雜志提出，在２０１５年的國際學(xué)術(shù)會議上首次被提出。這個概念首先指代的是利用人工智能技術(shù)，對植物進(jìn)行智能識別、預(yù)測和監(jiān)測，實現(xiàn)人工無法實現(xiàn)的功能。發(fā)展到今天，“智慧林草”概念已經(jīng)涵蓋了林草業(yè)從生產(chǎn)到管理的各個環(huán)節(jié)。
當(dāng)前，植物識別技術(shù)已成為智能識別技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點，國內(nèi)外企業(yè)和科研院所都在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用實踐。美國?。祝幔簦螅铮罟臼悄壳叭蚍秶鷥?nèi)領(lǐng)先的植物識別技術(shù)提供商，其自主研發(fā)的智能識別系統(tǒng)在美國超過３０萬個種植點進(jìn)行了測試和驗證。中國科學(xué)院昆明植物研究所是國內(nèi)較早開展植物智能識別技術(shù)研究的單位之一，近幾年來，在國內(nèi)建立了多個植物智能識別實驗室和研發(fā)平臺，取得了一系列重要科研成果。
植物智能識別系統(tǒng)利用計算機(jī)視覺、人工智能等技術(shù)，基于植物葉片的自然屬性進(jìn)行圖像采集、識別和分類，以達(dá)到對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布特征的識別。目前，該系統(tǒng)已實現(xiàn)了對４００多種不同科屬植物葉片的識別，可以根據(jù)葉片自然屬性（如葉面積、葉形等）對１００多種植物進(jìn)行準(zhǔn)確分類。該系統(tǒng)對我國具有代表性的植物種類的識別準(zhǔn)確率達(dá)９９％以上。同時，該系統(tǒng)還可以在“一帶一路”沿線國家開展植物多樣性調(diào)查與監(jiān)測工作，以解決野外調(diào)查中遇到的植物種類復(fù)雜、識別困難等問題。目前，該系統(tǒng)已在中國科學(xué)院昆明植物研究所、中國科學(xué)院青藏高原研究所等單位進(jìn)行了示范應(yīng)用，并在西雙版納國家級自然保護(hù)區(qū)和四川木里國家級自然保護(hù)區(qū)開展了野外工作。
“智慧林草”是指通過應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)，對林草資源和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行全面感知、精準(zhǔn)識別、動態(tài)監(jiān)測、智能分析與輔助決策，實現(xiàn)林草資源和生態(tài)環(huán)境的智慧化管理與服務(wù)。
“智慧林草”建設(shè)是一項龐大的系統(tǒng)工程，涉及到方方面面，需要政府、社會組織、企業(yè)、高校和科研院所等不同主體的廣泛參與和密切合作。
建設(shè)“智慧林草”，既要立足現(xiàn)實，又要面向未來。既要從大處著眼，又要從小處著手。
在頂層設(shè)計方面，建設(shè)“智慧林草”，首先要建立一個符合我國國情的數(shù)據(jù)治理體系；其次要建立一個統(tǒng)一的信息共享平臺；第三要建立一個以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的決策支持體系。
在具體建設(shè)上，應(yīng)從生態(tài)保護(hù)修復(fù)、資源培育利用、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化等方面，制定可操作的工作計劃。同時，應(yīng)積極探索“智慧林草”建設(shè)與智慧城市建設(shè)的有機(jī)結(jié)合。
“人工智能技術(shù)已從最初的弱人工智能時代逐步發(fā)展到強(qiáng)人工智能時代?！壁w俊宏表示，近年來，隨著深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，“人工智能”這一名詞被不斷賦予新的內(nèi)涵，正逐步從概念走向現(xiàn)實。
達(dá)維多將人工智能應(yīng)用于林業(yè)，實現(xiàn)智能感知、智能決策、智能控制、智能分析四大功能是智慧林業(yè)發(fā)展的方向。
“將人工智能技術(shù)應(yīng)用于林草數(shù)據(jù)處理中，實現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測和預(yù)測是智慧林草的重要內(nèi)容?！笨仗斓刂腔哿植荼O(jiān)測防控平臺精準(zhǔn)監(jiān)測可以提高林草監(jiān)測管理水平和數(shù)據(jù)質(zhì)量；智能決策可以提高林草資源保護(hù)利用和管理效率；智能分析可以提高林草產(chǎn)業(yè)管理水平和發(fā)展能力。
“智慧林草不是一個簡單的概念，它需要更多技術(shù)的支撐?！边_(dá)維多的空天地智慧林草監(jiān)測防控平臺建設(shè)中，必須充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)對林草行業(yè)進(jìn)行智能化改造升級，推動我國林草信息化全面進(jìn)入‘大數(shù)據(jù)＋’時代。”
隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧林草建設(shè)將會有更多的想象空間。當(dāng)前，人工智能技術(shù)已經(jīng)在林業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，林業(yè)企業(yè)、科研院所等單位開始將人工智能應(yīng)用到林業(yè)管理和生態(tài)保護(hù)中。未來，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，將會有越來越多的智能應(yīng)用程序用于森林管理。例如，基于圖像識別和遙感技術(shù)，可以對森林資源進(jìn)行科學(xué)管理；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實時監(jiān)測森林資源動態(tài)變化；基于人工智能技術(shù)，可以建立一套完善的智慧林草管理平臺。未來，隨著５Ｇ時代的到來，利用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)林草大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、林草資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及管理、林草智能化生產(chǎn)和應(yīng)用等領(lǐng)域的創(chuàng)新將會成為可能。
“林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)應(yīng)用示范中心”是在國家林業(yè)局領(lǐng)導(dǎo)下，由國家林業(yè)局林計司牽頭，會同相關(guān)單位共同建設(shè)的林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)綜合管理平臺，以促進(jìn)林業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展為目標(biāo)，以生態(tài)環(huán)境保護(hù)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生態(tài)文化建設(shè)為主線，以智慧林草建設(shè)為目標(biāo)，依托現(xiàn)有的林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)中心平臺，通過對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、集成和融合，實現(xiàn)林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)的集成管理、綜合分析和深度應(yīng)用。
項目包括“林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺”“森林經(jīng)營與管理”“森林災(zāi)害智能預(yù)警”“智慧林草應(yīng)用示范”四個方向，旨在形成一批可復(fù)制可推廣的典型應(yīng)用模式，推動林業(yè)資源與生態(tài)大數(shù)據(jù)發(fā)展。