黑河市"天空地"一体化智慧林草监测体系

项目概述

针对黑河市地处小兴安岭北麓、拥有大面积国有重点林区、中俄边境湿地和草原生态系统的特点，构建覆盖全市林草湿资源的立体化、智能化监测网络。实现森林草原火灾预警响应时间大幅缩短，病虫害识别智能化，资源动态监测能力显著提升，为边境生态安全提供坚实保障。

体系架构

🛰️ 天基卫星监测层

光学遥感 · SAR雷达 · 红外热成像 · 多光谱病虫害监测

↓ 数据下行

🚁 空基无人机层

日常巡护固定翼 · 火情侦察多旋翼 · 应急指挥系留无人机 · 自动化机场部署

↓ 实时图传

🎥 地基感知层

高位云台AI识别 · 智能卡口监控 · 气象监测站 · 虫情测报灯

↓ 数据汇聚

💻 智慧林草综合管理平台

资源管理 · 防火预警 · 病虫害AI诊断 · 应急指挥 · 移动巡查

天基卫星监测服务

建设内容与技术参数

亚米级光学卫星遥感

空间分辨率优于1米，具备全色和多光谱成像能力，支持林草资源精准调查、变化检测及生态破坏监测。

SAR雷达卫星数据

全天候、全天时监测能力，不受云雾影响，适用于边境地区复杂气象条件下的资源监测和灾害评估。

多光谱病虫害监测

红边波段及近红外波段组合，基于植被指数异常检测算法，实现松材线虫、落叶松毛虫等病虫害早期预警。

卫星数据接收处理平台

本地化数据接收、预处理、自动化解译及专题产品生产，支持森林蓄积量估算、草原覆盖度监测、湿地生态评估。

核心应用场景

全域资源普查：森林蓄积量、草原覆盖度、湿地面积动态监测与年度变化分析
病虫害早期预警：基于光谱特征识别和AI分类，提前发现病虫害爆发区域
火灾热点监测：红外通道实时捕捉异常热点，自动推送火险预警信息
生态破坏监测：非法采伐、开垦、占用林地草原等违法行为遥感筛查

空基无人机系统

自动化机场部署方案

🛩️ 垂直起降固定翼无人机

部署方式：自动化机场机巢部署
续航能力：2小时，航程80km
任务载荷：可见光+多光谱相机
核心功能：大范围林区日常巡护、资源调查、边界巡查
自主能力：自动起降、自动充电、任务自动规划执行

🚁 六旋翼多光谱无人机

部署方式：自动化机场机巢部署
续航能力：40分钟
任务载荷：可见光+热成像+喊话器+抛投装置
核心功能：重点火险区精细巡查、火点精确定位、应急喊话驱离
自主能力：AI自动识别烟火、自动追踪热源、一键返航

🎈 长航时系留无人机

部署方式：车载/固定式系留平台
续航能力：8小时持续滞空
任务载荷：通信中继+全景监控+照明
核心功能：火场应急通信保障、长时间空中监控、夜间照明支援
部署场景：重大火情现场、灾害救援指挥

🔥 灭火弹投放无人机

部署方式：应急车辆机动部署
载重能力：25kg灭火弹或灭火剂
投放精度：米级定位投放
核心功能：初发火情压制、危险区域精准灭火、人员无法到达区域作业
协同能力：与消防队伍实时联动，接收坐标自动规划航线

自动化机场部署策略：
在全市重点国有林区（沾河、通北、嫩江、逊克、爱辉）部署自动化无人机机场，实现无人机自动起降、自动充电、数据自动回传。形成"30分钟响应圈"，覆盖半径30公里范围内的林区巡护、火情侦察和应急投送需求。机场配备气象监测、防盗报警、远程控制系统，支持无人值守运行。

无人机管控平台功能

空域管理：自动化空域申请、飞行计划审批、冲突检测与避让
任务规划：多机协同任务分配、航路智能规划、重点区域自动覆盖
实时图传：多路视频实时回传、AI实时识别（烟火、病虫害、人员车辆）
数据融合：与卫星数据、地面监控数据融合分析，生成态势图

地基智能感知网络

高位智能监控塔

重点国有林区高点监控

部署于现有防火塔或新建高点，配备双光谱重载云台（可见光+热成像），具备5公里超远距离火点识别能力，360度全景监控，支持烟火自动检测报警。

中俄边境湿地监控

针对黑龙江、嫩江边境湿地，部署多光谱云台+雷达测距设备，AI识别非法越界、盗猎行为，野生动物追踪监测，支持夜间低照度环境作业。

草原防火关键卡口

部署于草原防火重点区域、农林交错带，集成热成像+烟雾识别+广播驱离系统，自动识别违规用火行为并实时预警。

核心AI识别能力（边缘计算）

烟火智能检测：基于深度学习的烟火识别算法，有效过滤云雾、反光干扰
人员车辆识别：人脸识别、车牌识别、越界行为分析、轨迹追踪
野生动物识别：东北虎、黑熊、驼鹿等珍稀物种AI识别与种群监测
病虫害特征识别：树冠变色、枯萎、异常落叶等病虫害早期特征自动识别
生态破坏监测：非法采伐痕迹、违规建设用地、草原破坏行为识别

地面物联网传感器

智能虫情测报灯

太阳能供电，自动诱捕、AI图像识别虫种分类、自动计数上传，支持松毛虫、舞毒蛾等主要林业害虫监测预警。

森林气象站

监测风速、风向、温度、湿度、降雨量、可燃物含水率，结合模型计算火险等级，提供防火期精准气象服务。

地表火探测器

部署于重点坟场、农林交错带、旅游景点等火灾高风险区域，监测地表火及地下阴燃火，早期预警能力优于视频监控。

智慧林草综合管理平台

核心功能模块

林草资源"一张图"

整合国土三调、森林二类调查、草原生态监测数据，建立林草湿资源本底数据库，实现资源现状、变化趋势、生态质量可视化展示。

防火智能预警系统

融合卫星热点、视频AI、气象数据、可燃物信息，构建多源数据火险预警模型，实现分级预警、精准推送、处置闭环。

病虫害AI诊断系统

基于深度学习图像识别和光谱分析，自动识别病虫害类型、危害程度，生成防治建议，建立病虫害发生发展预测模型。

应急指挥调度系统

融合通信（卫星电话、超短波、公网对讲）、GIS态势标绘、救援力量部署、物资调度、现场视频回传，支持多部门协同指挥。

野生动植物保护监测

AI识别珍稀野生动物、轨迹追踪分析、栖息地评估、疫源疫病监测、盗猎行为预警，服务生物多样性保护。

林长制智慧监管

护林员巡护轨迹管理、问题事件上报、绩效考核评价、责任区资源动态监管，支撑林长制落地实施。

移动端应用

护林员版：巡护轨迹记录、事件现场上报、接收预警指令、离线地图支持
执法人员版：现场取证、法规查询、案件办理、卫星电话集成
领导决策版：态势总览、预警推送、指挥调度、统计报表

实施计划

第一阶段
1-3月

前期准备与基础建设
完成详细勘察设计、设备选型采购、通信网络建设、数据中心环境搭建。启动自动化机场基础设施建设和监控塔选址。

第二阶段
4-8月

硬件部署与系统集成
完成天基卫星服务接入、无人机机场部署、高位监控塔建设、地面传感器安装。进行硬件设备调试和通信链路测试。

第三阶段
9-11月

软件开发与数据治理
智慧管理平台各功能模块开发部署、历史数据整合入库、AI算法模型训练优化、移动端应用开发。

第四阶段
12月

联调测试与试运行
系统整体联调、压力测试、安全测评、用户培训、试运行优化。完成项目验收，正式投入使用。

特色与创新

🌐

边境生态安全

针对黑河对俄边境特点，增加跨境防火协同、越界监测、边境湿地保护等特色功能

❄️

寒地适应性

设备选型考虑-40℃极寒环境，采用工业级宽温设计，确保冬季稳定运行

🔥

多灾种耦合预警

建立"火灾-病虫害-人为破坏"复合风险预警模型，提高综合研判能力

🤖

全自动机场

无人机全自动起降、充电、任务执行，真正实现无人值守、快速响应

🎯

林长制深度融合

监测数据直接服务林长制考核，实现"监测-执法-问责"闭环管理

🛡️

空地一体化

卫星、无人机、地面监控深度融合，构建无缝覆盖的立体监测网络

预期效益

生态效益

实现火灾早发现、早处置，大幅降低森林火灾损失；病虫害监测提前期显著缩短，提升防治效果；有效遏制非法破坏行为，保护边境生态安全。

管理效益

建立林草资源"数字化家底"，实现资源动态管理；支撑碳汇计量、生态补偿等精细化管理；提升林长制工作效能，实现科学决策。

社会效益

提升黑河市生态安全保障能力，为区域可持续发展奠定基础；增强应对突发自然灾害的能力，保障人民生命财产安全；树立智慧林草建设标杆。