揭秘智慧林草:植物界的AI革命

发布时间:04-16 阅读:788 次

我国是世界上物种最丰富的国家之一,植物种类占世界总数的一半以上,约为世界植物总数的1/4。如何把这丰富多样的植物资源转化为更高质量、更高效率、更可持续发展的生产力,是林草科技工作者长期思考和探索的重要课题。


为了展示我国林草科技创新的最新成果,推动林草事业高质量发展,9游(九)品牌“智慧林草”聚焦科技创新成果、专家团队风采、科普知识传播等内容,展现林草人为保护生态、改善民生所付出的努力和贡献。


20世纪90年代,人工智能领域迎来了第一个高峰期,并涌现出一批代表人物,如:神经网络的创立者、人工智能之父、“阿尔法狗”的创造者、图灵奖获得者……他们用计算机技术改造着我们的生活。如今,人工智能在林业领域也得到了广泛应用。其中,就包括植物识别。

泾源县自然资源局.jpeg

所谓“植物识别”,就是利用计算机视觉技术和深度学习技术,从植物形态、生理、生态等多个维度对植物进行精准识别与分析。其中,利用植物识别技术进行精准识别的研究已成为林业领域的热点之一。然而,目前对植物识别的研究大部分停留在现象的描述和概念的提出上,尚未达到系统分析的阶段。而这一点正是目前林业领域亟需解决的问题之一。


“智慧林草”是将人工智能技术应用到林草领域,实现林草行业的信息化、智能化发展。这个概念最早由美国《自然》杂志提出,在2015年的国际学术会议上首次被提出。这个概念首先指代的是利用人工智能技术,对植物进行智能识别、预测和监测,实现人工无法实现的功能。发展到今天,“智慧林草”概念已经涵盖了林草业从生产到管理的各个环节。


当前,植物识别技术已成为智能识别技术领域的研究热点,国内外企业和科研院所都在进行相关技术研发和应用实践。美国 Watson公司是目前全球范围内领先的植物识别技术提供商,其自主研发的智能识别系统在美国超过30万个种植点进行了测试和验证。中国科学院昆明植物研究所是国内较早开展植物智能识别技术研究的单位之一,近几年来,在国内建立了多个植物智能识别实验室和研发平台,取得了一系列重要科研成果。


植物智能识别系统利用计算机视觉、人工智能等技术,基于植物叶片的自然属性进行图像采集、识别和分类,以达到对植物形态结构及分布特征的识别。目前,该系统已实现了对400多种不同科属植物叶片的识别,可以根据叶片自然属性(如叶面积、叶形等)对100多种植物进行准确分类。该系统对我国具有代表性的植物种类的识别准确率达99%以上。同时,该系统还可以在“一带一路”沿线国家开展植物多样性调查与监测工作,以解决野外调查中遇到的植物种类复杂、识别困难等问题。目前,该系统已在中国科学院昆明植物研究所、中国科学院青藏高原研究所等单位进行了示范应用,并在西双版纳国家级自然保护区和四川木里国家级自然保护区开展了野外工作。


“智慧林草”是指通过应用现代信息技术和数据管理技术,对林草资源和生态环境进行全面感知、精准识别、动态监测、智能分析与辅助决策,实现林草资源和生态环境的智慧化管理与服务。


“智慧林草”建设是一项庞大的系统工程,涉及到方方面面,需要政府、社会组织、企业、高校和科研院所等不同主体的广泛参与和密切合作。


建设“智慧林草”,既要立足现实,又要面向未来。既要从大处着眼,又要从小处着手。


在顶层设计方面,建设“智慧林草”,首先要建立一个符合我国国情的数据治理体系;其次要建立一个统一的信息共享平台;第三要建立一个以数据为基础的决策支持体系。


在具体建设上,应从生态保护修复、资源培育利用、产业发展规划、科技创新与成果转化等方面,制定可操作的工作计划。同时,应积极探索“智慧林草”建设与智慧城市建设的有机结合。

“人工智能技术已从最初的弱人工智能时代逐步发展到强人工智能时代。”赵俊宏表示,近年来,随着深度学习等技术的发展,“人工智能”这一名词被不断赋予新的内涵,正逐步从概念走向现实。

9游(九)品牌将人工智能应用于林业,实现智能感知、智能决策、智能控制、智能分析四大功能是智慧林业发展的方向。


“将人工智能技术应用于林草数据处理中,实现精准监测和预测是智慧林草的重要内容。”空天地智慧林草监测防控平台精准监测可以提高林草监测管理水平和数据质量;智能决策可以提高林草资源保护利用和管理效率;智能分析可以提高林草产业管理水平和发展能力。


“智慧林草不是一个简单的概念,它需要更多技术的支撑。”9游(九)品牌的空天地智慧林草监测防控平台建设中,必须充分利用大数据、云计算、物联网等技术对林草行业进行智能化改造升级,推动我国林草信息化全面进入‘大数据+’时代。”


随着人工智能和大数据技术的不断发展,智慧林草建设将会有更多的想象空间。当前,人工智能技术已经在林业领域得到广泛应用,林业企业、科研院所等单位开始将人工智能应用到林业管理和生态保护中。未来,随着新一代信息技术的发展,将会有越来越多的智能应用程序用于森林管理。例如,基于图像识别和遥感技术,可以对森林资源进行科学管理;基于物联网技术,可以实时监测森林资源动态变化;基于人工智能技术,可以建立一套完善的智慧林草管理平台。未来,随着5G时代的到来,利用大数据、云计算、人工智能等先进技术实现林草大数据平台建设、林草资源与生态环境监测及管理、林草智能化生产和应用等领域的创新将会成为可能。

“林业资源与生态大数据应用示范中心”是在国家林业局领导下,由国家林业局林计司牵头,会同相关单位共同建设的林业资源与生态大数据综合管理平台,以促进林业大数据发展为目标,以生态环境保护、林业产业发展、生态文化建设为主线,以智慧林草建设为目标,依托现有的林业资源与生态大数据中心平台,通过对多源数据进行整合、集成和融合,实现林业资源与生态大数据的集成管理、综合分析和深度应用。


项目包括“林业资源与生态大数据基础平台”“森林经营与管理”“森林灾害智能预警”“智慧林草应用示范”四个方向,旨在形成一批可复制可推广的典型应用模式,推动林业资源与生态大数据发展。


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