王 斌 畢曉亮 王廷達(dá)
林業(yè)資源是我國(guó)重要的自然資源,因此受到高度重視。病蟲(chóng)害問(wèn)題一直是林業(yè)保護(hù)道路上的主要阻礙,是急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。遙感圖斑技術(shù)以及無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用有利于工作人員獲得病蟲(chóng)害災(zāi)情的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息,提升防治方案的合理性,降低病蟲(chóng)害對(duì)林業(yè)資源的破壞。
林業(yè)的病蟲(chóng)害防治一直是林業(yè)工作人員的重點(diǎn)工作內(nèi)容,但傳統(tǒng)林業(yè)病蟲(chóng)害防治方法的不足致使問(wèn)題頻發(fā),防治效果欠佳。其中,傳統(tǒng)林業(yè)病蟲(chóng)害防治方法的不足之處如下所示。
第一,林業(yè)受災(zāi)情況的調(diào)查手段不足,調(diào)查數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)。林業(yè)病蟲(chóng)害的受災(zāi)時(shí)期、面積、嚴(yán)重程度是不同的,林業(yè)工作人員在制定防治方案之前普遍會(huì)對(duì)林業(yè)的受災(zāi)情況進(jìn)行調(diào)查,從而根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)制定防治方案。但傳統(tǒng)防治手段中,用于調(diào)查病蟲(chóng)害受災(zāi)情況的調(diào)查手段相對(duì)單一且落后,既無(wú)法保障調(diào)查數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,同時(shí)也無(wú)法保障調(diào)查數(shù)據(jù)的完整性,所獲得的受災(zāi)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況之間存在極大的誤差,嚴(yán)重影響防治效果。
第二,防治方法過(guò)于傳統(tǒng),防治力度相對(duì)較差。傳統(tǒng)林業(yè)病蟲(chóng)害防治手段普遍沿用了以往的防治手段,如噴灑化學(xué)藥劑、設(shè)置捕蟲(chóng)網(wǎng)等,在一定程度上能夠起到防治病蟲(chóng)的目的,但林業(yè)病蟲(chóng)害的危害程度在逐漸增強(qiáng),單純依靠傳統(tǒng)的防治方法很難發(fā)揮作用,防治力度會(huì)隨著病蟲(chóng)害危害能力、面積的不斷加大而減弱。此外,在噴灑化學(xué)藥劑時(shí)普遍以人工或是受災(zāi)區(qū)域大面積噴灑為主,缺乏一定的精準(zhǔn)度,降低了化學(xué)藥劑的功效,同時(shí)也容易破壞生態(tài)系統(tǒng),造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
第三,防治方案缺乏靈活性,無(wú)法滿足防治需求。面對(duì)不同的受災(zāi)程度、病蟲(chóng)害種類等需要采用不同的防治方案,從物理、化學(xué)以及生物角度入手,實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害的綜合防治。傳統(tǒng)防治方案缺乏一定的靈活性,單純地依靠同一種病蟲(chóng)害防治手段,致使病蟲(chóng)害防治無(wú)法取得預(yù)期效果。
遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中主要發(fā)揮監(jiān)測(cè)的作用。遙感圖斑技術(shù)的類型相對(duì)豐富,包括衛(wèi)星遙感圖斑技術(shù)、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)等,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),利用衛(wèi)星或是無(wú)人機(jī)在林區(qū)上空采集受災(zāi)情況的圖像數(shù)據(jù)信息,林業(yè)工作人員通過(guò)對(duì)比圖像數(shù)據(jù)的方式掌握病蟲(chóng)害面積、嚴(yán)重程度等信息,為后續(xù)工作的開(kāi)展提供參考。其中,林業(yè)工作人員通過(guò)比對(duì)圖像數(shù)據(jù)信息便能夠掌握林木病蟲(chóng)害受災(zāi)情況,主要是因?yàn)閮牲c(diǎn);第一,病蟲(chóng)害發(fā)生時(shí),林木外觀會(huì)發(fā)生變化,如枝干被啃食或是蛀空、葉子顏色發(fā)生不正常變化;第二,遙感圖斑技術(shù)能夠提取圖像中的色彩,并以圖斑的形式展現(xiàn)出來(lái)。因此林業(yè)工作人員通過(guò)對(duì)比圖斑變化情況便可以知曉林木的受災(zāi)情況。衛(wèi)星遙感技術(shù)的圖斑精準(zhǔn)度相對(duì)較高,現(xiàn)如今已經(jīng)達(dá)到了0.2m 級(jí)別,其中也有部分衛(wèi)星的遙感精準(zhǔn)度達(dá)到了0.1m 以下??偟膩?lái)說(shuō),即便是相鄰的葉子中出現(xiàn)了病蟲(chóng)害,遙感圖斑技術(shù)也能夠?qū)⑵渚珳?zhǔn)識(shí)別出來(lái),極大程度上提升了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,為防治方案的制定提供精準(zhǔn)且科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。
遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)上,能夠?yàn)楹罄m(xù)工作的進(jìn)行提供精準(zhǔn)的參考,極大程度上提升了病蟲(chóng)害防治的成效,但同時(shí)也具備一定的劣勢(shì)。其中,遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用劣勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,第一,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具備較低的時(shí)效性,第二,圖像影視資料的形成時(shí)間長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)不斷完善的遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用價(jià)值日益提升。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),遙感圖斑技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中顯露出了一系列問(wèn)題,在經(jīng)過(guò)改造后,其應(yīng)用價(jià)值得到了進(jìn)一步提升。
一方面,遙感圖斑技術(shù)在采集圖像數(shù)據(jù)時(shí),其采集時(shí)長(zhǎng)會(huì)受到云層厚度的影響。一般情況下,若是在采集時(shí)段內(nèi)空中云層較多,那么需要花費(fèi)較長(zhǎng)的采集時(shí)長(zhǎng),不利于保障圖像數(shù)據(jù)的時(shí)效性,同時(shí)也會(huì)影響病蟲(chóng)害的防治效果。最佳的解決辦法是選擇空中云層較少的時(shí)間段進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集,除此之外,要盡可能地選擇在晴天作業(yè),避免陰雨天氣影響圖像數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。
除此之外,林業(yè)工作人員可以人為提升遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。例如,國(guó)內(nèi)存在一定量的人工林資源,與自然林木不同,人工林病蟲(chóng)害發(fā)生周期相對(duì)具有規(guī)律性,普遍發(fā)生在相似或是固定的時(shí)間節(jié)點(diǎn),因此,林業(yè)工作人員可以在此時(shí)安排無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)完成相關(guān)圖像數(shù)據(jù)信息的采集,增加可供比對(duì)的圖像資料,盡早發(fā)現(xiàn)受災(zāi)情況。
另一方面,林木存在季相變化,該變化也會(huì)對(duì)遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值產(chǎn)生影響,如降低圖斑識(shí)別的精準(zhǔn)度等。為了盡可能地降低季相變化帶來(lái)的光譜變化對(duì)圖斑識(shí)別的影響,要求將最新圖斑圖像數(shù)據(jù)與上期或是往年同一時(shí)期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),同時(shí)也要考慮季節(jié)溫度對(duì)圖斑識(shí)別的影響,因此,可以在應(yīng)用遙感圖斑技術(shù)時(shí)搭配AI 技術(shù)一同使用,以便于確保圖斑識(shí)別出的圖像信息具有較高的精準(zhǔn)度。
無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用價(jià)值不僅體現(xiàn)在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在病蟲(chóng)害勘探中的應(yīng)用,同時(shí)無(wú)人機(jī)技術(shù)在病蟲(chóng)害防治方案、防治成果分析中同樣具有極高的應(yīng)用價(jià)值。與定位技術(shù)的使用也在一定程度上提升了無(wú)人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值,使得無(wú)人機(jī)能夠參與到藥劑噴灑等多項(xiàng)工作中,同時(shí)也具備良好的工作成效。
遙感圖斑技術(shù)是無(wú)人機(jī)技術(shù)的重要組成部分,無(wú)人機(jī)除了具備遙感圖斑功能外,還能夠完成諸如藥劑運(yùn)輸、噴灑等工作,具備成本低、功能強(qiáng)的特點(diǎn),在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。此外,為了滿足在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的不同需求,相關(guān)人員在設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)時(shí)將方案進(jìn)行了調(diào)整,以便于更好地服務(wù)于防治工作。例如,若是用于災(zāi)害情況監(jiān)測(cè)調(diào)查的無(wú)人機(jī),則更加注重?zé)o人機(jī)在空中的平穩(wěn)度;若是參與藥劑噴灑,則要求無(wú)人機(jī)能夠承載更多的物資藥劑,以提升噴灑效率。無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用還體現(xiàn)在無(wú)人機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了和定位技術(shù)的結(jié)合,使得人工操作者能夠?qū)崟r(shí)掌握無(wú)人機(jī)的位置,保障藥劑精準(zhǔn)噴灑在受災(zāi)位置。此外,依托于定位技術(shù)的加入,操作方能夠根據(jù)飛行路況實(shí)時(shí)調(diào)整飛行軌跡,保障飛行路線的合理性,確保將受災(zāi)位置全部包含在內(nèi)。
第一,森林資源覆蓋面積普遍較大,具有多樣且完整的生態(tài)系統(tǒng),人工勘探不僅需要花費(fèi)大量的人力、物力以及時(shí)間,增加防治成本,同時(shí)也容易破壞生態(tài)系統(tǒng),并且勘探人員自身的安全無(wú)法被保障。使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行勘探,能夠最大程度上降低防治成本,同時(shí)也能夠保障勘探結(jié)果的精準(zhǔn)度和完整性。第二,應(yīng)用價(jià)值、效率高。無(wú)人機(jī)技術(shù)不僅能夠被應(yīng)用在災(zāi)情勘探中,同時(shí)也能夠被應(yīng)用在病蟲(chóng)害防治中,具有極高的應(yīng)用價(jià)值,其在每個(gè)環(huán)節(jié)的工作速度都是極快的。整體來(lái)講,使用無(wú)人機(jī)開(kāi)展林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作,降低了病蟲(chóng)害防治的難度,提高了林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作的質(zhì)量。第三,無(wú)人機(jī)技術(shù)屬于先進(jìn)技術(shù)手段。使用無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展病蟲(chóng)害防治工作提升了工作的技術(shù)含量,為信息技術(shù)與林業(yè)管理工作的結(jié)合打造了良好的基礎(chǔ),有助于推動(dòng)林業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展,提高林業(yè)資源質(zhì)量。
無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的體現(xiàn)之一便是能夠完成病蟲(chóng)害勘探工作,彌補(bǔ)了人工勘探的不足。傳統(tǒng)勘探方法主要依靠人工,若勘探面積小,病蟲(chóng)害防治工作的緊急度相對(duì)較低,可依靠人工完成,但總的來(lái)說(shuō)容易出現(xiàn)遺漏。若森林占地面積廣、資源多、工作量大、防治工作緊急等,那么人工勘探的工作壓力大,且效率低,很難在特定時(shí)間內(nèi)完成特定區(qū)域內(nèi)全部森林資源病蟲(chóng)害勘探工作。整體而言,傳統(tǒng)人工勘探方法不具備高效率、高質(zhì)量、高精準(zhǔn)度的特征。利用無(wú)人機(jī)技術(shù)完成林業(yè)病蟲(chóng)害勘探工作,最大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工勘探存在的不足。無(wú)人機(jī)技術(shù)屬于高科技的一種,不需要操作方一起行動(dòng),只需要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控,便可以控制其到達(dá)特定區(qū)域,其中也包括未開(kāi)發(fā)的森林深處等人員無(wú)法到達(dá)的地方。
無(wú)人機(jī)在勘探病蟲(chóng)害時(shí)用到了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),反饋回需要的圖像以及數(shù)據(jù)信息,技術(shù)人員通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能夠獲得制定防治方案的參考。另外,無(wú)人機(jī)會(huì)根據(jù)光譜反射原理精準(zhǔn)反饋森林病蟲(chóng)害現(xiàn)狀。林木在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出季相變化,光合作用的不同導(dǎo)致林木吸收的紅光量也會(huì)不同,反映出的光譜數(shù)據(jù)也會(huì)不同,其中,若是被病蟲(chóng)害嚴(yán)重侵蝕的林木,那么它們自身的光合作用將會(huì)變?nèi)?,其反映出的光譜也會(huì)不同。無(wú)人機(jī)正是利用林木光合作用的原理完成對(duì)林木病蟲(chóng)害的勘探工作,而林業(yè)工作人員通過(guò)比對(duì)光譜變化能夠分析出林木病蟲(chóng)害情況并根據(jù)實(shí)際受災(zāi)情況制定具有針對(duì)性的防治方案。除此之外,無(wú)人機(jī)技術(shù)與定位技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,一定程度上提升了無(wú)人機(jī)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治上的應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)也極大程度地提升了林業(yè)病蟲(chóng)害防治效率與工作質(zhì)量,降低病蟲(chóng)害對(duì)林業(yè)資源的危害。
無(wú)人機(jī)技術(shù)在病蟲(chóng)害防治方案中的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面,一方面,為病蟲(chóng)害防治方案的制定提供精準(zhǔn)的圖像數(shù)據(jù)參考,另一方面,參與到病蟲(chóng)害防治方案的實(shí)施中。
無(wú)人機(jī)技術(shù)為病蟲(chóng)害防治方案的制定提供精準(zhǔn)的圖像數(shù)據(jù)參考。無(wú)人機(jī)技術(shù)通過(guò)遙感圖斑技術(shù)、攝影技術(shù)等多項(xiàng)高科技技術(shù)作為支撐,將區(qū)域內(nèi)林業(yè)現(xiàn)狀高清拍攝并反饋給無(wú)人機(jī)控制方,工作人員通過(guò)圖像信息掌握病蟲(chóng)害類型、嚴(yán)重程度、受災(zāi)面積等,為后續(xù)病蟲(chóng)害防治方案的制定提供精準(zhǔn)參考。除此之外,利用無(wú)人機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控病蟲(chóng)害防治的全過(guò)程,及時(shí)調(diào)整防治方案,保障防治方案的科學(xué)性以及合理性,從而保障工作質(zhì)量以及工作效率。
無(wú)人機(jī)參與到病蟲(chóng)害實(shí)際工作中。利用無(wú)人機(jī)對(duì)病蟲(chóng)害噴灑藥劑,不僅提升了施加藥劑的精準(zhǔn)度,同時(shí)也降低了化學(xué)藥劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。無(wú)人機(jī)在空中飛行時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流,化學(xué)藥劑在氣流的帶動(dòng)下能夠擴(kuò)大可噴灑范圍,提高化學(xué)藥劑的噴灑效果。參與到噴灑藥劑工作中的無(wú)人機(jī)需要保障其自身能夠攜帶足量的藥劑以及物資,因此用于噴灑藥劑的無(wú)人機(jī)會(huì)在背部攜帶一個(gè)藥箱,工作人員會(huì)將藥劑混到藥箱中,而后操作無(wú)人機(jī)到特定位置后開(kāi)始噴灑藥劑。所以,林業(yè)工作人員在選擇無(wú)人機(jī)時(shí)需要根據(jù)需求科學(xué)選擇,與勘探型無(wú)人機(jī)進(jìn)行區(qū)分,以保障無(wú)人機(jī)的工作質(zhì)量和效率。
隨著溫度升高,林業(yè)病蟲(chóng)害進(jìn)入到了高發(fā)期,為了遏制病蟲(chóng)害的危害程度,保障林木健康茁壯成長(zhǎng),縣林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心借助無(wú)人機(jī)開(kāi)展了林業(yè)病蟲(chóng)害的防治工作。經(jīng)介紹,在整個(gè)工作過(guò)程中,無(wú)人機(jī)參與了災(zāi)情勘探、藥劑噴灑等多個(gè)環(huán)節(jié),并計(jì)劃利用大約一個(gè)月的時(shí)間完成近五萬(wàn)畝面積的林業(yè)防治工作。此外,技術(shù)服務(wù)中心抓住機(jī)遇,利用無(wú)人機(jī)開(kāi)展了林業(yè)資源的科學(xué)防治,保障了林業(yè)資源的安全。無(wú)人機(jī)技術(shù)在病蟲(chóng)害防治中具有很多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),除了用來(lái)完成病蟲(chóng)害勘探、噴灑化學(xué)藥劑外,還能夠參與到其他工作中。例如,在病蟲(chóng)害低發(fā)期利用無(wú)人機(jī)技術(shù)完成日常林業(yè)巡邏工作,檢查林木生長(zhǎng)情況、排查過(guò)冬的蟲(chóng)卵等。因此,相關(guān)人員需要不斷地對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究,不斷豐富無(wú)人機(jī)技術(shù)的功能以及應(yīng)用范圍,盡可能地在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中發(fā)揮無(wú)人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。此外,為了彰顯無(wú)人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),林業(yè)工作人員需要不斷地強(qiáng)化實(shí)踐操作能力,構(gòu)建完善的工作體系,同時(shí)為病蟲(chóng)害防治引進(jìn)更多的無(wú)人機(jī)先進(jìn)技術(shù),以推動(dòng)林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作進(jìn)入新階段。
無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用價(jià)值也體現(xiàn)在無(wú)人機(jī)能夠輔助人工完成對(duì)林業(yè)病蟲(chóng)害防治效果的評(píng)估工作,并對(duì)防治不理想?yún)^(qū)域進(jìn)行完善等。其中主要依賴于無(wú)人機(jī)的攝影技術(shù)。無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)不僅能夠幫助無(wú)人機(jī)利用遙感圖斑技術(shù)完成對(duì)病蟲(chóng)害的勘探、監(jiān)測(cè)工作,同時(shí)也是輔助人工完成防治效果評(píng)估的有效手段。一般情況下,開(kāi)展病蟲(chóng)害防治工作的林區(qū)面積大且林木高,其中也包括一些人員無(wú)法達(dá)到的區(qū)域,僅僅依靠人工開(kāi)展防治效果評(píng)估工作,很難保障工作質(zhì)量以及效率,因此為了保障病蟲(chóng)害防治效果評(píng)估質(zhì)量,需要轉(zhuǎn)變?cè)u(píng)估方法。
無(wú)人機(jī)通過(guò)攜帶高清攝影裝置,能夠?yàn)椴倏胤椒答佔(zhàn)顬榫珳?zhǔn)的圖像信息,林業(yè)工作人員通過(guò)比對(duì)圖像便能夠了解防治的基本情況,同時(shí)也能夠根據(jù)反饋回來(lái)的信息對(duì)成效不理想的區(qū)域進(jìn)行二次防治,降低遺留病蟲(chóng)害隱患的可能。在使用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行防治效果評(píng)估工作的數(shù)據(jù)采集時(shí),也可以安排人工對(duì)小范圍特定區(qū)域內(nèi)林木病蟲(chóng)害防治效果進(jìn)行評(píng)估,一般情況下,可以安排人工對(duì)林木底層防治效果進(jìn)行評(píng)估,而相對(duì)高處的防治評(píng)估則交由無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)。這種工作方式,不僅提升了防治效果評(píng)估的效率以及質(zhì)量,同時(shí)也最大程度上提升了工作的安全性,避免人工高處作業(yè)發(fā)生安全事故等。
綜上所述,無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中具有相對(duì)較高的應(yīng)用價(jià)值。無(wú)人機(jī)技術(shù)參與到了病蟲(chóng)害防治的各個(gè)環(huán)節(jié)中,同時(shí)也發(fā)揮著現(xiàn)階段難以被取代的作用,為林業(yè)工作人員降低工作難度的同時(shí)也提升了工作質(zhì)量以及工作效率。換而言之,林業(yè)工作人員需要不斷地去應(yīng)用以及研究無(wú)人機(jī)技術(shù),提高無(wú)人機(jī)技術(shù)與林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作的匹配度,爭(zhēng)取最大程度上降低病蟲(chóng)害對(duì)林業(yè)資源的危害,實(shí)現(xiàn)保護(hù)林業(yè)資源的目標(biāo)。
我國(guó)林業(yè)面積廣,間接表明林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作壓力大,此外,病蟲(chóng)害對(duì)林業(yè)資源的危害程度、危害面積也在逐漸擴(kuò)大,總的來(lái)說(shuō),林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作僅依靠人工恐怕難以取得預(yù)期成效。因此,要注重現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)如無(wú)人機(jī)技術(shù)、遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用,提升林業(yè)病蟲(chóng)害防治成效,保護(hù)林業(yè)資源。