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在少子化、老龄化趋势急速发展导致的人口减少的背景下，以经营林业为主的日本山区和林区，青壮年人口流失情况更为严重，这又进一步加剧了林业从业人员不足、森林经营意愿减弱等问题。为应对这些挑战，日本政府于2019年6月通过的《发展战略跟踪》中，明确提出将促进智慧林业创新发展，同年11月又进一步制定推进智慧林业的十年目标：到2028年基本实现让有意愿和有能力的林业经营者都能使用智慧林业技能。
日本林野厅从2018财年（2018年4月～2019年3月）开始实施智慧林业建设实践项目，石川县等5个地区的智慧林业振兴协会参与了项目实施，2019财年扩大到福岛县等7个地区。
实践案例一：森林信息的高级化和共享化
实施单位：熊本县球磨地区中央林业振兴协会
林业作业：森林资源调查
关键技术：无人机调查森林资源
实施目的：日本的主伐通常是通过木材生产企业等林业服务实体从森林所有者处购买活立木来实施采伐作业，通过无人机激光测量获取森林资源信息，能够提高每木调查和森林资源评估效率，降低林业实体的前期生产成本，有助于达成合理采购价格，同时也能促进森林所有者实施采伐迹地的更新造林。
作业概况：林业振兴协会对一处4.45公顷森林的主伐区同时进行了每木调查和无人机激光测量，得出活立木材积数据：每木调查1650立方米、无人机激光测量1800立方米。以每木調查结果为基数、比较两种方法调查的材积，无人机激光测量数据的误差为+9.1%，目前设定目标值允许的误差范围是±10%，实证结果表明无人机激光测量数据是准确有效的。
效益分析：采用传统方法对4.45公顷森林进行每木调查，需4人作业2.5个工作日，合计人工工资8864.7元，人工费用1991.6元/公顷;采用无人机激光测量方法，节约了外业调查人工费用，但需要支付内业人工工资，按照2人2.5天计算，需要人工工资4432.35元，比每木调查节约人工工资50%。作业面积越大，激光测量节省的比例越高。另外，激光测量和数据分析费用177.3元/公顷，4.45公顷需支付789元。合计无人机激光测量比传统方法节约成本40%以上。
实践案例二：森林信息的高级化和共享化
实施单位：山口县智慧林业实践对策协会
林业作业：森林资源调查
关键技术：地面激光扫描仪调查森林资源
实施目的：利用地面激光扫描仪实施激光测量，比传统每木调查更省力且能获得高精度的森林资源信息和地形信息。通过使用木材采伐规划和路网规划编制系统对这些森林资源数据进行分析和计算收支等情况，可以实现“立木库存可视化”的目标。同时，林业规划设计单位通过平板电脑等设备上的施工作业提案系统，将精准的收支计划应用于向森林所有者编制的施工作业方案和计划之中，以提高集约化施工作业的效率。
作业概况：对协会会员的项目实施地（7处，共11.2公顷），利用地面激光扫描仪测量森林资源并与传统方法进行比较。经林业实践对策协会实地对比验证，地面激光扫描仪测量由3人作业，作业效率为7.4小时/公顷，合计22.2公顷，包括为保证测量效果对标准地进行适当清理的作业时间;每木调查由3人作业，作业效率为20.1小时/公顷，合计60.3小时。地面激光扫描仪测量森林资源比传统方法节约人力63%。
效益分析：地面激光测量的工作效率是每木调查的2.72倍;地面激光测量的用工成本为1985.7元/公顷，每木调查为5318.82元/公顷，地面激光测量节约人工成本64%。
实践案例三：提高经营效率和利润率
实施单位：爱知县木材生产与流通协会
林业作业：林区的道路建设
关键技术：林区路网设计与支持软件
实施目的：爱知县自古就是优质木材产区，但受木材价格持续低迷的影响，森林所有者投资回报减少，木材生产意愿下降。为保障原木的稳定供应，爱知县木材生产与流通协会利用航空激光测量获得了详细的森林资源信息和地形信息，引入了林区路网设计软件以提高设计效率，目的是降低生产成本，促进木材生产。
作业概况：在项目实施的候选地（3处，共8公顷）进行了作业道路（长为1530米，宽为3米）设计，并制定了施工作业建议书（需要运出柳杉、扁柏间伐材约650立方米）。引入了利用航空激光测量地形数据的路网设计支持软件，在模拟林区路网布置（林区道路、林业专用道路及林业作业道路三级路网）的同时，能够看到真实的木材资源分布状况和地形等效果。在运输间伐项目区（约4公顷）进行了林业作业道路（长为1230米，宽为3米）的设计，并用于合理施工的线形研究。林业作业道路并行开通，并开始了木材生产（柳杉700立方米）。
效益分析：利用路网设计支持软件对林业专用道（长为1900米）试行了总体规划调查，对建议线形进行了比较研究。1900米林业专用道路用传统方法和软件设计的成本分别为：37.13万元、29.13万元，设计费由195元/米降至153元/米，下降21.6%，节约设计费42元/米。
实践案例四：提高集约化作业的效率和节约人力项目
实施单位：长野县智慧林业推进协会
林业作业：木材检验
关键技术：木材验收系统
实施目的：长野县拥有全国屈指可数的丰富森林资源，但由于缺乏稳定的木材供应体系，森林资源未能充分利用，无法满足日趋增长的市场需求。智慧林业推进协会在准确调查森林资源信息的基础上，将主要林业实体的原木库存情况导入木材验收系统，以提高管理效率和生产力。依托木材验收系统，可在集材场利用智能手机应用程序对原木材积进行无纸化检验，实现木材产量的即时化管理，并能够向木材需求方分享集材场木材的树种、数量、规格等信息。
作业概况：利用林业机械将树木伐倒、造材并集材后，传统的木材验收方法是公司派专人到集材场协助检尺，采用木材验收系统替代人工检尺和纸媒记录检测数据后，仅由集材场的工作人员即可完成检尺作业，具体方法是：将相同材长的原木分类集材码放，用智能手机拍摄分类码放原木的端面照片并上传到木材验收系统，云端服务器会通过照片判读原木的数量、直径等信息，并据此计算原木材积。 成效分析：数字化验收提高了木材检尺的工作效率，减少用工量，与传统方法对比，每个集材作业现场（平均10公顷）的用工量由20小时/月/人减少到3小时/月/人，减少85%，节约用工2.1人/月，扣除系统安装和软件使用年费等开支，每年可节约成本1.06万元。
实践案例五：木材供需匹配便利化项目
实施单位：长野县智慧林业推进协会
林业作业：木材销售与流通
关键技术：供应需求匹配相关（SCM）系统
实施目的：长野县的目标是开发一个木材供需匹配和流通便利化系统，构建具有竞争力的林业县的体制框架。通过生产商和消费者等共同合作建立木材供应链（SCM）管理系统，加强对产业链上游生产量和集材场库存的即时管理，提高中游木材流通的效率，实现生产、库存、交易、流通的一体化管理，减少流通环节，降低生产成本。
作业概况：供需匹配系统同时接收采伐现场木材产量等供应方信息及木材加工厂等需求方信息，木材SCM系统对生产计划、生产、需求等信息进行一体化管理并匹配供需，在系统内完成交易后，由系统安排运材车辆将木材从集材场直接配送至木材加工厂等地。这种管理模式，不但提高了木材匹配的效率，而且省去了传统生产流通方式中的转运木材至贮木场重新装卸的环节，提高了木材流通效率并降低了物流成本。
效益分析：一是使木材流通管理的用工效率提高了26%，在即时掌握木材供给量信息、调整木材装车地点、协调运输车辆等方面，用工时间由50小时/月减少到37小时/月;二是木材从集材场直接送货数量提高了20%，仅此一项就节约费用54.37万元，降低木材成本38.41元/立方米。
启示
伴随着智能化时代的到来，智慧林业必将得到快速发展。日本的智慧林业建设尚处于实证推广阶段，借鉴日本发展智慧林业的实践案例，我们可以从中得到一些启示。
1、统一的组织领导有利于智慧林业的有序化推进。智慧林业建设是一项巨大的系统工程，涉及到多领域、多学科、多专业的技术集成，在统一的组织领导和总体设计下开展有序的实践验证与推广应用，不仅可以促进智慧林业建设循序渐进、全面推进，还可以防止重复，事半功倍。日本政府在智慧林业实践项目中虽然框定了“森林信息的高级化和共享化”“提高集约化作业的效率和节约劳力”“提高经营效率和利润率”“木材供需匹配便利化”等4个方向，但各地从实际出发，选择了适合本地区的技术路线，相同的项目，产生了不同特色和效果。
2、多元的组织结构有利于智慧林业的协调性发展。7个试点县的智慧林业实践项目均由省级智慧林业促进协会牵头，其成员大多来自三个方面：一是省市级的政府林业主管部门和基层政府，二是森林组合联合会、木材生产、加工与流通企业等，三是大学或科技公司多为特别会员。这种纵向从顶到底、横向极限到边的纵横交织的组织架构有利于形成合力，发挥各自优势，促进智慧林业建设高效协调发展。政府、协会、企业与科研单位各司其职，国家的政策法规能够快速贯彻落实，项目进展和存在的问题能够及时反馈，实施的项目紧密联系生产实际，取得的科技成果和技术专利能够迅速转化为生产力，实现市场化运作、商业化运营。
3、量化的成效分析有利于智慧林業的自觉性应用。所有的实践案例都将新技术方法与传统方法进行了比较，并量化分析了项目的成效，让提高的效率、节约的成本和增加的收益一目了然。这种直观、量化的分析方法，可以让林业企业，特别是林农增强感性认识，增加企业、林农推广应用智慧林业技术的自觉性和内生动力。还可以根据量化分析结果，及时调整智慧林业建设的政策方向、实施项目和支持力度，引导智慧林业按照市场化模式实现良性循环发展。
日本林野厅从2018财年（2018年4月～2019年3月）开始实施智慧林业建设实践项目，石川县等5个地区的智慧林业振兴协会参与了项目实施，2019财年扩大到福岛县等7个地区。
实践案例一：森林信息的高级化和共享化
实施单位：熊本县球磨地区中央林业振兴协会
林业作业：森林资源调查
关键技术：无人机调查森林资源
实施目的：日本的主伐通常是通过木材生产企业等林业服务实体从森林所有者处购买活立木来实施采伐作业，通过无人机激光测量获取森林资源信息，能够提高每木调查和森林资源评估效率，降低林业实体的前期生产成本，有助于达成合理采购价格，同时也能促进森林所有者实施采伐迹地的更新造林。
作业概况：林业振兴协会对一处4.45公顷森林的主伐区同时进行了每木调查和无人机激光测量，得出活立木材积数据：每木调查1650立方米、无人机激光测量1800立方米。以每木調查结果为基数、比较两种方法调查的材积，无人机激光测量数据的误差为+9.1%，目前设定目标值允许的误差范围是±10%，实证结果表明无人机激光测量数据是准确有效的。
效益分析：采用传统方法对4.45公顷森林进行每木调查，需4人作业2.5个工作日，合计人工工资8864.7元，人工费用1991.6元/公顷;采用无人机激光测量方法，节约了外业调查人工费用，但需要支付内业人工工资，按照2人2.5天计算，需要人工工资4432.35元，比每木调查节约人工工资50%。作业面积越大，激光测量节省的比例越高。另外，激光测量和数据分析费用177.3元/公顷，4.45公顷需支付789元。合计无人机激光测量比传统方法节约成本40%以上。
实践案例二：森林信息的高级化和共享化
实施单位：山口县智慧林业实践对策协会
林业作业：森林资源调查
关键技术：地面激光扫描仪调查森林资源
实施目的：利用地面激光扫描仪实施激光测量，比传统每木调查更省力且能获得高精度的森林资源信息和地形信息。通过使用木材采伐规划和路网规划编制系统对这些森林资源数据进行分析和计算收支等情况，可以实现“立木库存可视化”的目标。同时，林业规划设计单位通过平板电脑等设备上的施工作业提案系统，将精准的收支计划应用于向森林所有者编制的施工作业方案和计划之中，以提高集约化施工作业的效率。
作业概况：对协会会员的项目实施地（7处，共11.2公顷），利用地面激光扫描仪测量森林资源并与传统方法进行比较。经林业实践对策协会实地对比验证，地面激光扫描仪测量由3人作业，作业效率为7.4小时/公顷，合计22.2公顷，包括为保证测量效果对标准地进行适当清理的作业时间;每木调查由3人作业，作业效率为20.1小时/公顷，合计60.3小时。地面激光扫描仪测量森林资源比传统方法节约人力63%。
效益分析：地面激光测量的工作效率是每木调查的2.72倍;地面激光测量的用工成本为1985.7元/公顷，每木调查为5318.82元/公顷，地面激光测量节约人工成本64%。
实践案例三：提高经营效率和利润率
实施单位：爱知县木材生产与流通协会
林业作业：林区的道路建设
关键技术：林区路网设计与支持软件
实施目的：爱知县自古就是优质木材产区，但受木材价格持续低迷的影响，森林所有者投资回报减少，木材生产意愿下降。为保障原木的稳定供应，爱知县木材生产与流通协会利用航空激光测量获得了详细的森林资源信息和地形信息，引入了林区路网设计软件以提高设计效率，目的是降低生产成本，促进木材生产。
作业概况：在项目实施的候选地（3处，共8公顷）进行了作业道路（长为1530米，宽为3米）设计，并制定了施工作业建议书（需要运出柳杉、扁柏间伐材约650立方米）。引入了利用航空激光测量地形数据的路网设计支持软件，在模拟林区路网布置（林区道路、林业专用道路及林业作业道路三级路网）的同时，能够看到真实的木材资源分布状况和地形等效果。在运输间伐项目区（约4公顷）进行了林业作业道路（长为1230米，宽为3米）的设计，并用于合理施工的线形研究。林业作业道路并行开通，并开始了木材生产（柳杉700立方米）。
效益分析：利用路网设计支持软件对林业专用道（长为1900米）试行了总体规划调查，对建议线形进行了比较研究。1900米林业专用道路用传统方法和软件设计的成本分别为：37.13万元、29.13万元，设计费由195元/米降至153元/米，下降21.6%，节约设计费42元/米。
实践案例四：提高集约化作业的效率和节约人力项目
实施单位：长野县智慧林业推进协会
林业作业：木材检验
关键技术：木材验收系统
实施目的：长野县拥有全国屈指可数的丰富森林资源，但由于缺乏稳定的木材供应体系，森林资源未能充分利用，无法满足日趋增长的市场需求。智慧林业推进协会在准确调查森林资源信息的基础上，将主要林业实体的原木库存情况导入木材验收系统，以提高管理效率和生产力。依托木材验收系统，可在集材场利用智能手机应用程序对原木材积进行无纸化检验，实现木材产量的即时化管理，并能够向木材需求方分享集材场木材的树种、数量、规格等信息。
作业概况：利用林业机械将树木伐倒、造材并集材后，传统的木材验收方法是公司派专人到集材场协助检尺，采用木材验收系统替代人工检尺和纸媒记录检测数据后，仅由集材场的工作人员即可完成检尺作业，具体方法是：将相同材长的原木分类集材码放，用智能手机拍摄分类码放原木的端面照片并上传到木材验收系统，云端服务器会通过照片判读原木的数量、直径等信息，并据此计算原木材积。 成效分析：数字化验收提高了木材检尺的工作效率，减少用工量，与传统方法对比，每个集材作业现场（平均10公顷）的用工量由20小时/月/人减少到3小时/月/人，减少85%，节约用工2.1人/月，扣除系统安装和软件使用年费等开支，每年可节约成本1.06万元。
实践案例五：木材供需匹配便利化项目
实施单位：长野县智慧林业推进协会
林业作业：木材销售与流通
关键技术：供应需求匹配相关（SCM）系统
实施目的：长野县的目标是开发一个木材供需匹配和流通便利化系统，构建具有竞争力的林业县的体制框架。通过生产商和消费者等共同合作建立木材供应链（SCM）管理系统，加强对产业链上游生产量和集材场库存的即时管理，提高中游木材流通的效率，实现生产、库存、交易、流通的一体化管理，减少流通环节，降低生产成本。
作业概况：供需匹配系统同时接收采伐现场木材产量等供应方信息及木材加工厂等需求方信息，木材SCM系统对生产计划、生产、需求等信息进行一体化管理并匹配供需，在系统内完成交易后，由系统安排运材车辆将木材从集材场直接配送至木材加工厂等地。这种管理模式，不但提高了木材匹配的效率，而且省去了传统生产流通方式中的转运木材至贮木场重新装卸的环节，提高了木材流通效率并降低了物流成本。
效益分析：一是使木材流通管理的用工效率提高了26%，在即时掌握木材供给量信息、调整木材装车地点、协调运输车辆等方面，用工时间由50小时/月减少到37小时/月;二是木材从集材场直接送货数量提高了20%，仅此一项就节约费用54.37万元，降低木材成本38.41元/立方米。
启示
伴随着智能化时代的到来，智慧林业必将得到快速发展。日本的智慧林业建设尚处于实证推广阶段，借鉴日本发展智慧林业的实践案例，我们可以从中得到一些启示。
1、统一的组织领导有利于智慧林业的有序化推进。智慧林业建设是一项巨大的系统工程，涉及到多领域、多学科、多专业的技术集成，在统一的组织领导和总体设计下开展有序的实践验证与推广应用，不仅可以促进智慧林业建设循序渐进、全面推进，还可以防止重复，事半功倍。日本政府在智慧林业实践项目中虽然框定了“森林信息的高级化和共享化”“提高集约化作业的效率和节约劳力”“提高经营效率和利润率”“木材供需匹配便利化”等4个方向，但各地从实际出发，选择了适合本地区的技术路线，相同的项目，产生了不同特色和效果。
2、多元的组织结构有利于智慧林业的协调性发展。7个试点县的智慧林业实践项目均由省级智慧林业促进协会牵头，其成员大多来自三个方面：一是省市级的政府林业主管部门和基层政府，二是森林组合联合会、木材生产、加工与流通企业等，三是大学或科技公司多为特别会员。这种纵向从顶到底、横向极限到边的纵横交织的组织架构有利于形成合力，发挥各自优势，促进智慧林业建设高效协调发展。政府、协会、企业与科研单位各司其职，国家的政策法规能够快速贯彻落实，项目进展和存在的问题能够及时反馈，实施的项目紧密联系生产实际，取得的科技成果和技术专利能够迅速转化为生产力，实现市场化运作、商业化运营。
3、量化的成效分析有利于智慧林業的自觉性应用。所有的实践案例都将新技术方法与传统方法进行了比较，并量化分析了项目的成效，让提高的效率、节约的成本和增加的收益一目了然。这种直观、量化的分析方法，可以让林业企业，特别是林农增强感性认识，增加企业、林农推广应用智慧林业技术的自觉性和内生动力。还可以根据量化分析结果，及时调整智慧林业建设的政策方向、实施项目和支持力度，引导智慧林业按照市场化模式实现良性循环发展。