無人機在森林資源管理中的應用

馬 琴

（青海省西寧市大通回族土族自治縣橋頭鎮(zhèn)人民政府，青海 大通 810100）

1.森林資源管理的重要性

森林資源是指一定區(qū)域內(nèi)林地和林地內(nèi)生長的森林生物的總稱。它們在促進社會發(fā)展和維護生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。它們可以凈化空氣，調(diào)節(jié)氣候，為社會生產(chǎn)提供各種原材料。森林資源管理主要是通過建設管理機制、優(yōu)化人員隊伍、完善配套政策等措施，實現(xiàn)對林地、林木、野生動植物和森林環(huán)境的有效管理。森林資源管理的內(nèi)容包括森林資源調(diào)查規(guī)劃、森林資源檔案管理、森林管理規(guī)劃編制、森林資源建設、林地和林權管理等。森林資源不僅是生態(tài)建設的物質基礎，也是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎。良好的森林資源管理可以保持生態(tài)建設成果，促進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。目前，許多地區(qū)存在濫伐樹木、非法獲取木材和非法占用林地的問題。要遏制這一現(xiàn)象，地方政府和林業(yè)部門需要高度重視鞏固造林效果和保護森林資源，分析地方森林資源管理現(xiàn)狀，處理好森林資源保護與開發(fā)利用的關系。同時，要制定有效的森林資源管理措施，嚴厲打擊破壞森林資源的違法犯罪行為，加強森林資源管理和保護法律法規(guī)的宣傳，營造全社會積極參與森林資源管理和保護的良好氛圍。

2.無人機的含義及技術特點

2.1 含義

無人機（UAV）是指利用無線遙感設備，根據(jù)人工設定的航路程序，進行自動導航而非人工導航的無人機。無人機具有體積小、使用方便、適應性強等優(yōu)點。它已廣泛應用于我國軍事、農(nóng)業(yè)、地質、電力、氣象、城市管理和救援等領域。它節(jié)省了大量的人力和物力成本，有助于各行業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 技術特點

隨著無人機在各行業(yè)的應用，各行業(yè)根據(jù)自身使用需求不斷完善無人機技術，推動了無人機技術的多元化發(fā)展。無人機具有以下技術特點：一是圖像分辨率高。與衛(wèi)星遙感技術相比，無人機技術受外界因素影響較小。它在圖像采集過程中實現(xiàn)了高分辨率，為各個行業(yè)的監(jiān)控和治理提供了重要依據(jù)。二是，它是高度智能的。無人機借助無線遙感技術和程控設備進行操作和應用，實現(xiàn)了操作的自主性，有利于提高工作效率。三是經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)定。無人機具有良好的環(huán)境適應性，氣壓、高度和風力對無人機的影響較小。在協(xié)助各行業(yè)的過程中，可以利用穩(wěn)定性的特點，滿足各行業(yè)的使用需求，為各行業(yè)的工作提供便利條件。因此，無人機在林業(yè)中的應用為林業(yè)資源調(diào)查、林業(yè)管理、林業(yè)防火和林業(yè)病蟲害防治提供了重要幫助。

3.應用優(yōu)勢

無人機是現(xiàn)代信息技術的產(chǎn)物之一。它已廣泛應用于土地規(guī)劃、地質勘探、工程勘察、資源管理等行業(yè)和領域。無人機在森林資源管理中的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是動態(tài)跟蹤，實時監(jiān)控，提高工作效率。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)化進程的加快，污染程度不斷加劇，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，嚴重阻礙了人與自然的和諧發(fā)展和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，做好森林資源管理工作迫在眉睫。發(fā)展森林資源管理不僅有利于保護生態(tài)環(huán)境，維護生物多樣性，而且可以豐富森林資源，建設森林生態(tài)系統(tǒng)。將無人機應用于森林資源管理，可以對森林資源進行動態(tài)跟蹤和實時監(jiān)控，降低管理難度，提高工作效率，充分發(fā)揮森林資源的價值。二是不受地形限制，操作方便，數(shù)據(jù)準確。中國森林資源豐富，管理難度大。傳統(tǒng)的管理方式已不能適應時代發(fā)展的需要，必須創(chuàng)新和完善。無人機技術的出現(xiàn)和應用給森林資源管理帶來了極大的便利。例如，工作人員不能深入森林，而無人機可以準確獲取數(shù)據(jù)信息，方便調(diào)查管理的開展，解放生產(chǎn)力，提高工作效率和質量。此外，無人機操作非常方便和安全。它能以圖像和動畫的形式呈現(xiàn)森林資源的真實情況，有利于森林資源管理的有效開展。三是成本節(jié)約，監(jiān)控精度高?；馂?、病蟲害是森林資源管理的重點。傳統(tǒng)的管理方法不僅需要耗費大量的人力、物力和財力，而且難以取得顯著的效果。使用無人機，我們可以提前預測、密切監(jiān)控、快速撲滅和預防火災和病蟲害，確保人員和財產(chǎn)安全，最大限度地減少危害和損失。

4.應用領域

4.1 森林資源調(diào)查

森林資源調(diào)查包括樹種、數(shù)量、面積、位置、產(chǎn)量、生長動態(tài)以及動植物的生長條件和自然環(huán)境，制定科學合理的管理方案，實現(xiàn)森林資源的優(yōu)化配置、充分利用和可持續(xù)發(fā)展。然而，整個調(diào)查需要大量的時間、人力和財力，效率低下。將無人機應用于森林資源調(diào)查，可以減少工作量，縮短工作時間，提高調(diào)查結果的準確性。無人機具有靈活、快速、方便等優(yōu)點。利用無人機，我們可以快速、準確、全面深入森林進行資源調(diào)查，受天氣和地形影響較小。我們可以實時獲取森林資源數(shù)據(jù)信息，并以圖像和圖形的形式呈現(xiàn)出來，以確保調(diào)查任務的高效完成。調(diào)查人員只需操作無人機即可獲得樹木的種類、面積和位置。同時，它們可以高精度地密切跟蹤樹木的生長動態(tài)。后期，通過對無人機獲取的數(shù)據(jù)進行整理、匯總和分析，完成森林資源調(diào)查，并據(jù)此制定有針對性的管理方案。在許多無人值守地區(qū)的森林資源管理過程中，無人機具有更大的優(yōu)勢。在無人居住區(qū)森林資源調(diào)查中，GPS、GIS等技術無法掌握樹木的種類、面積和生長情況。但無人機在低空飛行狀態(tài)下可以獲得詳細、準確的數(shù)據(jù)信息，便于工作人員制定相應的解決方案和管理方案，如病蟲害防治方案、補充種植方案等。

4.2 林業(yè)有害生物監(jiān)測和防治

利用無人機航空攝影技術，可以獲得高分辨率圖像，準確定位變色樹木、枯樹和異常森林的分布，輔助判斷森林健康水平和破壞程度，判斷受森林害蟲影響的樹木的范圍。具有快速高效、方位識別準確、探測范圍大、組織實施靈活等優(yōu)點，特別是對于植被茂密、高山陡坡、地形復雜、不便于人工監(jiān)控的地區(qū)，可遠程操作，節(jié)約用水和藥品，節(jié)約勞動力。飛行噴灑裝置的寬度一般為3～4m，速度為3m/s，操作寬度為4～8m。當藥液滴從噴霧器中噴出時，轉子產(chǎn)生的向下旋轉氣流加速形成氣溶膠流，直接增加藥液滴對森林的穿透力，降低藥物漂移程度，覆蓋密度高，噴灑均勻，藥液沉積和藥液覆蓋優(yōu)于常規(guī)，控制率高，可避免技術人員與藥品長期密切接觸對身體造成傷害，從而有效達到森林病蟲害防治的目的。

4.3 在林業(yè)管理中的應用

林業(yè)管理是一門重要的學科。需要根據(jù)中國國家發(fā)展、社會需要、環(huán)境保護、生態(tài)保護等方面，科學設計林業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略，確保林業(yè)經(jīng)營滿足各方面的需要。在林業(yè)管理中，資源管理與保護、森林經(jīng)營與防損是林業(yè)管理的重要內(nèi)容。林業(yè)工作者應根據(jù)我國森林管理和保護的需要，做好森林災害防治工作，確保森林資源的完整性。然而，在實際經(jīng)營過程中，自然或人為破壞時有發(fā)生，不僅破壞了森林生態(tài)平衡，而且增加了林業(yè)經(jīng)營的難度。根據(jù)森林保護的需要，林業(yè)部門不斷采取各種保護措施，但由于人力、物力和時間的限制，保護效果并不理想。無人機在林業(yè)管理中的應用，可以協(xié)助林業(yè)部門對林業(yè)資源進行監(jiān)測和檢查，及時發(fā)現(xiàn)林業(yè)管理中存在的問題，使林業(yè)部門能夠提出相應的解決方案，保護森林資源的完整性。林業(yè)部門可根據(jù)資源管理與保護、森林管理與防損的工作需要，借助無人機配合各環(huán)節(jié)的監(jiān)測與巡邏，借助調(diào)查工具分析各環(huán)節(jié)存在的問題，從而為林業(yè)部門加強森林資源的保護和管理提供準確的數(shù)據(jù)支持，及時控制自然和人為破壞因素，減少自然或人為破壞造成的損失，提高林業(yè)管理效果。

4.4 森林防火

森林火災預警與撲救是林業(yè)工作的重中之重。森林火災不僅難以撲滅，而且造成巨大的生態(tài)、經(jīng)濟損失和人員傷亡。無人機可通過配備的遙感設備進行日常巡邏，在目標森林上空800～2000m飛行時，利用紅外成像技術完成全天候監(jiān)測。它還可以監(jiān)測和控制森林地區(qū)的一些死角。同時，它還可以解決地面巡邏無法探測的偏遠地區(qū)森林火災問題。對于可疑點或區(qū)域，飛控單元可以控制無人機長時間懸停在實時監(jiān)控的關鍵區(qū)域，為林業(yè)管理提供實時數(shù)據(jù)。無人機配備攝像機、視頻等傳感器，可確定火區(qū)上方的火點和火場范圍，實時監(jiān)控火情，不受煙霧、有害氣體等惡劣條件的限制；它能更直觀、準確、快速地找到高溫火點，獲取火場的各種動態(tài)信息，為森林滅火提供準確、及時地指導，提高森林滅火效率。

4.5 林業(yè)執(zhí)法管理

我國森林資源面積較大，地廣人稀，很多不法分子為了自身利益，私自砍伐販賣林木資源，亂捕濫殺以及販賣野生動物，不僅威脅著森林資源的可持續(xù)發(fā)展，而且破壞了生態(tài)平衡。為此，可將無人機技術應用于林業(yè)執(zhí)法管理，以提高執(zhí)法效率。首先，利用無人機可以實現(xiàn)森林資源的定期巡檢，及時、精準發(fā)現(xiàn)各種砍伐、捕殺行為，進行精準定位、有效打擊，做到防患于未然。其次，利用無人機可以對區(qū)域內(nèi)植株數(shù)量與面積、野生動物數(shù)量與類型等進行調(diào)研分析，并進行密切跟蹤，將所有信息資料進行整理歸納，為林業(yè)執(zhí)法提供強力保障。比如，無人機可以在空中獲取不法分子的犯罪信息，通過廣播方式向地面發(fā)送，有效扼制各種犯罪行為，保障森林資源可持續(xù)發(fā)展。

4.6 植樹造林

無人機飛越目標種植地點并拍攝航空照片，以生成種植目的地的精確高清晰度圖像。地圖可以準確計算分析種植目的地的造林面積和植物數(shù)量，通過統(tǒng)計死亡植物數(shù)量和植物總數(shù)，得出保存率和成活率，從而分析天氣、土壤、地形等影響因素，并最終制定出一套合適的播種方案。根據(jù)播種計劃，無人機裝載種子和營養(yǎng)物質。無人機以1～2m的距離飛越種植目的地，在種植目的地撒播種子和養(yǎng)分。播種后，無人機將低空飛行，以評估植物和幼苗的健康狀況。無人機還可以通過正射影像定位要重新種植的樹木的位置，以提高造林效率。在造林階段，無人機技術可以實現(xiàn)遠程超低施肥作業(yè)。

5.存在的問題與對策

5.1 存在的問題

目前，無人機在森林經(jīng)營中應用廣泛，但仍存在一些不足。第一，關注度不夠。大多數(shù)森林管理部門對無人機的認識不足，投資相對較少。他們繼續(xù)使用傳統(tǒng)的管理方法，管理效率低下。雖然一些森林管理部門已經(jīng)應用了無人機技術，但其相對具有片面性和局限性，使其難以充分發(fā)揮無人機的作用。第二，應用效率低。無人機用于森林管理需要各種支持和保障。然而，區(qū)域經(jīng)濟差異相對較大，這不能有力地支持無人機的廣泛應用。還有，無人機的采購和使用成本高，資金來源單一，保障不足。此外，無人機技術研究不足，沒有優(yōu)秀的經(jīng)驗和技術可供借鑒，缺乏高效管理機制和模式的探索，無法實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術的有效合作，這導致了低利用率。第三，缺乏高素質人才。無論是控制無人機還是整理和分析背景信息，都需要各種高素質人才。然而，在現(xiàn)階段，許多林業(yè)管理者觀念陳舊，自主學習意識淡薄，對無人機缺乏了解，缺乏控制和管理能力，這對林業(yè)資源的管理是一個挑戰(zhàn)。此外，許多森林管理部門沒有為員工提供培訓，員工對無人機的使用沒有足夠的重視，也不準備投入精力和時間。

5.2 解決對策

第一，加大宣傳力度，加大關注力度。地方政府部門應配合林業(yè)管理部門加強無人機技術的宣傳引導，及時轉變管理者的觀念，認清無人機的價值和優(yōu)勢，吸引公眾的支持和參與。通過專題講座、會議和社會團體，宣傳分析無人機技術的優(yōu)勢，吸引管理者的高度重視，實現(xiàn)無人機的高效應用。第二，完善制度，加大投入。地方政府部門應結合森林資源發(fā)展現(xiàn)狀，制定相應的標準、規(guī)范和制度，為無人機的應用提供有力支持。比如，建立崗位責任制，要求每個員工明確自己的職責，明確自己的使命，做好自己的工作；同時，要吸納更多的資金和財力，大量購買無人機，實現(xiàn)無人機的廣泛應用;與當?shù)仄笫聵I(yè)單位合作，獲得更多資金保障，實現(xiàn)合作共贏；通過設立和資助公益基金，我們可以獲得更多的財政支持，提高無人機的利用率，有效保護森林資源。加強無人機技術應用研究，充分發(fā)揮無人機技術的價值和優(yōu)勢。如與物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術、人工智能技術相結合，實現(xiàn)智能化、信息化、集成化，降低無人機控制難度，提高利用效率。加強與科技企業(yè)合作，定期更新升級網(wǎng)絡和軟件，優(yōu)化創(chuàng)新技術手段，充分發(fā)揮無人機優(yōu)勢。第三，加強培訓，提高素質。為了建設一支高素質的無人機控制和信息分析員隊伍，必須從招聘、培訓、考核等方面嚴格審查人員的資質和能力，鼓勵他們積極參加培訓和進修，調(diào)動工作積極性，不斷提高管理者的綜合素質。無人機廣泛應用于森林資源管理，從而提高管理效率和水平，實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

6.結論

森林資源管理過程中，應強調(diào)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一，對自然資源進行合理利用，切實提高森林資源管理的有效性。同時，要從森林資源管理的現(xiàn)狀出發(fā)，分析其存在的問題，做好宣傳工作，采取有效措施對森林資源管理中的違規(guī)違法行為進行嚴厲打擊，以此實現(xiàn)森林資源的可持續(xù)發(fā)展。