数智技术助力“平安乡村”工程——中国科学技术大学“数字联合村”建设实践

一、应用场景

六枝特区新窑镇联合村地处贵州西部山区，森林覆盖率超60%，总人口4500余人。冬春季森林火灾、夏季地质灾害隐患突出，传统人工监视巡查效率低、风险高。第一书记牵头整合中国科大前沿科技成果、人才资源和帮扶经费，搭建“数字化、智能化、精准化”治理体系，打造村级“林地防火综合监测预警系统”，通过“技防”代替“人防”，显著提高了联合村防灾减灾及应急管理能力，有效解决了山区防火防汛人工巡查效率低、人力物力耗费严重等问题。

二、做法成效

（一）整体思路

坚持“技防”代替“人防”，打造“空地一体、多元结合”安全监测网络；坚持技术创新，打造村级林地防火“端—边—云—智”协同体系。

（二）具体做法

1．打造“林地防火综合监测预警系统”：第一书记在联合村试点部署了“双光谱摄像机+无人机巡航+光量子雷达+闪电观测仪”主被动结合预警设备，建设半径达15公里的24小时火情监测系统。通过“固定点位+无人机自动巡航”，形成“空地一体”火情监测网络，将视频信号实时传输至AI云端算法识别，识别成功后火情信息自动传输至手机端小程序进行处理。在森林防火季无需再安排大量人力物力巡山打火，村委集中监测、实时调度，实现火情“早发现、准定位、快处置”。

无人机按照设定航线自动充电、巡航监测、返航

光量子雷达24h监测联合村及周边村寨火情

村内固定点位24h监控并自动识别烟火

火情监测系统实时处理火情信息

 “烟火监测”微信小程序及时通知到村干部、护林员等

2．搭建“地质灾害监测”模块：联合村有4处地质灾害监测点，为保障山区群众生命财产安全，助力防汛季基层24h地灾监测工作，第一书记在村地灾点布设了物联网传感器，实时监测山体滑坡趋势，降低了山体滑坡响应时间，目前已平稳运行近三年。

“滑坡监测”模块24h监测地下土层位移情况

（三）技术创新

“林地防火综合监测预警系统”以“端—边—云—智”四层架构为核心，实现人员和技术闭环。

1．端（感知层）

光量子雷达：首创的“量子+激光”监测技术：光量子雷达技术来源于中国科大院士团队，是世界上首次将量子探测技术和激光雷达技术相结合的设备。在早期火情的预警中，该技术主要用于实现区域范围内的烟排放信息遥测，可进行早期的高准确度的自动预警。在火灾灭火现场中，该技术主要用于实现火场上空烟尘特征分布测量，并根据此判定风向信息。

双光谱摄像头（固定机位）+FIREGPT大模型：AI驱动的智能识别，融合可见光与红外热成像技术，结合FIREGPT烟火大模型（融合3D卷积技术与多光谱分析），实现火情自动识别，烟雾识别准确率达99.54%，误报率较传统设备降低30%，联动无人机巡航核查，生成处置建议推送至村委及村干部、护林员等一线人员。

闪电观测仪—雷击火监测和预警：由中国科大自主研发的闪电低频无缝采集系统用于实时探测强对流雷暴云放电过程的空间位置、强度与类型等相关信息，实现强对流灾害性天气的实时探测和趋势预报，可与火情因子监测站联合监测雷击火情况并预警风险。

无人机机巢：大疆无人机搭载多光谱摄像头，巡航时实时传输数据至边缘服务器，实现火情自动识别；巡航完成后返航机巢充电。将固定点位观测与无人机机场相结合，无人机自动巡航、全域扫描，确保覆盖无死角，高清图片视频实时上传“云”端识别火情，并通过系统及手机小程序第一时间通知至村支两委、护林员等人员。

2．边（边缘计算）

在联合村部署本地服务器，嵌入轻量化AI模型，对摄像头画面进行实时烟雾检测，减少云端传输延迟，实现火情信号1分钟内快速处理，降低网络依赖；在本地建立火情档案，通过长期监测，实现数据存储及分析，进一步改进对全村火情风险的监测研判水平。

3．云（平台层）

云端搭建远程监测预警平台，集成AI算法与多维火险因子数据库，支持火势蔓延预测与资源调度优化。

4．智（决策层）

通过“烟火监测”微信小程序，乡镇、村干部可实时查看火点位置、无人机画面及处置指南，火情响应时间缩短至15分钟以内，较传统模式提速3倍。

 “林地防火综合监测预警系统”工作流程

“地空间天电监测系统－六枝站点”（全省3个点）

（四）取得成效

1．森林防火季“零伤亡”：近两年冬春防火季，系统已累计发现、处置联合村及周边村落火情隐患6400余次，对村内火情实现15—20分钟内100%处置完毕，实现“零过火面积、零伤亡”。平台启用后人力成本降低70%，每个村在森林防火季3个月可节省经费约50万元。

2．防汛季“快响应”：针对全村4个地质灾害点实施24h监测，物联网传感器实时监测山体位移情况，山体位移数据每分钟更新一次，滑坡响应时间由2小时缩短至30分钟，显著降低了地质灾害风险，保障联合村平稳度过防汛季。

三、特色亮点

1．坚持需求导向，以西南山区农村治理的实际需求为出发点，针对性设计技术模块，以村干部、村民觉得“简单、好用、愿意用”为目标，确保“科技赋能”精准落地、有效运行。

2．强化校地协同，释放创新动能，培育新质生产力，形成“技术研发—试点应用—推广复制”工作闭环，多学科专家全程参与技术攻关，企业等全力配合，确保平台技术领先性。

3．注重系统性、可持续性，激发内生动力，努力构建“政府引导、高校支撑、村民参与、市场运作”的长效机制，竭力避免“建而不用”“重建轻管”，为贵州山区“平安乡村”建设工程提供一套“科大方案”。