現在山林管控存在諸多問(wèn)題，比如下列情況：

（1）人為火險高

近年來(lái)，嚴格控制進(jìn)山人員攜帶火種、防火宣傳和火種控制力度不夠，在林區步道、祭英區存在吸煙、用火等情況，火災隱患十分突出，可以說(shuō)是防不勝防。

（2）巡護壓力大

大多數林區目前主要依靠人工巡查宣傳及管控。林區面積較廣、道路較多，人工巡查難于做到嚴防死守，更不可能24小時(shí)值守。若存在天干物燥、風(fēng)力較大等氣候條件，極容易造成重大林區火災。

（3）人工管控難

現代化科技手段不足，火災防控、應急響應、處置指揮都主要采取電話(huà)呼叫的方式進(jìn)行，但應急處置組織指揮較為國難，總體防火管控，應急響應和處置指揮都相對被動(dòng)，完全依靠人工方式開(kāi)展工作，總體效率較低，且人工投入較大。

智慧林業(yè)實(shí)景三維動(dòng)態(tài)監測系統以林業(yè)發(fā)展的現實(shí)需求以及信息化建設的成功經(jīng)驗為基礎，以成熟穩定的電子政務(wù)平臺和工作流引擎為依托，以實(shí)現林業(yè)高度信息化為目的，以系統集成的模塊化、流程化處理機制為手段，解決了林業(yè)信息化發(fā)展過(guò)程中的信息化管理、智慧化防治及一體化服務(wù)等問(wèn)題，深化信息技術(shù)在林業(yè)業(yè)務(wù)中的集成應用，可為各級林業(yè)部門(mén)的資源監管、災害防治與其他業(yè)務(wù)管理提供一體化解決方案。

1.數字孿生系統架構

感知層：感知層主要包括物理實(shí)體中搭載先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各類(lèi)新型基礎設施。

數據層：數據層主要包括保證運算準確性的高精度的數據采集、保證交互實(shí)時(shí)性的高速率數據傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數據管理。

運算層：運算層是數字孿生體的核心，其充分借助各項先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現對下層數據的利用，以及對上層功能的支撐。

功能層：功能層是數字變生體的直接價(jià)值體現，實(shí)現系統認知、系統分析、故障診斷、預測推演功能，從而起到輔助決策作用。系統認知，數字孿生體能夠真實(shí)描述及呈現物理實(shí)體的狀態(tài)，它是實(shí)現數字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統分析可實(shí)現數字孿生體的狀態(tài)監測功能，發(fā)揮對物理實(shí)體的早期預警作用。故障診斷，通過(guò)分析物理實(shí)體的運行狀態(tài)，了解現象背后的原因。預測推演，是利用仿真技術(shù)來(lái)預見(jiàn)物理實(shí)體未來(lái)的狀態(tài)演變，從而指導當前的運行決策。

應用層：應用層是面向各類(lèi)場(chǎng)景的數字孿生體的最終價(jià)值體現，具體表現為不同行業(yè)的各種產(chǎn)品，能夠明顯推動(dòng)各行各業(yè)的數字化轉型。

2.數字孿生系統的典型特征

等價(jià)映射：數字孿生體是對物理實(shí)體的等價(jià)描述，是對物理實(shí)體進(jìn)行數字化而松建的模型數字孿生體的變化能夠真實(shí)反映現實(shí)世界中的物理實(shí)體的變化。數字孿生體能夠實(shí)現雙向映射、數據連接和狀態(tài)交互，起到“數化”、“保真”效果。

實(shí)時(shí)交互：基于實(shí)時(shí)傳感等多元數據的獲取，孿生體可全面、精準、動(dòng)態(tài)反映物理對象的狀態(tài)變化，包括外觀(guān)、性能、位置、異常等?！皩?shí)時(shí)”體現數字孿生體所處狀態(tài)是物理實(shí)體狀態(tài)的實(shí)時(shí)虛擬映射;“交互”體現數字孿生體與物理實(shí)體間存在數據及指令互動(dòng)。

共生演進(jìn)：“共生”體現在數字孿生體與物理實(shí)體同步構建，在全生面周期中相互依存，孿生體隨著(zhù)孿生對象的生長(cháng)而不斷演變。共智體現在三個(gè)層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數據、算法)、孿生體內部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預測優(yōu)化：根據物理實(shí)體的各項真實(shí)數據，通過(guò)數字孿生體進(jìn)行仿真，實(shí)現對物理實(shí)體未來(lái)狀態(tài)的預測，預先知曉未來(lái)狀態(tài)能夠輔助用戶(hù)做出更合理的決策。根據物理實(shí)體的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，通過(guò)數字孿生體進(jìn)行監測，實(shí)現對系統不穩定狀態(tài)的預測，預先覺(jué)察即將可能發(fā)生的不穩定狀態(tài)，使用戶(hù)更從容地處理該問(wèn)題。

建立數字孿生體的最終目的，是通過(guò)描述物理實(shí)體集合內在機理，分析規律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優(yōu)化指令或策略，實(shí)現對物理實(shí)體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據數字孿生的典型特征，可以得出數字孿生的體系架構。

3.智慧林業(yè)實(shí)景三維動(dòng)態(tài)監測系統功能

（1）林業(yè)資源管理：數字孿生技術(shù)可以對林業(yè)資源進(jìn)行精確建模和仿真，從而實(shí)現對資源的動(dòng)態(tài)監測和管理。通過(guò)采集和分析大數據，可以實(shí)時(shí)更新數字模型，反映資源變化情況，并通過(guò)算法分析和優(yōu)化實(shí)現資源的合理配置和利用。

（2）林業(yè)病蟲(chóng)害預防與治理：數字孿生技術(shù)可以對林業(yè)病蟲(chóng)害進(jìn)行模擬和預測，幫助提前制定防治方案。通過(guò)與實(shí)際情況的數據交互，數字模型可以不斷優(yōu)化，提高病蟲(chóng)害防治的精細化管理水平，減少病蟲(chóng)害對林業(yè)資源的損害。

（3）林業(yè)生態(tài)恢復和保護：數字孿生技術(shù)可以模擬林業(yè)生態(tài)系統的運行和演化過(guò)程，通過(guò)數據交互和模型優(yōu)化，實(shí)現對生態(tài)系統的恢復和保護。同時(shí)，數字模型還可以用于評估和分析不同干預措施的效果，為林業(yè)生態(tài)管理提供科學(xué)依據。

（4）林業(yè)作業(yè)規劃與決策支持：數字孿生技術(shù)可以對林業(yè)作業(yè)進(jìn)行模擬和優(yōu)化，提供作業(yè)規劃和決策支持。通過(guò)對作業(yè)過(guò)程進(jìn)行數字化建模和仿真，可以實(shí)現作業(yè)流程的可視化和優(yōu)化，提高作業(yè)效率和質(zhì)量。