鄉村數字經濟

　　一、背景介紹

　　在林火預測預報中，可燃物含水率是進行預報的重要因子，根據可燃物含水率可以進行森林火險等級預測、林火發生預報、林火行為預報，進而為森林火災的預防與撲救的決策制定提出參考。目前使用已有方法進行含水率測定時都不能完全滿足森林火險預報精度的要求，開發一種既准確又能實時獲取森林可燃物含水率的方法對於目前林火科學研究極為重要，也是森林火險預報工作的迫切需求。

　　為准確有效的進行地表可燃物含水率的實時獲取，東北林業大學科研團隊經過數年研究攻關，自主設計開發了一套可在野外長期工作、自動獲取地表可燃物含水率的連續監測系統。該系統基於稱重法，集成了太陽能供電裝置、氣象監測裝置、可燃物稱重裝置，配合數據采集服務器和森林草原火災預警防控系統，實現了野外細小可燃物含水率連續自動觀測的功能，突破了以往稱重法不能在森林火險預報所要求的可燃物含水率實時自動觀測的局限，又兼具了其准確性，克服了現有森林火險預報中所使用的預測法的誤差，實現了自動連續實時的可燃物含水率觀測，節約了大量人力成本。這套裝置可直接為森林火險預報提供准確的連續的可燃物含水率數據，有效提高了森林火險預報的准確度，可用於森林火險預報和科學研究。

　　二、具體做法

　　東北林業大學設計的含水率監測系統，基於稱重法利用拉力傳感器獲得實時可燃物濕重，最終通過計算得到實時可燃物含水率。根據長期監測需求，系統硬件部分主要包括稱重裝置、太陽能供電裝置、氣象傳感器、接收天線、網絡服務器等組成部分，軟件部分由手機APP、嵌入式系統、網絡發布系統和含水率計算軟件。

　　該系統在野外由太陽能供電系統負責電力供應，利用單片機控制帶動稱重傳感器進行可燃物質量數據獲取，北斗模塊將數據傳輸至計算機終端，或者通過藍牙傳送數據至手機終端，匯集後通過服務端內置含水率算法獲取可燃物含水率數據，實現對可燃物含水率的實時獲取，同時為滿足林火預測預報和科學研究需求。本裝置搭載氣象要素傳感器，氣象數據可同含水率數據同時通訊傳輸至終端設備，可根據含水率預測模型計算出預測的含水率數據。系統經長期測試和跨區域驗證，並與人工測量含水率對照後數據表現均優於傳統方式。系統在野外含水率連續獲取方面具有極大優勢，可節約大量人力，降低人為誤差，且能有效提高森林火險預報的精確度。

　　三、取得成效

　　東北林業大學研究設計的儀器除可進行可燃物含水率的數據采集外，同時搭載溫度、濕度、風速、降水、光照等氣象要素傳感器，可進行森林火險預報因子的采集，可提供全套的火險天氣預報服務，收集數據可為林火科學研究和林火管理政策制定提供數據基礎。儀器收集到數據可通過北斗模塊全部發送至服務器，並具備數據查詢功能，後續通過含水率監測系統的推廣使用，可形成一套基於地理信息系統的可視化含水率監測服務網絡，集含水率數據的收集、計算、發布、時空分布功能為一體，甚至可以接入全國森林火險信息采集管理平臺，將數據上傳至國家森林草原防滅火指揮部提供參考，體現本含水率系統的間接經濟價值和社會效益。

　　目前該含水率監測設備在中國北方(大興安嶺)、南方(江西)和在『一帶一路』國家(印度尼西亞茂物農業大學)等地區已開展試點應用。