無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用探討

覃思泉

摘 要 林業(yè)調(diào)查是對(duì)森林資源實(shí)施管理和保護(hù)的基礎(chǔ)工作，調(diào)查數(shù)據(jù)及信息的真實(shí)性、準(zhǔn)確性關(guān)系到林業(yè)經(jīng)濟(jì)及森林資源的可持續(xù)發(fā)展，是開展和進(jìn)行林業(yè)工作的前提條件，具有不可替代的重要性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為林業(yè)調(diào)查工作者帶來了便利，有效提高了林業(yè)調(diào)查工作的效率和安全性?；诖耍接憻o人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 無人機(jī)技術(shù);林業(yè)調(diào)查;應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類號(hào)：S771.52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.033

林業(yè)調(diào)查是針對(duì)林地面積、蓄積量、樹高及其林分環(huán)境進(jìn)行調(diào)查的一項(xiàng)工作，是開發(fā)、利用、管理及保護(hù)森林資源的基礎(chǔ)性工作，大多為戶外工作。一些地形危險(xiǎn)復(fù)雜的區(qū)域，工作難度較大，會(huì)給林業(yè)調(diào)查人員帶來安全隱患。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了這一難題，不僅可實(shí)現(xiàn)智能化的無人操作，還能提高調(diào)查工作的效率和準(zhǔn)確率，達(dá)到事半功倍的效果?；诖?，對(duì)無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，分析無人機(jī)應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查工作中的優(yōu)勢(shì)，探討無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用實(shí)踐。

1 無人機(jī)技術(shù)簡介

無人機(jī)是利用遠(yuǎn)程遙控技術(shù)和自備程序來控制和操縱的不載人飛機(jī)，飛機(jī)上雖然沒有駕駛艙，但安裝了自動(dòng)駕駛儀以及程序控制裝置等系列設(shè)備，地面人員通過雷達(dá)等設(shè)備對(duì)其進(jìn)行跟蹤定位、遙控、遙測(cè)和數(shù)字傳輸[1]。由于無人機(jī)體積小、造價(jià)低、使用方便，其與遙感技術(shù)的結(jié)合，借助傳感器、北斗導(dǎo)航定位、遠(yuǎn)距離通信等技術(shù)手段，可應(yīng)用于森林資源的調(diào)查與監(jiān)測(cè)，節(jié)省人力、時(shí)間的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)林業(yè)調(diào)查工作的高效化、安全化，是林業(yè)調(diào)查工作現(xiàn)代化的體現(xiàn)。

2 無人機(jī)應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查工作中的優(yōu)勢(shì)

2.1 有利于實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息的自動(dòng)化處理

無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查工作中，憑借GPS定位及遙感、傳感技術(shù)，可真實(shí)獲取精準(zhǔn)的林業(yè)信息，并能將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息的自動(dòng)化處理。

林業(yè)調(diào)查人員根據(jù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)的無人機(jī)調(diào)查結(jié)果和整個(gè)調(diào)查過程，依據(jù)其拍攝傳輸回的數(shù)據(jù)對(duì)林業(yè)工作及設(shè)備的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)一步提高調(diào)查數(shù)據(jù)的精確性，以便為后續(xù)的調(diào)查工作提供數(shù)據(jù)分析的依據(jù)[2]。例如，無人機(jī)在進(jìn)行航拍時(shí)，調(diào)查人員可根據(jù)其傳回的畫面和信息及時(shí)給予處理，將數(shù)據(jù)加以轉(zhuǎn)化后變?yōu)榭少A存的信息永久進(jìn)行保存，為林業(yè)調(diào)查工作提供數(shù)據(jù)分析的素材。

2.2 確保林業(yè)調(diào)查結(jié)果更全面，監(jiān)測(cè)更安全

林業(yè)調(diào)查工作具有一定的危險(xiǎn)性，一些危險(xiǎn)、復(fù)雜的區(qū)域?qū)φ{(diào)查人員產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)，而無人機(jī)的應(yīng)用可以不用考慮危險(xiǎn)地區(qū)對(duì)其構(gòu)成的威脅及潛在的安全隱患，確保了調(diào)查工作的安全性。借助對(duì)無人機(jī)的操控，可使其深入偏僻危險(xiǎn)的地帶，利用GPS定位及遙感傳感技術(shù)，清晰地展現(xiàn)監(jiān)測(cè)區(qū)域的畫面及信息，并整合所收集到的信息，形成三維立體模型，以便林業(yè)調(diào)查人員掌握監(jiān)測(cè)區(qū)域的環(huán)境信息，保證調(diào)查結(jié)果更全面。例如，對(duì)丘陵地帶進(jìn)行林業(yè)調(diào)查時(shí)，無人機(jī)可從不同角度進(jìn)行拍攝，包括坡度大小、地面情況均可進(jìn)行監(jiān)測(cè)并傳輸給調(diào)查人員，調(diào)查人員借助GIS軟件制作出監(jiān)測(cè)區(qū)域的坡度和等高線，提供給調(diào)查人員準(zhǔn)確信息。

2.3 空間分辨率高、反應(yīng)速度快

無人機(jī)遙感技術(shù)將無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通信技術(shù)及GPS定位技術(shù)結(jié)合在一起，可自動(dòng)化、智能化、快速獲取森林資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)的處理、建模和應(yīng)用分析。該技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查中，可利用計(jì)算機(jī)將獲取收集到的監(jiān)測(cè)區(qū)域的圖像進(jìn)行處理，并制作成符合工作精度的圖像[3]。同時(shí)利用無人機(jī)的遙感傳感器可了解監(jiān)測(cè)區(qū)域的林業(yè)分布狀況，收集該區(qū)域的地面信息，提高空間分辨率。此外，將無人機(jī)收集的圖像信息傳至電腦，可對(duì)圖像展開建模分析，提供給調(diào)查人員高分辨率的調(diào)查圖像，從而對(duì)信息進(jìn)行快速處理，提高調(diào)查工作的效率。

3 無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

林業(yè)調(diào)查的內(nèi)容包括森林資源中林木的數(shù)量、質(zhì)量、樹種、樹高、林地面積和林分環(huán)境等多個(gè)方面。傳統(tǒng)林業(yè)調(diào)查活動(dòng)中，對(duì)于林地信息的界定、林地征占用核查以及營造林核查等相關(guān)工作都要以人為主體進(jìn)行，往往需要工作人員深入實(shí)地進(jìn)行勘驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的調(diào)查方式對(duì)于復(fù)雜難以涉及的調(diào)查區(qū)域，調(diào)查的難度和工作量均大幅增加，使得林業(yè)調(diào)查工作存在一定的局限性，調(diào)查得出的結(jié)果也有失客觀。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用很好地彌補(bǔ)了這一不足，無人機(jī)通過搭載高清相機(jī)或高光譜成像儀，能夠靈活地去到各種地形復(fù)雜的地區(qū)，采集到高清豐富的遙感影像信息，為林地資源調(diào)查提供科學(xué)的參考依據(jù)。無人機(jī)通過遙感技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，可獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域的生物量信息，從而全面了解林木的種類分布、數(shù)量、質(zhì)量、立地及生長情況，并對(duì)此進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和研究，探索森林資源中生態(tài)資源生長和消亡的規(guī)律、動(dòng)態(tài)變化、資源比例等，真實(shí)客觀地分析自然條件，從而為后續(xù)管理森林資源和推動(dòng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、制定方針政策提供理論及數(shù)據(jù)依據(jù)，使得林業(yè)調(diào)查工作更加精確、細(xì)化、全面、高效[4]。

3.2 無人機(jī)技術(shù)在森林病蟲害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

森林資源管理過程中，不可避免地要面對(duì)病蟲害防治的問題，如若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲害，延誤最佳的防治時(shí)機(jī)，不僅會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)上的損失，還對(duì)森林資源造成嚴(yán)重破壞。目前，大部分地區(qū)對(duì)于森林病蟲害的防治主要依賴人工進(jìn)行實(shí)地查驗(yàn)，不僅耗費(fèi)大量人力、物力，還存在效率低、周期長等不足。無人機(jī)技術(shù)結(jié)合測(cè)控技術(shù)、影像采集等技術(shù)的應(yīng)用能快速對(duì)森林病蟲害現(xiàn)象進(jìn)行大范圍的監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)高效地定位受病蟲害侵襲的樹木，通過無人機(jī)傳回的圖像及信息，對(duì)森林外觀進(jìn)行觀察，判斷不同區(qū)域病蟲害的種類及蟲害嚴(yán)重程度。例如，紅外線技術(shù)的應(yīng)用有助于對(duì)病蟲害類型進(jìn)行識(shí)別，從而明確森林資源健康狀況，采取切實(shí)有效的治理措施，對(duì)癥下藥消滅病蟲害，確保森林資源的健康生長[5]。此外，對(duì)于病蟲害的治理，以往傳統(tǒng)的做法是人工噴藥以及遠(yuǎn)距離噴射噴霧劑，這種方式對(duì)低矮的植物有一定效果，但高大樹木蟲害治理效果欠佳，而且人工噴藥不僅費(fèi)時(shí)耗力，即使工作人員佩戴防護(hù)面罩，藥物還可經(jīng)呼吸系統(tǒng)、皮膚等渠道對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。利用無人機(jī)治理病蟲害，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)、高效、精準(zhǔn)施藥，不但節(jié)約了人力、時(shí)間，還提高了防治效率和治理效果，對(duì)森林資源的管理具有極大幫助。

3.3 無人機(jī)技術(shù)在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

火災(zāi)是森林資源的重要威脅，做好森林防火工作是進(jìn)行森林資源管理的重中之重。冬春季節(jié)為森林火災(zāi)高發(fā)期，特別是原始生態(tài)林，范圍大、區(qū)域廣、交通不便，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果嚴(yán)重。因此，日常應(yīng)做好對(duì)森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)工作，衛(wèi)星遠(yuǎn)程遙感技術(shù)的應(yīng)用雖能有助于火情的發(fā)現(xiàn)，但因其運(yùn)轉(zhuǎn)的周期性及地面分辨率有限等原因，火情的發(fā)現(xiàn)有所延遲，無法及時(shí)反饋和控制。因此，對(duì)于森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)、預(yù)防、撲救，可通過無人機(jī)及其安裝的功能設(shè)備及時(shí)監(jiān)測(cè)起火現(xiàn)場(chǎng)，將勘測(cè)的火情借助無線網(wǎng)絡(luò)微波信號(hào)傳至火情控制中心，以便制定有效的救援計(jì)劃，實(shí)施火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。此外，地形復(fù)雜、情況多變的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，消除人員無法靠近火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，更難以近距離滅火時(shí)，無人機(jī)可快速且最大限度地靠近火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，觀測(cè)到消防人員無法抵達(dá)的區(qū)域，幫助消防人員制定和實(shí)施有針對(duì)性的滅火作戰(zhàn)方案，將火災(zāi)損失降低至最小化。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的不斷應(yīng)用，無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用將越來越普及。無人機(jī)具有高時(shí)效性，其在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用，可第一時(shí)間獲取森林資源變化數(shù)據(jù)。因此，林業(yè)部門調(diào)查人員應(yīng)不斷更新調(diào)查手段，應(yīng)用先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)來提高林業(yè)調(diào)查工作的效率，推動(dòng)林業(yè)工作向現(xiàn)代化方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：趙中正）