無人機在林業(yè)中的應(yīng)用及前景展望

包寶柱

（科爾沁右翼中旗義和塔拉林場，內(nèi)蒙古 興安盟 029400）

無人駕駛飛機簡稱無人機，它主要利用遙控技術(shù)和程序?qū)︼w機進行控制，從而完成一些人力所無法完成的工作，提高效率。無人機技術(shù)不斷改進，如今已經(jīng)變得十分輕便，并且應(yīng)用成本降低，應(yīng)用范圍不斷擴大，開始全面代替人工作業(yè)。目前，無人機在林業(yè)中的應(yīng)用主要集中于以下幾方面的工作中。

1 現(xiàn)階段無人機技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用

1.1 森林調(diào)查

目前，森林資源調(diào)查通常以遙感數(shù)據(jù)和森林資源小班檔案、林地落界、生態(tài)公益林區(qū)劃調(diào)整等數(shù)據(jù)為主要信息源，充分利用已有調(diào)查成果，先進行室內(nèi)判讀，隨后，相關(guān)的外業(yè)調(diào)查人員將依據(jù)室內(nèi)判讀的結(jié)果進行實地勘察。采用傳統(tǒng)的森林調(diào)查方法無法獲得真實的影像信息，因此外業(yè)調(diào)查人員在實地調(diào)查過程中由于對地形情況不了解而無法在短時間內(nèi)完成任務(wù)。利用無人機，使用攝像裝置，能夠迅速勘察小班的全貌，并獲取到森林林分、樹冠的冠幅，樹種長勢等信息，在客觀上有效輔助外業(yè)調(diào)查人員獲取該地區(qū)林地小班的部分林況信息，或者是單木的全息化三維信息。據(jù)筆者在工作中的經(jīng)驗，二類調(diào)查需要外業(yè)調(diào)查人員深入實地，展開各類因子的調(diào)查工作，對于一些地形復(fù)雜或險要的高危林區(qū)，不僅工作展開困難，而且危險性極高。相比之下，無人機技術(shù)在這種較為特殊類型的環(huán)境中具備極高的適應(yīng)性和實用性，可以通過自身優(yōu)勢不受地形地貌的影響，快速收集第一手林況以及地域概況，還能夠充分確保調(diào)查人員的人身安全[1]。

1.2 林業(yè)管理

林業(yè)管理的目的是了解和預(yù)防森林破壞，包括人為破壞，出現(xiàn)火災(zāi)、病蟲害災(zāi)害等。經(jīng)常有人違規(guī)對樹木進行采伐，或者在禁牧區(qū)放牧，對森林造成的破壞較大，必須加強監(jiān)管，及時制定對策。利用無人機技術(shù)進行森林管理，不僅能夠及時發(fā)現(xiàn)人為破壞的行為，并獲得影像證據(jù)，還能夠針對自然災(zāi)害破壞，對遭受破壞的區(qū)域大小進行測，非常便于林業(yè)管理部門實時掌握森林現(xiàn)有資源的狀況并完成日常的巡查工作，從而及時制定出森立保護措施，增強森林管理的時效性。

面對森林資源破壞和林地非法占用等情況，林業(yè)管理部門需要對破壞面積和違占面積進行測算以及評估。據(jù)筆者所知，現(xiàn)階段林地面積常用的測算方法主要有三種：目視勾繪測算法；GPS 測量方法；羅盤儀測量法。上述三種當(dāng)前較為常用的測算方法受到客觀因素影響非常大，并且無法保障測量過程的提高精確度。但無人機技術(shù)的推廣和應(yīng)用讓森林資源的各種調(diào)查及各類計算迅速變得輕松化、便捷化和科學(xué)化。無人機技術(shù)能夠通過自身所搭載的超高清攝像頭全方位拍攝目標(biāo)林地區(qū)域，根據(jù)定位使用相關(guān)軟件利用計算機對所拍攝的相片能夠符合各項測算標(biāo)準(zhǔn)。更重要的是，無人機技術(shù)完全能夠適應(yīng)不同天氣狀況以及不同地形環(huán)境，無論是精確度、安全性或者是時效性，無人機技術(shù)都堪稱是最佳的選擇。

1.3 林業(yè)工程

除了上述兩大方面的具體應(yīng)用領(lǐng)域外，無人機還能在林業(yè)工程中廣泛應(yīng)用和推廣。過去，采伐林木需要先遞交申請，然后結(jié)合地圖，在現(xiàn)場確認(rèn)采伐的界限范圍，不僅效率很低，且精準(zhǔn)度不夠。利用無人機則可以大大提高勾繪工作的效率，迅速明確采伐的界限范圍，快速批準(zhǔn)采伐申請[2]。

2 無人機在林業(yè)中的應(yīng)用前景展望

無人機技術(shù)是無人駕駛技術(shù)的一個具體的分支，這項技術(shù)極具實用性和可擴展性，在未來將朝向多功能化、微型化發(fā)展，必將會有更優(yōu)秀的續(xù)航時間、更快速的飛行速度和更穩(wěn)定的實用效果，應(yīng)用前景廣闊。隨著林業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)需求不斷增長，以及無人機技術(shù)的不斷創(chuàng)新，無人機在未來的森林調(diào)查、監(jiān)測以及執(zhí)法等具體領(lǐng)域必將代替原有的模式，發(fā)揮更重要作用。

與傳統(tǒng)的林業(yè)監(jiān)測手段相比，無人機監(jiān)測具有高時效、低損耗、高靈活性以及不受云層影響等優(yōu)勢，可以在林區(qū)獲取多尺度、多時相、高分辨率的信息，目前正逐步成為此領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的平臺。但是基于上述討論可以看出，當(dāng)前林用無人機系統(tǒng)的發(fā)展仍受制于技術(shù)水平、實際作業(yè)環(huán)境及政策法規(guī)等因素。無人機平臺及其所搭載的模塊需要進一步輕量化，在提升負(fù)載能力的同時保證續(xù)航能力。用于開展林間作業(yè)的無人機平臺需進一步改進其續(xù)航及負(fù)載能力，在控制成本的情況下，提升機載傳感器性能以滿足當(dāng)前林業(yè)監(jiān)測的實際需要。無人機平臺所載的多種傳感器系統(tǒng)具有理想的信息獲取性能及處理能力，但成本較高且依賴進口，在一定程度上限制了無人機遙感平臺的大規(guī)模推廣及應(yīng)用。由于林地面積廣，林木層次錯落，地形多變以及林間風(fēng)力大等客觀環(huán)境因素，為充分發(fā)揮無人機的技術(shù)作用，林用無人機研究不僅要加強無人機自身科技方面的研究，即提高抗風(fēng)性能、改善升降技術(shù)、增大航拍設(shè)備穩(wěn)定性等，還要加強無人機使用方法的普及和培訓(xùn)，并在多林地區(qū)域加強無人機技術(shù)的推廣及應(yīng)用。此外有關(guān)部門應(yīng)針對無人機的管理加快政策完善和管制標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，同時推進各地?zé)o人機監(jiān)測信息數(shù)據(jù)資料的共享。無人機遙感技術(shù)能有效促進林業(yè)工作的自動化、信息化以及實效化，將成為未來林業(yè)工作常用的重要工具，在林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮其巨大的潛力[3]。

3 結(jié)語

無人機技術(shù)目前在森林調(diào)查、森林管理以及林業(yè)工程中得到了廣泛應(yīng)用，獲得了極高的反響，它的在高效性、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢是我們有目共睹的。未來，我國的林業(yè)發(fā)展需求還會進一步提升，新的無人機技術(shù)也將持續(xù)研發(fā)，對現(xiàn)有技術(shù)進行完善和改進，爭取在最大程度上降低應(yīng)用成本，減少人力工作。在技術(shù)的研究和推廣工作中，各部門及社會機構(gòu)還需投入更大的力度。