淺析無(wú)人機(jī)技術(shù)在祁連山林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

潘 欣

（甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，甘肅張掖734000）

1 祁連山林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作發(fā)展現(xiàn)狀

林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)，即在所管轄區(qū)域內(nèi)對(duì)森林資源的相關(guān)情況進(jìn)行勘察和記錄，并在此過(guò)程中推進(jìn)相關(guān)工作，對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行可行性分析，運(yùn)用科學(xué)的規(guī)劃方式對(duì)后續(xù)工作進(jìn)行安排。森林調(diào)查主要包括兩方面，一是對(duì)林業(yè)用地的自然屬性進(jìn)行勘察，二是對(duì)其非自然屬性進(jìn)行了解，總的來(lái)說(shuō)就是對(duì)森林資源的情況進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)其目前的經(jīng)營(yíng)、使用等作出評(píng)估，并在此基礎(chǔ)上制定出符合未來(lái)發(fā)展的經(jīng)營(yíng)和使用計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)發(fā)展[1,2]。

當(dāng)前，根據(jù)調(diào)查目的和范圍，我國(guó)的林業(yè)調(diào)查主要有全局調(diào)查、區(qū)域調(diào)查及企業(yè)調(diào)查3種方式。全局調(diào)查的范圍是全國(guó)，區(qū)域調(diào)查的范圍主要是縣（區(qū)），企業(yè)調(diào)查主要針對(duì)相關(guān)企業(yè)。由于不同地域的自然環(huán)境差異較大，工作人員在遇到極端惡劣天氣時(shí)進(jìn)行野外工作的難度較高，會(huì)延長(zhǎng)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)間，同時(shí)還會(huì)耗費(fèi)大量的腦力和體力，并且進(jìn)行批量調(diào)研是極其危險(xiǎn)的[3]。因此，林業(yè)管理制度還需進(jìn)一步完善，并要不斷提升林業(yè)技術(shù)人員的水平和能力，使他們能在復(fù)雜、高壓的工作環(huán)境中高效完成調(diào)研工作。

2 無(wú)人機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

2.1 無(wú)人機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1.1 靈活性突出，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng) 無(wú)人機(jī)操作較為靈活，不像人工駕駛飛機(jī)需要考慮諸多因素，并且能夠去到人工駕駛飛機(jī)不能去的地方（如特別危險(xiǎn)的區(qū)域）。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)、拍攝工作時(shí)，如果環(huán)境及條件較為危險(xiǎn)，可采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍[4]。另外，無(wú)人機(jī)較為輕便，不像人工駕駛飛機(jī)體型較大，且操作起來(lái)相當(dāng)靈活，在進(jìn)行勘測(cè)時(shí)能適應(yīng)各種環(huán)境變化。

2.1.2 功能多樣，配置靈活 無(wú)人機(jī)的功能較多，且其功能性設(shè)備都可進(jìn)行拆卸重組，也就是說(shuō)在什么情況下需要何種設(shè)備都可提前調(diào)整。該功能性設(shè)備也叫云臺(tái)負(fù)載物，功能多樣，調(diào)整起來(lái)也極為靈活。一般在進(jìn)行無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)對(duì)其功能進(jìn)行合理規(guī)劃，這樣在遇到不同任務(wù)時(shí)可進(jìn)行不同功能的調(diào)整，充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)的靈活性。

2.1.3 信息獲取能力增強(qiáng)，任務(wù)執(zhí)行更具精準(zhǔn)性隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能也迅猛發(fā)展，隨著4G、5G無(wú)線終端的產(chǎn)生，無(wú)人機(jī)技術(shù)也逐步開始與其結(jié)合，信息收集更為快速和精準(zhǔn)，并能將收集到的信息第一時(shí)間反饋到任務(wù)中心，保證了信息傳遞的及時(shí)性和有效性。另外，無(wú)人機(jī)技術(shù)還能根據(jù)不同的任務(wù)進(jìn)行調(diào)整，能最大程度的提高工作效率。

2.2 無(wú)人機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.2.1 自動(dòng)化的處理 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)獲取，還能對(duì)信息進(jìn)行高精度的自動(dòng)處理。在無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍前，提前對(duì)相關(guān)的攝影工具及設(shè)備進(jìn)行修正，使其在后續(xù)的拍攝工作中能提供較高精度的測(cè)量和計(jì)算。航拍過(guò)程中不需要對(duì)攝像機(jī)的鏡頭進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整，只需保持地面的GPS信息系統(tǒng)是啟動(dòng)狀態(tài)，操作人員便可對(duì)攝像機(jī)所收集到的信息進(jìn)行處理，并將收集數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化。另外，操作人員可事先準(zhǔn)備能夠讀取和識(shí)別的文件，以便與測(cè)量軟件進(jìn)行更好的連接。

2.2.2 調(diào)查結(jié)果的全面性 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能將DOM文件進(jìn)行切割，之后形成新的、更方便工作人員查看的瀏覽軟件，在該瀏覽軟件中，能將相關(guān)的信息以三維立體模型呈現(xiàn)，使得信息傳遞的速度和精準(zhǔn)度更高，同時(shí)還能對(duì)相關(guān)的監(jiān)測(cè)結(jié)果及圖像進(jìn)行自動(dòng)修改及切割。該瀏覽軟件還能確保觀測(cè)角的正常，防止其發(fā)生畸變，并有助于形成良好的衛(wèi)星遙感圖像。另外，該系統(tǒng)中還有能自動(dòng)分析地形的軟件，能形成DSM模型，結(jié)合GIS軟件的使用獲取相關(guān)的距離和坡度，便能計(jì)算出等高線的值。

2.2.3 高空間分辨率 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)借助于計(jì)算機(jī)優(yōu)化技術(shù)和空間算法，可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到最佳結(jié)果。同時(shí)在應(yīng)用中還能自動(dòng)鎖定信息，通過(guò)攝影和測(cè)量技術(shù)將鎖定的目標(biāo)信息以標(biāo)準(zhǔn)化格式文件輸出。另外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在GPS基礎(chǔ)上，能夠準(zhǔn)確計(jì)算林業(yè)地理位置，而無(wú)需再應(yīng)用其他軟件，還能夠隨時(shí)通過(guò)設(shè)置來(lái)改變測(cè)量的精度。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)測(cè)試，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可有效控制輪廓線與1∶20的比值，顯著提高空間分辨率。

3 無(wú)人機(jī)技術(shù)在祁連山林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 林業(yè)蟲害調(diào)查與防治

一直以來(lái)，林業(yè)病蟲害管理都是祁連山林業(yè)管理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在林業(yè)病蟲害管理中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，能借助專業(yè)的設(shè)備對(duì)林地生態(tài)資源的各項(xiàng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)相關(guān)的系統(tǒng)分析進(jìn)行病蟲害預(yù)警防治，同時(shí)判斷病蟲害的等級(jí)。在此過(guò)程中管理人員根據(jù)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)所獲取的信息進(jìn)行更深入的分析，對(duì)林地資源病蟲害等級(jí)進(jìn)行分析和評(píng)估，從而選擇更加經(jīng)濟(jì)、合理的方案解決病蟲害問(wèn)題。另外，還可以將無(wú)人機(jī)技術(shù)與噴霧技術(shù)相結(jié)合，利用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)對(duì)人工無(wú)法進(jìn)行噴霧的地方進(jìn)行噴霧，解決現(xiàn)有人工及技術(shù)的短板問(wèn)題，從而更好的解決相應(yīng)的病蟲害問(wèn)題，促進(jìn)林地資源生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)[5]。

3.2 監(jiān)測(cè)和防范森林火災(zāi)

無(wú)人機(jī)技術(shù)除了能對(duì)病蟲害進(jìn)行有效的防治外，還能在勘測(cè)森林火災(zāi)方面發(fā)揮重要作用。一旦引發(fā)森林火災(zāi)，不僅會(huì)造成林地資源的損失，還會(huì)造成人員傷亡，由此對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞是不可估量的。以往都是采用人工方式對(duì)祁連山林地進(jìn)行森林火災(zāi)防治和勘測(cè)，一方面無(wú)從探悉林地資源的全貌，另一方面存在較大的危險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)則可避免此類問(wèn)題，可在森林上空對(duì)祁連山林地的全部區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)控，并通過(guò)攝像機(jī)對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行記錄，為工作人員提供參考依據(jù)，從而高效且安全的完成火災(zāi)監(jiān)測(cè)任務(wù)[6]。當(dāng)遇到極端惡劣天氣時(shí)，可以搭載紅外成像系統(tǒng)，這樣能避免天氣原因給無(wú)人機(jī)造成的相關(guān)障礙，實(shí)現(xiàn)火勢(shì)情況的實(shí)時(shí)獲取，為現(xiàn)場(chǎng)救災(zāi)管理提供強(qiáng)有力的參考。

3.3 林業(yè)執(zhí)法管理

無(wú)人機(jī)技術(shù)還可以運(yùn)用到林業(yè)執(zhí)法管理中，在祁連山林業(yè)執(zhí)法中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用無(wú)人機(jī)開展日常的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)等工作，并進(jìn)行不定期的航拍，使日常巡檢工作更加簡(jiǎn)便。無(wú)人機(jī)巡檢能大幅降低巡檢難度、簡(jiǎn)化巡檢流程，使巡檢工作有序進(jìn)行，并有效避免出現(xiàn)漏洞。無(wú)人機(jī)巡檢一方面能快速的收集巡檢信息，另一方面能對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行及時(shí)處理，一旦發(fā)現(xiàn)異常可利用無(wú)人機(jī)找出異常點(diǎn)，并在此過(guò)程中制定可行的解決方案，實(shí)現(xiàn)林地資源的高效管理。在利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢的過(guò)程中，可以對(duì)祁連山林區(qū)的相關(guān)問(wèn)題及工作重難點(diǎn)進(jìn)行整理分類，進(jìn)而在林業(yè)執(zhí)法中有針對(duì)性的采取相應(yīng)措施，在面對(duì)重難點(diǎn)問(wèn)題時(shí)能擊中要害，利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化優(yōu)勢(shì)高效開展執(zhí)法管理工作。利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行林業(yè)執(zhí)法管理，能更好地貫徹落實(shí)林業(yè)法規(guī)，對(duì)林地的高效管理及實(shí)現(xiàn)林地資源的良好發(fā)展具有重要意義。

3.4 支持造林工作有序推進(jìn)

造林工作首先要選擇適宜的造林地塊，通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍，能在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大祁連山林地選擇的范圍，在盡可能大的范圍內(nèi)選擇更加合適的地塊進(jìn)行造林。同時(shí)，無(wú)人機(jī)航拍能對(duì)造林地塊的周邊環(huán)境進(jìn)行全面的勘察，對(duì)林地類型、土壤狀況等進(jìn)行詳細(xì)了解，并對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境和河流情況作出評(píng)估，判斷其是否滿足造林條件。在造林驗(yàn)收環(huán)節(jié)，也可以借助無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)航拍，進(jìn)而對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷其是否達(dá)到了造林目標(biāo)。

4 結(jié)論

隨著科技的創(chuàng)新和發(fā)展，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)被逐漸應(yīng)用到林業(yè)行業(yè)，但要進(jìn)一步提升林業(yè)資源的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)良好的林業(yè)管理，還需要對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行完善。祁連山林業(yè)資源調(diào)查應(yīng)充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高林業(yè)資源管理的效率和質(zhì)量，真正解決林業(yè)資源日常管理中的重難點(diǎn)問(wèn)題，簡(jiǎn)化林業(yè)管理流程，促進(jìn)祁連山林業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展。