1.小班区划

基于互联网+遥感覆盖+基础地理信息+土壤+气候气象+微样地信息+固定样地信息+水文地质信息等数据，将森林生态系统按行政管理区域为省（直辖市、区）——地（市、国有大林业局）——当地（区、国有大林场），以当地（区、国有大林场）为森林资源管理的基本单元，自动区划为营林区——林班——小班，智慧林业云计算平台可直观反应出小班区划情况。

2.林业/场3D建模

利用高分辨率遥感或无人机影像数据及DEM数据，实现当地森林景观的三维实景可视化表达。然后把重庆市当地的行政界线或小班区划界线添加到对应的区域，以便于了解不同地区的森林资源真实分布状况。基于森林资源调查数据中的森林资源现存量，不同树种、林龄组等的森林资源储存量数据添加到对应的三维实景模型中。

3.1.智能测树超站仪

智能测树超站仪是面向我国精准林业森林计测的专用仪器，它的基本组成有两个部分：（1）基础测距硬件，激光测距仪提供测距功能和BLE蓝牙数据发送功能；

（2）手机及其内置程序，手机内置电子罗盘、陀螺仪等传感器、蓝牙BLE、1920*1080分辨率显示屏等。能实现包括树高测量、胸径测量、样地标定等一些林业常用测量方法。系统主要实现测量、测树、记录、计算、设计五大功能。

3.2 SLAM手机测树系统

SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)手机测树系统是以控制(Control)及观测(Observe)为输入，在未知环境中未知位置构建周围三维地图的同时实时估计当前运动平台位姿的过程。Google Tango通过使用特殊硬件使智能手机能够运行SLAM系统。Google Tango以运动跟踪相机(RGB相机)及TOF相机(深度相机)作为观测输入、9轴的加速度/重力/罗盘传感器估计控住输入，并使用专用的低功率计算机视觉处理器加快数据处理过程。Google Tango使用基于RTAB-Map (Real-Time Appearance-Based Mapping)的SLAM系统，RTAB-Map系统分为前端和后端两部分。

3.3 电动生长锥

针对传统生长锥费时费力、容易折断、操作步骤繁琐、无法准确快速获取树木年轮信息等问题，发明乔木电动生长锥内外业一体化计测系统，集成Haglof树木生长锥、卡头、直流减速电机、电机控制器、动力锂电池、水平助力握把、显微摄影测年轮等部件，搭配LINTAB树木年轮分析仪，可以进行精确、稳定的年轮分析，实现树木年龄、生长量的自动精准测定。

3.4 无人机

（1）飞鹰固定翼无人机测量系统FIM5.UAV-2015A

型号：FIM5.UAV-2015A

组成：固定翼无人机一架+数码相机一台+飞行控制系统，续航能力90分钟。

应用领域：林业、农业、工程、交通、线路等

主要功能：面积测量，地形测量（1：500），地籍测量，森林资源调查，森林火灾监测，单木树高、胸径、冠幅、材积测量，林分平均高、林分密度、蓄积量测量，样地倾斜摄影。

（2）飞虎多旋翼无人机测量系统FIM5.UAV-2015B

型号：FIM5.UAV-2015B

组成：多旋翼无人机一架+ 数码相机一台+飞行控制系统，续航能力60分钟。

应用领域：林业、农业、工程、交通、线路等。

主要功能：面积测量，地形测量（1：500），地籍测量，森林资源调查，森林火灾监测，单木树高、胸径、冠幅、材积测量，林分平均高、林分密度、蓄积量测量，样地倾斜摄影。

（3）工蜂多旋翼无人机测量系统FIM5.UAV-2015C

型号：FIM5.UAV-2015C

组成：微型多旋翼无人机一架+ 数码相机一台+飞行控制系统，续航能力15分钟。

主要功能：面积测量，地形测量（1：500），地籍测量，森林资源调查，森林火灾监测，单木树高、胸径、冠幅、材积测量，林分平均高、林分密度、蓄积量测量，样地倾斜摄影。

重要特点：

掌上航模 经济配置 简单作业 标志定位

单片解析 双片转换 多片联解 自动4D

3.5 生态监测系统

本系统主要是对森林生态的气象环境信息的多点数据采集、数据广播通讯、移动端实时显示、历史数据云端存储、人工智能算法训练模型、云端数据分享等功能模块组合，产生价值信息对森林生产管理等工作提供指导。监测数据主要包括：温度、湿度、风力、风向、光照、大气压、二氧化碳、PM2.5、负氧离子等。

系统数据采集终端设备主要是通过各种传感器采集数据、通过stm32单片机整理数据、通过NB-iot物联网模块把数据广播出去，通过MQTT服务器，传输到各个云端功能服务器。

本系统的移动终端设备主要普通手机。本系统的云端设备主要是通讯服务器、大数据存储服务器、人工智能算法训练服务器、管理应用服务器、数据分享服务器。

整个系统以窄带物联网的标准协议MQTT通讯协议为基础，通过订阅发布通讯模式把数据采集终端、移动终端、存储云端、计算云端、管理应用云端、数据分享云端服务等各端连接起来，实现各端的及时、稳定、可靠、低成本数据传输。

（1）气象监测

气象监测装备，可以空载(无人机载贴林冠飞行采集环境数据），可以固定，安置于树上监测环境与林火，可以移动，护林员、防火员携带巡视，主要可以实时测定气温、气压、温度、风向、风速、雨量、CO2、O-、PM 2.5等。

（3）水环境监测

水环境监测的传感器主要是固定或移动探测水体中的PH值、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮、悬浮物、总磷、总氮，还有一些工业废水需要检测石油化工洗涤剂、重金属（汞、铅、铬、镍、硒、砷、钒、铊、铋、金、铂、银等）、油类物质、有机和无机化学药品、死亡有机质、酸类（如：硫酸）等因子。

4.1 小班生长指数计算

（1）多元统计生长模型

为实现森林资源的经营管理和可持续发展，需要及时准确地掌握森林资源状况，尤其是资源数据的动态变化情况及树木生长与立地环境之间的关系。根据具体的森林资源状况，拟通过当地多期固定样地一类调查数据，将立地环境、地理位置等复杂信息划分为生长格局（立地）指数以及生长结构（地位级）指数，研建地区主要乔木胸径生长模型。计算公式如下：

（2）智能生长模型

根据地区一类清查数据，将环境因子进行归一化处理。并通过多期调查数据的生长量，建立地区主要树种组的深度学习生长模型。

DNN模型中fc是指Fully Connected（全连接层），样木的环境因子通过全连接层提取出环境特征X。样木的前两期生长增量与环境特征X共同送入RNN模型，提取序列特征h，并将其送到全连接层，计算得到第三期生长增量y。为了增加模型的非线性表达力，添加激活函数tanhx。

4.2 小班林火指数

4.3 小班理想林设计

无林地营造理想林

针对人工混交林比纯林可充分利用光能和地力、改善林地立地条件、促进林木生长、增强林木抗逆性、更好发挥林地生态效益和社会效益等，创建人工纯林改造为理想林设计方案显得尤为重要，在纯林营造理想林的实践中，一方面需满足混交面积比等于设计或调查的株数密度比。为增加生物多样性，应注意提倡多树种混交，多类型混交，立体混交。另一方面，龄级因为立地条件和地位级不同，同龄级在径阶上会差异很大，因此更确切的说，要引入全径阶（小、中、大、特大径阶）的森林为理想的森林造林模式。在纯林改造之前，需对纯林进行初始调查，将小班内的树木依径阶分为 5cm、 15cm、25cm、35cm 径阶。测定小班树种组成，立地参数，生长指数，平均胸径，以及各径阶现实密度。

纯林改造为理想林，树种组成依据常见混交原则，主要树种占60%，混交树种占40%，或主要树种占70%，混交树种占30%或主要树种占80%，混交树种占20%为最佳，选取树种时注意适地适树。基于森林小班基础信息、主要乔木生长模型及生长时间表，推算现有林分条件下的森林理想分布模式，得到理想的初始密度。

人工纯林经过间伐与补植可逐渐达到理想的异龄混交林模式，结合树木生长到不同径阶需要的时间，通过空间合理采伐与补植，并对林分进行评价，最终实现林分达到理想分布状态，主要改造步骤如下：

为实现林分达到理想状态，需进行空间合理采伐与补植，小班内主要树种和混交树种平均胸径不同，采伐与补植密度以及进入理想林所需时间不同，具体如下：

（1）当小班内主要树种和混交树种平均胸径小于15cm时，与该小班树种理想分布进行比较，当现实分布与理想分布差异较大时，间伐并补植萌生混交树种及优势树种，第一次间伐在t15时强度以(N15*-2N15)*d15为基准并补植2N05株胸径为5cm的该树种，第二次间伐在t25时强度以N15*d25+N05*d15为基准并补植N05株胸径为5cm的该树种，第三次间伐在t35时强度以(N15-N35)*d35+(N05-N25)*d25+(N05-N15)*d15为基准并补植N05株胸径为5cm的该树种，则在t35后逐渐进入理想林状态。

（2）当小班内主要树种和混交树种平均胸径大于15cm小于25cm时，与该小班树种理想分布进行比较，当现实分布与理想分布差异较大时，间伐并补植萌生混交树种及优势树种，第一次间伐在t25时强度以(N25*-2N25)*d25为基准并补植2N05株胸径为5cm的该树种，第二次间伐在t35时强度以 (2N25-2N35)*d35+(2N05-2N15)*d15为基准并补植N05株胸径为5cm的该树种，第三次间伐在t05时强度以 N35*d35+(2N15-N25)*d25+(N05-N15)*d15为基准并补植N05株胸径为5cm的该树种，则在t05后逐渐进入理想林状态。

（3）当小班内主要树种和混交树种平均胸径大于25cm小于35cm时，与该小班树种理想分布进行比较，当现实分布与理想分布差异较大时，间伐并补植萌生混交树种及优势树种，第一次间伐在t35时强度以(N35*-N35)*d35为基准并补植3N05株胸径为5cm的该树种，第二次间伐在t05时强度以(3N05-2N15)*d15为基准并补植2N05株胸径为5cm的该树种，第三次间伐在t15时强度以(2N15-N25)*d25+(2N05-N15)*d15为基准并补植N05株胸径为5cm的该树种，则在t15后逐渐进入理想林状态。

综合考虑货币时间价值，合理设计择伐周期，保证年收益最大。

另外，在选择择伐对象时，要选择大径木（d＞37cm）中竞争生长量最小者，或超过理想分布的小、中径阶为择伐对象木（目标树），即此时择伐工作量最小。择伐强度上针叶一次择伐量大于30m3，阔叶大于50m3或满足采伐径阶收获量最大。

林火管控

在研究区域范围内各个乡、镇之中设置林火巡检管理平台，其通过GPS卫星定位手机自动或手动上报信息，实时接收各监测终端上报的各类监测信息，自动分析监测信息。还能及时向管理中心反馈巡检过程中发现的各种事件，并标明准确的位置，在发生危及森林管护人员人身及生命安全的突发事件时，能一键报警发送紧急求救信号，标明准确的位置，给营救人员提供准确的定位信息。

森林病虫害防治

区域GEP核算

核算指标包括三部分，分别为：调节服务、供给服务、以及文化服务。

①供给服务的核算通过林木产品供给价值来体现；

②调节服务是生态系统服务的重要功能，包括水土保持、涵养水源、固碳释氧、营养物质循环、净化空气、生物多样性保护等；

③文化服务是生态文明建设的重要方面，集中体现在森林康养价值的核算。