現在山林管控存在諸多問題，比如下列情況：

（1）人為火險高

近年來，嚴格控制進山人員攜帶火種、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小時值守。若存在天干物燥、風力較大等氣候條件，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呼叫的方式進行，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，完全依靠人工方式開展工作，總體效率較低，且人工投入較大。

智慧林業實景三維動態監測系統以林業發展的現實需求以及信息化建設的成功經驗為基礎，以成熟穩定的電子政務平臺和工作流引擎為依托，以實現林業高度信息化為目的，以系統集成的模塊化、流程化處理機制為手段，解決了林業信息化發展過程中的信息化管理、智慧化防治及一體化服務等問題，深化信息技術在林業業務中的集成應用，可為各級林業部門的資源監管、災害防治與其他業務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體中搭載先進物聯網技術的各類新型基礎設施。

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、保證交互實時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關鍵技術實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值體現，實現系統認知、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描述及呈現物理實體的狀態，它是實現數字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統分析可實現數字孿生體的狀態監測功能，發揮對物理實體的早期預警作用。故障診斷，通過分析物理實體的運行狀態，了解現象背后的原因。預測推演，是利用仿真技術來預見物理實體未來的狀態演變，從而指導當前的運行決策。

應用層：應用層是面向各類場景的數字孿生體的最終價值體現，具體表現為不同行業的各種產品，能夠明顯推動各行各業的數字化轉型。

2.數字孿生系統的典型特征

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

實時交互：基于實時傳感等多元數據的獲取，孿生體可全面、精準、動態反映物理對象的狀態變化，包括外觀、性能、位置、異常等?！皩崟r”體現數字孿生體所處狀態是物理實體狀態的實時虛擬映射;“交互”體現數字孿生體與物理實體間存在數據及指令互動。

共生演進：“共生”體現在數字孿生體與物理實體同步構建，在全生面周期中相互依存，孿生體隨著孿生對象的生長而不斷演變。共智體現在三個層面: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。

預測優化：根據物理實體的各項真實數據，通過數字孿生體進行仿真，實現對物理實體未來狀態的預測，預先知曉未來狀態能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據物理實體的實時運行狀態，通過數字孿生體進行監測，實現對系統不穩定狀態的預測，預先覺察即將可能發生的不穩定狀態，使用戶更從容地處理該問題。

建立數字孿生體的最終目的，是通過描述物理實體集合內在機理，分析規律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優化指令或策略，實現對物理實體決策優化功能的閉壞。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.智慧林業實景三維動態監測系統功能

（1）林業資源管理：數字孿生技術可以對林業資源進行精確建模和仿真，從而實現對資源的動態監測和管理。通過采集和分析大數據，可以實時更新數字模型，反映資源變化情況，并通過算法分析和優化實現資源的合理配置和利用。

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

（3）林業生態恢復和保護：數字孿生技術可以模擬林業生態系統的運行和演化過程，通過數據交互和模型優化，實現對生態系統的恢復和保護。同時，數字模型還可以用于評估和分析不同干預措施的效果，為林業生態管理提供科學依據。

（4）林業作業規劃與決策支持：數字孿生技術可以對林業作業進行模擬和優化，提供作業規劃和決策支持。通過對作業過程進行數字化建模和仿真，可以實現作業流程的可視化和優化，提高作業效率和質量。