無人機技術在國家儲備林建設項目的應用

覃思泉

(廣西壯族自治區(qū)國有三門江林場,廣西 柳州 545006)

關鍵字：無人機技術；儲備林；應用情況

1.無人機技術相關技術

1.1 新型技術，具有無限潛力

無人機應用技術作為一項新興專業(yè)，具有持續(xù)工作時間長，生命周期長等優(yōu)點，不僅在航拍方面，在其他方面也擔任著各種各樣的工作。尤其是隨著5G技術的發(fā)展，使無人機的應用空間得到進一步的提升。而無人機在應用中主要擔任地形測量、航拍定位等任務，而這些任務的實施都離不開移動通信技術的發(fā)展。5G在前四代移動通信網(wǎng)絡技術發(fā)展的基礎上，將速度進行更進一步的提升，所以借助5G的高速傳遞的特性，幫助在任務過程中能夠及時有效地傳遞定位。在第五屆全國林業(yè)信息化工作視頻會上廣西地區(qū)通過無人機設備拍攝的照片的像素較高，能夠對拍攝事物有一個較高比例的還原。在國家的各項科技發(fā)展會議和大賽中，無人機也有很大的出場率，說明對于科研人員來說無人機技術也有很高的吸引力，并且很有希望成為科技研究中的熱門研究技術。

1.2 消費市場擴大促進技術提高

當前的無人機市場正在由消費者層面轉向工業(yè)層，這也就意味著當前的無人機市場正在由個人的、休閑的轉向企業(yè)的、流程化的工具。這項轉變對無人機市場最大的影響在于無人機市場的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成為可能，可擁有更多的消費群體，更大的消費市場。這項轉變促進無人機技術及制作工藝有所改進，在一定程度上降低了無人機制造門檻和使用門檻。促使無人機技術發(fā)展與市場需求之間形成一個有效良性循環(huán)。對于一項新型技術而言，沒有什么比技術的提高更為重要了。由于無人機技術太過于新型，因此我國與其他國家的無人機技術基本處于一個相對一致的位置。因此有很大機會成為無人機技術的領先國家。從國家和社會層面上講，重視無人機技術的發(fā)展也有利于科技強國目標的實現(xiàn)。而根據(jù)目前發(fā)展來看，當前市場對無人機技術的影響已經(jīng)很大程度上促進了其他行業(yè)對無人機的應用。

1.3 信息獲取能力高，具有較高的靈活性

無人機作為一種現(xiàn)代化信息獲取手段，具有較高的機動性。在相關行業(yè)尤其是林業(yè)信息獲取中具有其他信息傳遞手段所不能比的優(yōu)勢。在如今5G技術的加持下，其信息獲取能力得到進一步的加強。因此當前的無人機技術應用中具有最強勢的優(yōu)勢。除此之外，由于無人機應用的層面增加，導致無人機技術為了適應市場的需求，對研發(fā)技術及制造工藝做出了一定的改進，所以如今處理基礎的通信功能，無人機在特定的行業(yè)中具有特別的功能。尤其是在軍隊訓練的應用中，不僅能為信息傳遞提高有效的幫助，還能在日常的訓練中作為靶機幫助空中的射擊訓練及戰(zhàn)術設定，幫助相關工作的開展。以至于出現(xiàn)雖然都是無人機，但實際的功能卻各有千秋并且具有靈活性。

2.國家儲備林建設項目

我國雖然國土面積遼闊，但是由于人口眾多，很多資源尤其是森林資源長期處于資源缺乏、供求矛盾突出的情況。此前為了緩解供求矛盾，采用進口的方法。但是由于需求的增加，木材的進口量增加至50%并且仍有上升趨勢。這對我國木材市場安全十分不利，因此為了解決我國木材供應不足的問題并且保證市場安全。黨中央、國務院在《生態(tài)文明體制改革總方案》《國家“十三五”規(guī)劃綱要》中提到開始國家儲備林基地的計劃及確定實施基地，希望能夠借此增加我國的木材自給能力。就廣西本地而言，由于地處亞熱帶，對于種植樹木有明顯的區(qū)域優(yōu)勢。具有利用生長環(huán)境的自然條件，并且具有豐富的森林資源，林木生長快，是南方地區(qū)很重要的森林區(qū)域之一，建設國家儲備林基地有優(yōu)勢、有基礎、有潛力。對于推動國家儲備林計劃，并且原始林進行保護和維護以及推進生態(tài)環(huán)境的改善，推動森林資源質量的增加幫助木材的生產(chǎn)以此促進木材供需關系的緩和，最終維護國家木材市場的安全，完善林業(yè)生產(chǎn)鏈，促進當?shù)剜l(xiāng)村發(fā)展具有極其重要的作用

2.1 國家儲備林建設規(guī)劃范圍

在國家儲備林建設中，由于所需種植樹木較多，因此此次規(guī)劃設計的范圍較廣。在這次的計劃中一共涉及全區(qū)共14個市共81個縣（市、區(qū)）及14個區(qū)直林場和2個國有企業(yè)。

2.2 指導思想及基本原則

在本次的國家儲備林計劃中堅持習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，踐行“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念，緊緊圍繞著關于建設生態(tài)文明示范區(qū)、美麗廣西的戰(zhàn)略部署，以建設全國國家儲備林核心基地為目標，新造高效林、改培現(xiàn)有林、撫育提質量三管齊下，對當?shù)貥淠痉N植種類結構進行優(yōu)化，提高地區(qū)林木質量，為推進林業(yè)現(xiàn)代化建設、廣西地區(qū)的生態(tài)文明及經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。在政府的幫助下順應市場的發(fā)展，使儲備林最終服務于市場；堅持科學的原則對儲備林的規(guī)劃進行合理的布局，促進儲備林科學合理的發(fā)展，最大效率地促進儲備林項目的實施；堅持統(tǒng)籌兼顧，長短結合的原則，實現(xiàn)儲備林短期計劃長期發(fā)展；堅持科技引領，示范帶動原則，促進儲備林計劃的現(xiàn)代化，以實現(xiàn)長期發(fā)展。

2.3 建設布局，建設內容和任務

在現(xiàn)有的林木資源情況下，結合規(guī)劃造林樹種的產(chǎn)區(qū)區(qū)劃，以行政區(qū)為單位，在對當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)條件和經(jīng)濟發(fā)展狀況進行一個深入地了解后，依據(jù)“因地制宜、適地適樹、重點突出、統(tǒng)籌兼顧”的原則，分為桂南、桂東、桂西、桂北、桂中這五個主要國家儲備林建設區(qū)域。各基地布局按照生態(tài)區(qū)位、區(qū)域特點，根據(jù)當?shù)氐那闆r和經(jīng)驗，對建設種植重點樹木進行規(guī)劃。

建設內容包括集約人工林栽培、現(xiàn)有林改培、撫育及補植補造、現(xiàn)有林收購培育和現(xiàn)有林收購儲備等工程，適時劃定國家儲備林。

集約人工林栽培：集約人工林栽培面積93.71萬公頃，按培育周期分，10年以下工業(yè)原料林面積50.80萬公頃，11-30年中周期用材林面積22.90萬公頃，30年以上長周期大徑級用材林面積20.01萬公頃。

現(xiàn)有林改培：實施現(xiàn)有林改培面積45.82萬公頃，按培育周期分，10年以下工業(yè)原料林面積33.76萬公頃，11-30年中周期用材林面積7.19萬公頃，30年以上長周期大徑級用材林面積4.87萬公頃。

撫育及補植補造：實施撫育及補植補造面積47.63萬公頃，按培育周期分，10年以下工業(yè)原料林面積1.97萬公頃，11-30年中周期用材林面積26.32萬公頃，30年以上長周期大徑級用材林面積19.34萬公頃。

支撐體系建設：種苗保障；林區(qū)消防、樹木的日常養(yǎng)護、營林道路、科技支撐體系、資源監(jiān)測體系和監(jiān)管系統(tǒng)。

國家儲備林劃定：選擇劃定范圍，制定劃定條件和標準，落實劃定任務。

3.當前應用情況

國家儲備林計劃的提出以來，廣西憑借自身優(yōu)越的自然環(huán)境和地理位置，在國家儲備林計劃的執(zhí)行中表現(xiàn)優(yōu)秀?；趶V西地區(qū)對于儲備林工作的執(zhí)行情況，將繼續(xù)進行一系列儲備林相關的重要項目的建設，促進林業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，成為全國重大的國家儲備林核心基地。

3.1 主要的應用場景及其優(yōu)勢

在前期的規(guī)劃工作中，無人機技術主要應用于地形勘探和無人機測繪。一些無人機飛行設施加上雷達的幫助可以實現(xiàn)路基的檢測、地區(qū)深層巖石的檢測、地區(qū)斷裂帶、地下水源情況的研究等。為林區(qū)的建設規(guī)劃提供可靠的信息來源。除此之外，搭乘雷達的飛行器可以幫助緊急情況下的探測，例如災難后的情況檢驗，同時搭配地面管理相關軟件還可以幫助控制中心遠程進行決策，無人機的高機動性可以在空中對林地不同角度不同時間的拍攝記錄，推測地面情況。在初期林區(qū)建設過程中給予足夠的支持。

無人機在測繪方面也發(fā)揮著重要的作用，由于具有機動靈活、工作效率高且作業(yè)精細準確，具有較低的工作成本、適用的業(yè)務范圍廣、設備生產(chǎn)周期短等特點，在地形崎嶇等地方具有明顯的優(yōu)勢，由于無人機和拍攝技術的發(fā)展，使無人機技術在信息獲取等方面的能力提高，為儲備林計劃提供足夠的當?shù)氐匦涡畔ⅰ?/p>

我國每年農(nóng)藥中毒人數(shù)有10萬左右，而無人機技術的應用可以有效減少這一情況。現(xiàn)在無人機在樹木生長檢測、生長藥物噴灑以及林區(qū)野生動物生存情況進行檢測，對于林區(qū)面積廣闊，生物數(shù)量繁多的地區(qū)，無人機技術的應用與普通的傳統(tǒng)人工檢測相比，能夠減少工作時間以及成本。在儲備林的養(yǎng)護方面，由于無人機技術的低成本性和高機動性，能夠在日常 藥物噴灑，生長情況監(jiān)測等工作中發(fā)揮一個較好的作用。

除了植物的生長檢測和日常養(yǎng)護工作外?；跓o人機在空中機動的情況，能夠幫助林場工作人員除了檢測植物生長的情況外，還能更好地了解林場整體的情況。對于林場來說，除了樹木的生長和日常的維護，還有一個很重要的環(huán)節(jié)就是預防盜砍盜伐。無人機本身機體較小，加上工作區(qū)域在空中，不易被發(fā)現(xiàn)。無人機中配備的高像素相機可以進行不間斷地連續(xù)畫面拍攝，加上5G技術實現(xiàn)實時信息傳遞。若發(fā)現(xiàn)不法行為，可以實現(xiàn)事故現(xiàn)場與控制中心的視頻畫面?zhèn)鬏?，及時幫助指揮者進行科學的決策和判斷。

在林區(qū)工作中，保護林區(qū)生物也是重要工作之一。如今無人機設備尤其是多旋翼無人飛行器可以有效地對野生生物的保護情況進行檢測，由于無人機可以實現(xiàn)高強度工作，不會對野生動物的生活造成干擾，并且拍攝空間很高，除了空中拍攝，還可以利用機載紅外線成像攝像儀在夜間工作。正因為這個原因，無人機設備在野生動物保護中發(fā)揮著不可替代的作用。與此同時在取證調查，對不法分子的行為進行預警威懾，對不法分子進行跟蹤等工作中也發(fā)揮了重要作用。

3.2 無人機技術當前應用不足

3.2.1 電量問題

前文中提到無人機具有機體小巧，機動性強的特點。這一特性也就決定了無人機的電池儲存量小，導致無人機續(xù)航性缺陷明顯。對于林業(yè)任務來說，具有較高續(xù)航能力是很重要的能力。林區(qū)面積大，任務多且出現(xiàn)復雜問題。若在任務處理過程中，出現(xiàn)電量不足的情況，不僅有可能為任務的完成造成困難，并且還有可能造成飛行機體的損壞。

3.2.2 存在單點失效性

無人機由于其特性，個體任務局限較多。為了解決這個問題，在實際的應用過程中需要大量的無人機共同進行作業(yè)。所以將無人機工作的情況局限于適應群體作業(yè)中。而較為精細的個體作業(yè)卻有較多的缺陷。那么在無人機購買和維修中，需要為此備足預算。這樣也就為整個計劃造成了極大的壓力。

3.2.3 自衛(wèi)能力弱

無人機技術主要應用于探測偵察及日常養(yǎng)護。但在預防樹木防盜時，遇到高級裝備的不法干擾，容易在偵察過程中遇到襲擊。不僅對林場造成經(jīng)濟損失，還是很容易阻礙正常任務的進行。由于無人機設備的復雜性，在維修過程中也需要大量的人力財力，對林場來說也是一筆不小的負擔。

3.3 解決建議

改進無人機制作工藝，減少制作和維修的經(jīng)費，通過降低成本來降低價格，促進無人機設備的大眾化。由于電池儲存電量是有限的，所以可以嘗試使用其他電能進行充電，例如風能和太陽能等新型能源。最后由于一般無人機增加防衛(wèi)功能的收益不高，可以通過無人機制作材料的改進，增加無人機設備的抗打擊能力。同時降低無人機設備的維修頻率。

4.總結

無人機技術作為當今新型技術之一，從誕生開始就受到人們的廣泛關注。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展也越來越多地應用于各行各業(yè)之中。對于國家儲備林計劃來說，應用無人機技術，能夠有效地幫助計劃的前期施行和森林種植、成長過程中的養(yǎng)護和防衛(wèi)。能夠在一定程度上幫助國家儲備林計劃的長期開展，為我國林業(yè)市場安全和林業(yè)現(xiàn)代化提供基礎和保障。但是由于無人機技術目前仍處于早期發(fā)展階段，因此，其技術和制造仍有上升空間。而這些問題對于無人機技術的廣泛應用具有極其重要的參考價值。因此本文中針對在儲備林中無人機設備容易出現(xiàn)的問題進行分析，并提出一些建議，幫助無人機技術在國家儲備林計劃中發(fā)揮更多的作用。

如今，國家儲備林計劃的實行已經(jīng)對國內市場對木材的需求有一定的緩解。但是，為了國家林業(yè)市場的長期健康發(fā)展，必須對國家儲備林計劃進行改善，以促進木材的高效生產(chǎn)。為了達到這一目的，科技化的生產(chǎn)及科學管理必不可少。而無人機技術的引入就是重要內容之一，而在實際的應用過程中，但就廣西地區(qū)而言，由于無人機技術的應用，目前廣西儲備林計劃實施地很順利，已經(jīng)成為國內儲備林優(yōu)秀實行地區(qū)。

為了能過更好地實行儲備林計劃，推動林業(yè)促進省內相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，完善林業(yè)生產(chǎn)鏈，對無人機技術的改善尤為重要。因此本文總結了當前無人機的應用情境和當前不足，希望對未來的發(fā)展有所幫助。