淺析無(wú)人機(jī)航拍與ArcGlS在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

應(yīng)靜寧

（永康市林業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限公司，浙江 永康 321300）

在近代林業(yè)科學(xué)生產(chǎn)管理工作中，最基礎(chǔ)的林業(yè)工作就是林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，該項(xiàng)工作指的是對(duì)林區(qū)自然屬性與社會(huì)屬性進(jìn)行詳細(xì)探查和統(tǒng)一規(guī)劃的一個(gè)過(guò)程，例如森林資源與生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查與監(jiān)測(cè)、生態(tài)質(zhì)量的調(diào)查與監(jiān)測(cè)、林業(yè)生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)或者是森林資源資產(chǎn)評(píng)估都屬于這一范圍。過(guò)去國(guó)內(nèi)林業(yè)資源管理水平參差不齊，生態(tài)的多樣性、動(dòng)態(tài)性大大加強(qiáng)了林業(yè)資源管理的難度。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)在，林業(yè)調(diào)查所應(yīng)用的調(diào)查技術(shù)也在推陳出新，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的出現(xiàn)降低了林業(yè)調(diào)查的規(guī)劃工作難度，在ArcGIS地理信息系統(tǒng)軟件配合下，降低人力資源，節(jié)約大部分人工調(diào)查成本，為林業(yè)調(diào)查提供更為準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，提高工作效率。

1 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)在林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中的作用

1.1 有利于保護(hù)林業(yè)資源

林業(yè)資源對(duì)人們的生活及生存環(huán)境都有著巨大的影響，尤其是決定著地球生態(tài)環(huán)境的維持效果，林業(yè)資源同時(shí)有著防洪抗?jié)?、防風(fēng)固沙等功能。開(kāi)展林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)林業(yè)資源的整合目的，幫助分析目前林業(yè)種植區(qū)域存在的不足之處及現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)，對(duì)林業(yè)部門(mén)進(jìn)行指導(dǎo)，有利于保護(hù)林業(yè)資源，充分發(fā)揮林業(yè)資源功能，指導(dǎo)開(kāi)展林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)。

1.2 有利于林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的促進(jìn)

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，雖然我國(guó)的土地面積也位居世界前列，但是我國(guó)的人均森林面積覆蓋率卻遠(yuǎn)低于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，也就是說(shuō)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境相對(duì)薄弱，因此導(dǎo)致我國(guó)林業(yè)資源在整個(gè)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中存在諸多問(wèn)題。例如我國(guó)的甘肅地區(qū)，林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)受到氣候條件的影響，同時(shí)也受到地形地勢(shì)產(chǎn)生的影響，決定著甘肅地區(qū)不具備足夠的天然森林資源覆蓋面積，直接制約了林業(yè)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展。近些年我國(guó)越來(lái)越重視對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，也開(kāi)始重視林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)，但是森林資源的數(shù)量不斷增加，林耗隨之增長(zhǎng)，這就在很大程度上造成了我國(guó)林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。不僅如此，我國(guó)以甘肅為首的西北地區(qū)土地條件相對(duì)較差，因此缺少適合林木種植的土地面積，在進(jìn)行人工造林時(shí)面臨著巨大的困難，最終致使我國(guó)很多地區(qū)的林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度極為緩慢。此時(shí)開(kāi)展林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作就有著極為顯著的優(yōu)勢(shì)，可以利用規(guī)劃設(shè)計(jì)有效把控總體林業(yè)發(fā)展局勢(shì)，同時(shí)能夠合理的統(tǒng)籌各個(gè)林業(yè)建設(shè)環(huán)節(jié)的制定過(guò)程與具體實(shí)施過(guò)程，通過(guò)開(kāi)展合理的林業(yè)布局并投入先進(jìn)的建設(shè)技術(shù)，能夠從根本上提升我國(guó)林業(yè)的整體經(jīng)營(yíng)管理水平，最終充分保證我國(guó)林木資源的長(zhǎng)遠(yuǎn)供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)林業(yè)建設(shè)經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)。

2 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)及ArcGlS技術(shù)要點(diǎn)

2.1 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)人機(jī)”，英文縮寫(xiě)為“UAV”，它是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或由車(chē)載計(jì)算機(jī)完全的或間歇地自主操作。無(wú)人機(jī)根據(jù)使用領(lǐng)域不同大致可分為兩種：軍事無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)，最初無(wú)人機(jī)被研究出來(lái)的目的就是執(zhí)行軍事任務(wù)，隨著各行各業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)被廣泛地應(yīng)用于非軍事領(lǐng)域，即民用無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無(wú)人機(jī)真正的剛需，也大大拓展了無(wú)人機(jī)的用途。航拍又可稱(chēng)為空拍、空中攝影等，是指從空中拍攝地形地貌，獲得俯瞰圖，即為空照?qǐng)D，航拍的攝像機(jī)可自動(dòng)拍攝、遠(yuǎn)程控制和由攝影師控制，并且可作為航拍的平臺(tái)有很多，比如飛機(jī)、直升機(jī)、熱氣球、降落傘甚至風(fēng)箏，由于利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行的航拍圖像比較清晰，所以不管在軍事、農(nóng)業(yè)、植保等方面，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用都是非常廣泛的。

2.2 ArcGIS技術(shù)要點(diǎn)

利用ArcGIS Model Builder提取大普查數(shù)據(jù)時(shí)，需注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是利用SQL查詢(xún)語(yǔ)句進(jìn)行篩選。在模型構(gòu)建時(shí)，需用到SQL查詢(xún)語(yǔ)句進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，部分文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)與個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)語(yǔ)言不一致，為確保數(shù)據(jù)選擇無(wú)誤，在進(jìn)行全省數(shù)據(jù)提取時(shí)，需保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)格式與制作模型時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的格式一致。二是大普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)邊界問(wèn)題。提取所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（2017年度林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、公益林?jǐn)?shù)據(jù)等），由于調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)體系與工作重點(diǎn)不一致，不同數(shù)據(jù)間小班外圍邊界存在一定的差異。根據(jù)大普查數(shù)據(jù)技術(shù)要求，本次小班圖形數(shù)據(jù)以林地?cái)?shù)據(jù)為準(zhǔn)。三是大普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)屬性問(wèn)題。由于屬性數(shù)據(jù)是采用幾套數(shù)據(jù)的結(jié)合，在獲取第四次森林資源調(diào)查小班相應(yīng)屬性時(shí)，對(duì)于兩套數(shù)據(jù)圖形邊界不一致的小班，本次采取以獲取相應(yīng)圖斑面積最大的屬性作為結(jié)果。

3 無(wú)人機(jī)航拍與ArcGlS在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用

用無(wú)線電遙控和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起進(jìn)行遠(yuǎn)程操控的不載人飛行技術(shù)可以理解為無(wú)人機(jī)技術(shù)，加載上攝像鏡頭進(jìn)行拍攝的行為可以稱(chēng)為航拍。這項(xiàng)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)對(duì)多種多樣的林業(yè)地貌資源進(jìn)行衛(wèi)星定位，實(shí)施通信定位技術(shù)監(jiān)測(cè)得出數(shù)據(jù)和信息，使用Pix4Dmapper等相應(yīng)的軟件拼接影像數(shù)據(jù)，并在軟件中進(jìn)行坐標(biāo)投影轉(zhuǎn)換導(dǎo)出拼接好的矢量圖。在ArcGIS軟件中校正航拍影像數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)之間的匹配度，再導(dǎo)入實(shí)際控制點(diǎn)或者調(diào)查范圍可以準(zhǔn)確獲取控制點(diǎn)的坐標(biāo)值和調(diào)查范圍的分類(lèi)區(qū)劃，正射影像得出的矢量數(shù)據(jù)也可以由ArcGIS計(jì)算得出面積、株數(shù)，得出成活率和保存率，定位需要補(bǔ)植的植株位置。航拍出來(lái)的影像圖分辨率達(dá)到了肉眼近地觀測(cè)的精度，針對(duì)不同載荷和不同業(yè)務(wù)，林業(yè)技術(shù)人員可以根據(jù)以往調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，在ArcGIS中實(shí)現(xiàn)精確判讀同一區(qū)域的過(guò)渡地類(lèi)，提高判讀精度，在保證調(diào)查準(zhǔn)確性和地類(lèi)識(shí)別精度的同時(shí)，后期通過(guò)影像數(shù)據(jù)判斷設(shè)計(jì)出圖能減輕內(nèi)外業(yè)調(diào)查工作人員的工作強(qiáng)度。最終ArcGIS軟件處理后生成圖紙，發(fā)到調(diào)查執(zhí)法等監(jiān)督機(jī)構(gòu)通過(guò)高清遙感影像圖紙，分析計(jì)算出林間植物遭遇破壞的地點(diǎn)和程度，可以及時(shí)對(duì)違法征占、毀林、開(kāi)荒等行為進(jìn)行教育糾正和處罰處理。調(diào)查整改后得到的矢量數(shù)據(jù)可以在ArcGIS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新替換，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，總而言之，人與自然的長(zhǎng)遠(yuǎn)和諧發(fā)展是促進(jìn)人類(lèi)進(jìn)步的前提條件，尤其是對(duì)于人們的日常生活質(zhì)量來(lái)說(shuō)，生態(tài)環(huán)境的發(fā)展有著直接的影響作用。無(wú)人機(jī)航拍憑借自身的優(yōu)勢(shì)在各行各業(yè)都發(fā)揮著重要作用，有效地提高了工作人員的工作效率，改變了傳統(tǒng)的拍攝方式，提供新角度讓人們?nèi)チ私馐澜?，未?lái)如何不可知，但無(wú)人機(jī)航拍必將成為一個(gè)遙遙領(lǐng)先的新興產(chǎn)業(yè)。