無人機技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的應用

楊 晨，孔維俊

（山東青華園林設計有限公司，山東濰坊 261000）

0 引言

傳統(tǒng)測繪工作的開展主要以人工手持儀器為主。這樣的工作方式使得測繪工作量大，且測量精度容易受到影響。近年來，科學技術的快速發(fā)展使得人造衛(wèi)星進入大眾視野，航空遙感也基于這一科技進步取得了新的突破。無人機技術作為航空遙感手段的主要衍生體，也逐漸應用于多個領域。其中，就林業(yè)調查規(guī)劃設計方面來說，無人機技術的應用能夠及時獲取森林資源調查信息，有助于森林資源的合理監(jiān)控及作業(yè)效率等的提升。

1 無人機技術特點

1.1 靈活性高，環(huán)境適應性強

靈活性高是無人機技術的主要技術特點。傳統(tǒng)工作模式下，飛機駕駛以人工為主，需要考慮能夠作業(yè)的領域與不能作業(yè)的領域，多數危險區(qū)域難以進入。而采用無人機技術，即便環(huán)境條件危險，也可以通過航拍獲取精準數據。另外，從體型方面來說，無人機更加輕便，這也為操作靈活奠定了基礎，能夠快速適應各種地形環(huán)境。

1.2 配置靈活，執(zhí)行任務多元化

無人機的功能是所種多樣的，且多數功能型設備可以拆卸或重組。換句話說，可以根據具體的作業(yè)條件對設備進行提前調整。通常，林業(yè)調查規(guī)劃設計工作的開展需要配備云臺負載物。該設備的功能十分多元，且易于調整。一般來說，在設計無人機時，都會考慮到它的功能，以保證它可以在不同的任務中調用不同的功能模式。

1.3 信息獲取及時，任務執(zhí)行更精準

近年來，科學技術的發(fā)展使得無人機技術成功與4G、5G無線終端相結合，這大大提升了信息收集的準確性，且無人機收集到的所有信息會同步傳達給任務中心，信息傳遞更加及時，且有效性得以保證。

2 無人機技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的應用

2.1 無人機技術在林業(yè)蟲害調查與防治中的應用

在全球氣候、社會經濟等多重因素的影響下，森林病蟲害問題愈發(fā)嚴重。例如，白蛾的入侵就對美國森林的生長產生了極大威脅。由于森林病變初期指征變化并不明顯，且部分林業(yè)調查周期較長，很容易錯過森林蟲害防治的最佳時期。其次，不同時期的害蟲特點不同，這就導致不同時期林間的形態(tài)會存有差異，同時也使得森林蟲害防控工作開展難度提升。借助無人機技術的自動化特征，可以實時監(jiān)控林間情況。與傳統(tǒng)調查防治方式相比，該方法的工作量大大降低，調查周期也大大縮短。一般來說，受到病蟲害的植被會出現一定的病狀特征，相關工作人員可結合遙感影像圖確定受影響的森林區(qū)域及其面積，從而深入區(qū)域內部進行原因調查，減少病蟲害大爆發(fā)的可能。除此以外，在一些人類不能進入的危險區(qū)域，通過無人機技術，也能夠進行遙感監(jiān)測。這樣一來，工作人員能夠更加全面地了解病蟲害的始發(fā)地，減少了傳統(tǒng)調查工作的局限性。

2.2 無人機技術在森林火災防范中的應用

我國森林火災發(fā)生頻率相對較高。就目前的統(tǒng)計結果來說，每年全國森林火災平均達到10 000起，受火災影響的森林已經超過百萬公頃，可以說，森林火災已然成為我國森林資源保障、林業(yè)事業(yè)發(fā)展面臨的主要威脅。除人為因素以外，氣候變化也會增加森林火災出現的可能。因此，森林火災的規(guī)律性較小，突發(fā)性、隨機性特征顯著。盡管多年的森林火災防治工作使得我國積累了一定的發(fā)展經驗，但由于對森林火災實時信息的掌握較少，上述發(fā)展經驗的應用效果并不顯著?；诖?，加強火災事件發(fā)生前的森林檢測是十分必要的。通過事前檢測，能夠快速掌握森林消防的動態(tài)及相關信息，為后續(xù)火災撲救工作的開展提供參考。無人機技術在林間信息收集、火情排查等調查任務中的應用，能夠真正做到“早發(fā)現，早應對”，同時以無人機為主的火災防控方式也能夠擺脫傳統(tǒng)防控的弊端，提升過程檢測的安全性，降低檢測難度。將紅外線林火監(jiān)測系統(tǒng)與無人機技術相結合，能夠更加清楚地掌握不同時間段森林火災的蔓延速度、可能出現的最大著火高度等。在大范圍的火災控制中，為了保證復雜地區(qū)的穩(wěn)定作業(yè)，必須使用多個無人機協同作戰(zhàn)。在高新技術的支持下，國內研發(fā)的森林防火系統(tǒng)愈發(fā)多樣，這些高端設備與無人機技術的結合使得森林火災防治工作開展取得了快速進步。

2.3 無人機技術在林業(yè)執(zhí)法管理中的應用

傳統(tǒng)的森林執(zhí)法方式是利用衛(wèi)星遙感影像進行取證。衛(wèi)星遙感影像的實時性差，且多數遙感影像的分辨率不能很好地滿足觀測的要求。因此，在進行觀測的過程中，即使投入了大量的人力物力，也會由于調查周期長增加取證難度。隨著我國經濟的快速發(fā)展，一些不法行為者開始利用非法占有林地來謀取所謂的經濟利益。在森林執(zhí)法中運用無人機技術，可以極大地遏制這一現象，增加不法分子的心理負擔，從而對不法行為的發(fā)生產生約束作用。與傳統(tǒng)的森林執(zhí)法方式相比，無人機技術具有更高的時效性，且不需要投入較多的人力、物力，成本較低。不僅如此，以無人機技術為支撐的林業(yè)執(zhí)法能夠獲取更高分辨率的影像圖，從而對非法占用林地等不法行為進行實時監(jiān)控，在投入成本較低的條件下最大程度地保護林地資源。除此以外，無人機所具備的正射影像功能，能夠及時地檢測并生成人為因素和自然因素造成的違法圖斑，供森林執(zhí)法部門準確無誤地對違法圖斑的情況進行處理。

2.4 無人機技術在營造林核查中的應用

目前來說，我國十分倡導退耕還林生態(tài)保護措施的實施。盡管我國已開展營造林工作多年，取得了一定的實踐經驗，但在實際運作中，也會出現各種各樣的難題。以林業(yè)種植工作的開展為例，通過無人機技術的應用，不僅能夠完成對種植區(qū)域的勘測，還能夠獲取更加準確的基礎數據。其次，無人機還能夠輔助樹苗培育，抑或者為林木種子提供幫助。與傳統(tǒng)的人工營林作業(yè)方式相比，既節(jié)省了人力，又提高了效益。在造林期間，還可以利用無人機進行施肥和噴灑殺蟲劑。這一操作，既可以降低管理費用，又可以極大地保障相關工作人員的身心健康，降低農藥殘留過剩問題發(fā)生的可能性。最后，通過對營造林面積、退耕面積的監(jiān)測，可以提高造林項目的精度。

2.5 無人機技術在森林資源調查中的應用

一般來說，林業(yè)管理部門會定期對特定區(qū)域內林地、林區(qū)內的生態(tài)環(huán)境等進行調查，以便及時掌握并完善林業(yè)資源動態(tài)。通過上述信息的掌握，能夠有針對性地管理或動態(tài)調節(jié)森林資源，以促進自然環(huán)境與經濟協調發(fā)展，無人機技術靈活性較高，且能夠大大提升工作效率，為森林資源調查工作的開展提供了便利。

2.6 無人機技術在林業(yè)攝影測量中的應用

通過無人機攝影測繪，能夠為二維正射影像的形成提供幫助。工作人員首先需要來到現場，對現場的區(qū)域高地、天氣情況等進行觀察，核查該地區(qū)是否屬于限飛區(qū)域。在確定上述信息無誤后制定飛行航線。任務完成后，所采集到的圖元數據通過pix4dmapper進行處理就能夠生成二維正射影像圖。將該圖像導入地理信息系統(tǒng)中，就能夠清楚地知道該區(qū)域的森林面積及具體位置，這些數據的獲取是上述森林調查、森林病蟲害防治等工作開展的基礎與關鍵。

3 結語

綜上所述，無人機技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的應用十分廣泛。相較于傳統(tǒng)的作業(yè)方式，無人機技術的靈活性更強、適應性更高、準確性更加突出，這為林業(yè)工作的開展提供了良好的條件。從林業(yè)調查規(guī)劃設計工作方面來說，無人機技術的應用是建立健全森林資源管理體系的重要條件，同時也是提升森林資源管理水平所不可或缺的。當然，目前無人機技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的應用還存在一定的問題，需要相關工作人員掌握更多的無人機操作技術，不斷思考無人機技術的創(chuàng)新應用。只有這樣，才能夠為林業(yè)調查規(guī)劃設計工作優(yōu)化以及我國林業(yè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。