無人機技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

魏利平

（周至縣森林資源監(jiān)測中心，陜西 周至 710400）

隨著生活水平的不斷提高，人們的生態(tài)環(huán)境保護意識也在逐步提高。森林資源對人類生存環(huán)境影響較大。無論是過去還是現(xiàn)在，只有通過有效的森林調(diào)查和監(jiān)測，才可以更好地維護森林資源的多樣性和穩(wěn)定性。保護森林資源是人類改善自然環(huán)境可以采取的一種重要方法和手段，因此，森林資源數(shù)據(jù)調(diào)查尤為重要。自21世紀(jì)以來，信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，為了更好地實現(xiàn)森林資源調(diào)查，林業(yè)工作者已經(jīng)在現(xiàn)代林業(yè)調(diào)查中適當(dāng)有效地應(yīng)用了各種新技術(shù)。

無人機作為可重復(fù)使用的無人飛行器，具有便攜、機動和可操作性強等優(yōu)點，同時，可以通過安裝各種傳感器來執(zhí)行多項任務(wù)。采用無人機技術(shù)可以有效克服林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中傳統(tǒng)調(diào)查規(guī)劃的技術(shù)瓶頸。在林業(yè)生產(chǎn)中，利用無人機可以實現(xiàn)林木播種和精準(zhǔn)施肥，提高作業(yè)效率，減少人力和物力成本。在森林資源管理方面，由于森林地區(qū)往往環(huán)境復(fù)雜，林務(wù)人員無法進行頻繁的森林資源調(diào)查工作，因此無法及時獲取信息。而利用無人機可以有效監(jiān)控森林資源，結(jié)合航空影像技術(shù)，可以評估森林資源數(shù)據(jù)儲存的完成情況。

1 無人機技術(shù)概述

無人機技術(shù)最早應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，在軍事信息探測中發(fā)揮著重要作用。隨后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機技術(shù)開始在各行各業(yè)中“嶄露頭角”。利用無人機技術(shù)與相關(guān)先進技術(shù)，能夠高效獲取林業(yè)資源信息。例如，利用計算機技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)μ綔y到的林業(yè)數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)林業(yè)仿真模型的建立［1］。

無人機能夠深入載人飛機或人力不能深入的環(huán)境中，其搭載遙感傳感器、相機、光感攝影機等設(shè)備之后，能夠有效完成高度、維度及不同測量內(nèi)容的監(jiān)測任務(wù)。但是，無人機搭載設(shè)備的選擇不是隨意的。因為無人機本身搭載質(zhì)量以及規(guī)格有限，因此，這些監(jiān)測設(shè)備必須滿足無人機的承載重力以及規(guī)格要求，即搭載設(shè)備在設(shè)計上要滿足小巧、高效以及性能良好等特點。

2 無人機技術(shù)的特點

2.1 地形適應(yīng)性強

無人機通常被應(yīng)用在山區(qū)等偏遠(yuǎn)地方，這種地區(qū)人跡罕至且地形復(fù)雜。無人機在地形復(fù)雜地區(qū)能夠開展信息勘測以及農(nóng)藥噴灑等作業(yè)，解決了人力難以操作地區(qū)的農(nóng)林作業(yè)問題。

2.2 可執(zhí)行多種任務(wù)

無人機的配合性較高，配合功能的相關(guān)設(shè)備可以隨意拆卸重組。執(zhí)行相關(guān)任務(wù)時，一般會在無人機上配備云臺負(fù)載物。該項設(shè)備具有多種類以及多功能特點，執(zhí)行任務(wù)時可以依據(jù)該設(shè)備進行規(guī)劃，并隨時根據(jù)實際需求進行調(diào)整，將無人機的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致［2］。

2.3 精準(zhǔn)性較高

大數(shù)據(jù)技術(shù)為各行各業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了多種可能。我國無人機技術(shù)研發(fā)人員一直致力于將5G通信技術(shù)以及AI技術(shù)與無人機技術(shù)高度結(jié)合，這樣就可以將無人機收集的信息進行大數(shù)據(jù)分析，并能夠進行技術(shù)性反饋。在此基礎(chǔ)上，無人機還實現(xiàn)了任務(wù)與設(shè)備的精準(zhǔn)匹配，在各項技術(shù)的加持下，無人機的工作效率以及精準(zhǔn)性均得到了大幅度提升。

3 無人機技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計中的實踐應(yīng)用

3.1 森林資源調(diào)查

通常情況下，我國林業(yè)管理部門會對相關(guān)林地以及林區(qū)內(nèi)的生物環(huán)境定期進行調(diào)查，目的是及時掌握林業(yè)資源動態(tài)。及時掌握這些信息，能夠在森林資源管理中進行動態(tài)調(diào)整，以促進自然環(huán)境與經(jīng)濟、生產(chǎn)活動和諧發(fā)展。無人機具有靈活性與高效性優(yōu)點，是進行森林資源調(diào)查的最好“利器”，并且無人機不會受惡劣天氣的影響，實用性更強。另外，在無人機上搭載高清照相機，能夠及時獲取森林種類、面積以及生物物種等關(guān)鍵信息，調(diào)查人員在辦公室就可以輕松獲取信息，比人工調(diào)查更快速、更直接，可以有效提升工作效率、節(jié)省成本［3］。

3.2 無人機在森林防火監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

火災(zāi)會對森林造成巨大的破壞，不僅會焚燒森林樹木，而且會破壞生態(tài)環(huán)境、影響生態(tài)平衡，同時會對救護人員的人身安全造成威脅。所以，在日常林業(yè)管理中尤其需要關(guān)注森林防火工作。然而，大多森林未經(jīng)人工規(guī)劃、開發(fā)，導(dǎo)致森林內(nèi)部情況過于復(fù)雜，增加了救火工作的執(zhí)行難度，如在取水方面會遇到阻礙；在救火過程中，即便使用運輸機，也難以為救火創(chuàng)造良好的條件等。將無人機技術(shù)應(yīng)用在森林火災(zāi)監(jiān)測領(lǐng)域，就可以克服這些困難，從而更好地輔助救火人員開展控火滅火工作。利用無人機技術(shù)全程監(jiān)控森林狀況，及時將林場信息傳遞給后臺管理人員，可以為救火人員控制火勢、防止火勢蔓延提供巨大的幫助，也可以使救火工作有序進行、減少救援活動中人員傷亡數(shù)量［5］。

3.3 無人機在森林病蟲害監(jiān)測上的應(yīng)用

無人機在森林圖像采集、傳輸以及病蟲害發(fā)生情況監(jiān)測等方面具有巨大作用。在我國的林業(yè)病蟲害監(jiān)測工作中，很多區(qū)域仍在使用傳統(tǒng)的監(jiān)測方式，即在以人力為主的控制模式下開展監(jiān)測工作。這種方式監(jiān)測周期長，且不能實時掌握病蟲害的發(fā)生情況，無法提高病蟲害控制水平，還明顯提高了工作成本。將無人機技術(shù)應(yīng)用在病蟲害監(jiān)測工作中，不僅可以合理地應(yīng)用資源、提高病蟲害監(jiān)測效果，而且能夠有效地控制人力成本。無人機在飛行過程中拍攝森林畫面，精準(zhǔn)定位每株植物，工作人員結(jié)合監(jiān)測畫面進行分析數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確掌握各株植物的病蟲害發(fā)生情況，并能夠快速制定有針對性的病蟲害防治方案，提高病蟲害監(jiān)測及防治效率［6］。

3.4 無人機技術(shù)在林業(yè)執(zhí)法中的應(yīng)用

森林執(zhí)法人員難以在廣闊的森林地區(qū)巡邏，更難以及時發(fā)現(xiàn)違法行為，即便發(fā)現(xiàn)違法行為也難以獲得證據(jù)。而無人機具有操作方便、飛行速度快、航拍高清和數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)葍?yōu)點，特別適合用于森林執(zhí)法，尤其適合用于調(diào)查和證據(jù)收集以及非法伐木的日常檢查工作。將無人機技術(shù)應(yīng)用在森林區(qū)域，可以輔助林業(yè)工作者在復(fù)雜的環(huán)境中，更好地掌握森林狀況，收集森林各時段的畫面，為執(zhí)法工作的開展提供助力。使用無人機技術(shù)時，需要按照監(jiān)督與執(zhí)法方面的要求，調(diào)整現(xiàn)有的監(jiān)督管理模式，優(yōu)化監(jiān)督方案，構(gòu)建健全的執(zhí)法監(jiān)督體系。例如，延安市橋北林業(yè)局在執(zhí)法過程中，充分利用高空地毯攝影或高空指定區(qū)域的錄像，遠(yuǎn)程傳輸實時圖像，繪制航圖，并進行各種證據(jù)收集、監(jiān)督、評估和治理。通過更改單個“平面檢查”方法的技術(shù)手段，工作人員可以智能地比較在同一執(zhí)法區(qū)域中不同時間拍攝的高清航拍圖，以判斷發(fā)生變化的區(qū)域并發(fā)現(xiàn)各種非法活動［7］。

4 結(jié)語

目前，無人機技術(shù)在森林資源調(diào)查、病蟲害監(jiān)測、綠化區(qū)識別、森林防火防災(zāi)及森林執(zhí)法管理等方面均有很好的應(yīng)用。在林業(yè)工作中，要不斷依靠現(xiàn)代先進技術(shù)支持森林經(jīng)營，建立具有實用價值的現(xiàn)代森林資源管理體系，提高森林資源管理水平。