乡村数字经济

　　一、背景介绍

　　在林火预测预报中，可燃物含水率是进行预报的重要因子，根据可燃物含水率可以进行森林火险等级预测、林火发生预报、林火行为预报，进而为森林火灾的预防与扑救的决策制定提出参考。目前使用已有方法进行含水率测定时都不能完全满足森林火险预报精度的要求，开发一种既准确又能实时获取森林可燃物含水率的方法对于目前林火科学研究极为重要，也是森林火险预报工作的迫切需求。

　　为准确有效的进行地表可燃物含水率的实时获取，东北林业大学科研团队经过数年研究攻关，自主设计开发了一套可在野外长期工作、自动获取地表可燃物含水率的连续监测系统。该系统基于称重法，集成了太阳能供电装置、气象监测装置、可燃物称重装置，配合数据采集服务器和森林草原火灾预警防控系统，实现了野外细小可燃物含水率连续自动观测的功能，突破了以往称重法不能在森林火险预报所要求的可燃物含水率实时自动观测的局限，又兼具了其准确性，克服了现有森林火险预报中所使用的预测法的误差，实现了自动连续实时的可燃物含水率观测，节约了大量人力成本。这套装置可直接为森林火险预报提供准确的连续的可燃物含水率数据，有效提高了森林火险预报的准确度，可用于森林火险预报和科学研究。

　　二、具体做法

　　东北林业大学设计的含水率监测系统，基于称重法利用拉力传感器获得实时可燃物湿重，最终通过计算得到实时可燃物含水率。根据长期监测需求，系统硬件部分主要包括称重装置、太阳能供电装置、气象传感器、接收天线、网络服务器等组成部分，软件部分由手机APP、嵌入式系统、网络发布系统和含水率计算软件。

　　该系统在野外由太阳能供电系统负责电力供应，利用单片机控制带动称重传感器进行可燃物质量数据获取，北斗模块将数据传输至计算机终端，或者通过蓝牙传送数据至手机终端，汇集后通过服务端内置含水率算法获取可燃物含水率数据，实现对可燃物含水率的实时获取，同时为满足林火预测预报和科学研究需求。本装置搭载气象要素传感器，气象数据可同含水率数据同时通讯传输至终端设备，可根据含水率预测模型计算出预测的含水率数据。系统经长期测试和跨区域验证，并与人工测量含水率对照后数据表现均优于传统方式。系统在野外含水率连续获取方面具有极大优势，可节约大量人力，降低人为误差，且能有效提高森林火险预报的精确度。

　　三、取得成效

　　东北林业大学研究设计的仪器除可进行可燃物含水率的数据采集外，同时搭载温度、湿度、风速、降水、光照等气象要素传感器，可进行森林火险预报因子的采集，可提供全套的火险天气预报服务，收集数据可为林火科学研究和林火管理政策制定提供数据基础。仪器收集到数据可通过北斗模块全部发送至服务器，并具备数据查询功能，后续通过含水率监测系统的推广使用，可形成一套基于地理信息系统的可视化含水率监测服务网络，集含水率数据的收集、计算、发布、时空分布功能为一体，甚至可以接入全国森林火险信息采集管理平台，将数据上传至国家森林草原防灭火指挥部提供参考，体现本含水率系统的间接经济价值和社会效益。

　　目前该含水率监测设备在中国北方(大兴安岭)、南方(江西)和在“一带一路”国家(印度尼西亚茂物农业大学)等地区已开展试点应用。