解讀無人機(jī)在林業(yè)中的應(yīng)用及前景展望

李永強(qiáng)

摘 要 時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步。近年來，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到迅速發(fā)展并且逐漸成熟，被社會各界廣泛關(guān)注和重視。無人機(jī)自身具有諸多優(yōu)點(diǎn)如：成本低廉、結(jié)構(gòu)輕便、作業(yè)高效等，已經(jīng)開始被林業(yè)領(lǐng)域所廣泛推廣和應(yīng)用。筆者在本文就無人機(jī)在鶴山市林業(yè)系統(tǒng)工作中的一些具體應(yīng)用及前景展望進(jìn)行一定的解讀和分析，以供參考。

關(guān)鍵詞 無人機(jī)；林業(yè)；應(yīng)用前景；應(yīng)用展望

1 引言

無人機(jī)，全稱為無人駕駛飛機(jī)，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。本世紀(jì)初，隨著科技迅速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)不斷改進(jìn)，無人機(jī)已經(jīng)變得更加輕便化、小型化且民用化。無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無人機(jī)真正的剛需，在當(dāng)前無人機(jī)企業(yè)的全面推廣、推動下，這項(xiàng)技術(shù)逐步應(yīng)用于航拍測繪、視頻航拍以及農(nóng)藥噴灑等等與林業(yè)工作相關(guān)的領(lǐng)域之中[1]。我國傳統(tǒng)的林業(yè)管理工作、調(diào)查工作以及監(jiān)測工作都需要花費(fèi)大量財(cái)力物力和人力，但隨著無人機(jī)的全面應(yīng)用，這些工作的效率和流程都發(fā)生了翻天覆地的變化。

2 現(xiàn)階段無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)中的三大應(yīng)用

2.1 森林調(diào)查中廣泛應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)

目前，森林資源調(diào)查通常以遙感數(shù)據(jù)和森林資源小班檔案、林地落界、生態(tài)公益林區(qū)劃調(diào)整等數(shù)據(jù)為主要信息源，充分利用已有調(diào)查成果，先進(jìn)行室內(nèi)判讀，隨后，相關(guān)的外業(yè)調(diào)查人員將依據(jù)室內(nèi)判讀的結(jié)果進(jìn)行實(shí)地勘察。但這種傳統(tǒng)方式的最大弊端是應(yīng)用的不是實(shí)時(shí)影像，外業(yè)調(diào)查人員在進(jìn)行具體的實(shí)地調(diào)查時(shí)，面對陌生且復(fù)雜的地形很難在短時(shí)間內(nèi)掌握整個(gè)林地小班的具體情況。而通過無人機(jī)戴在的高清攝像設(shè)備，能夠在最短時(shí)間內(nèi)極為迅速的對小班全貌進(jìn)行全面勘察，并可以通過高清攝像頭獲取小班優(yōu)勢樹種、林分均高、冠幅、胸徑等信息，在客觀上有效輔助外業(yè)調(diào)查人員獲取該地區(qū)林地小班的部分林況信息，或者是單木的全息化三維信息。據(jù)筆者在工作中的經(jīng)驗(yàn)，二類調(diào)查需要外業(yè)調(diào)查人員深入實(shí)地，展開各類因子的調(diào)查工作，對于一些地形復(fù)雜或險(xiǎn)要的高危林區(qū)，不僅工作展開困難，而且危險(xiǎn)性極高。相比之下，無人機(jī)技術(shù)在這種較為特殊類型的環(huán)境中具備極高的適應(yīng)性和實(shí)用性，可以通過自身優(yōu)勢不受地形地貌的影響，快速收集第一手林況以及地域概況，還能夠充分確保調(diào)查人員的人身安全。

2.2 林業(yè)管理中廣泛應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)

據(jù)筆者在工作中了解，林業(yè)管理最為嚴(yán)重的問題就是森林毀壞。其主因有兩個(gè)：一是自然災(zāi)害，具體表現(xiàn)為森林火災(zāi)火情，臺風(fēng)、病蟲災(zāi)害蔓延等；二是人為性的破壞，具體表現(xiàn)為毀林開墾、亂砍濫伐等現(xiàn)象。先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)在現(xiàn)階段的林業(yè)管理中的具體應(yīng)用主要為：森林在被毀壞前后的具體區(qū)域測算。無人機(jī)在林況監(jiān)測中的應(yīng)用，極大方便了森林資源管理部門定期對當(dāng)?shù)厣仲Y源狀況進(jìn)行日常性監(jiān)測和巡查，發(fā)現(xiàn)森林異常情況及時(shí)報(bào)告，并且立刻采取有效的處理措施，最大限度的保護(hù)林業(yè)建設(shè)成果，減少森林資源被破壞程度[2]。

面對森林資源破壞和林地非法占用等情況，林業(yè)管理部門需要對破壞面積和違占面積進(jìn)行測算以及評估。據(jù)筆者所知，現(xiàn)階段林地面積常用的測算方法主要有三種：（1）目視勾繪測算法。這種方法主要指的是通過工作人員的觀測，在1：10000比例的地形圖上將林地現(xiàn)場的地形位置進(jìn)行較為細(xì)致的勾繪，再利用求積儀或網(wǎng)格紙具體計(jì)算面積，但這種方法較為復(fù)雜繁瑣且誤差受人的經(jīng)驗(yàn)影響較大，不容易控制勾繪質(zhì)量。（2）GPS測量方法。這種方法需要工作人員佩戴GPS定位系統(tǒng)沿待測區(qū)域進(jìn)行徒步測量，形成閉合圖形后，計(jì)算面積。鑒于GPS定位儀器較為科學(xué)先進(jìn)且輕便，所以這種方法工作效率較高且計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確，該方法能夠較為準(zhǔn)確地獲得測量區(qū)域的面積，但美中不足的是該測量方法必須要相關(guān)人員親自環(huán)繞待測區(qū)域?qū)嵉乜睖y，待測區(qū)域地形一旦較為惡劣，則會帶來一定勘測風(fēng)險(xiǎn)，以及精度容易受到地形地勢和GPS信號影響。（3）羅盤儀測量法。羅盤儀測量法屬于比較傳統(tǒng)的測量方法，一般在缺少地形圖和GPS定位系統(tǒng)的時(shí)候使用，雖然羅盤儀測量導(dǎo)線的方法也能夠較為精確的對待測林業(yè)區(qū)域進(jìn)行細(xì)致化測量。但客觀而言，這種方法的最大缺點(diǎn)就是測量僅僅能夠得到區(qū)域的相關(guān)面積信息卻無法獲取其區(qū)域的具體坐標(biāo)，不能與林地小班數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化的疊加推算出森林或林地被實(shí)際破壞的具體區(qū)域面積，另一個(gè)缺點(diǎn)是工作量較大。

上述三種當(dāng)前較為常用的測算方法受到客觀因素影響非常大，并且無法保障測量過程的提高精確度。但無人機(jī)技術(shù)的推廣和應(yīng)用讓森林資源的各種調(diào)查及各類計(jì)算迅速變得輕松化、便捷化和科學(xué)化。無人機(jī)技術(shù)能夠通過自身所搭載的超高清攝像頭全方位拍攝目標(biāo)林地區(qū)域，根據(jù)定位使用相關(guān)軟件利用計(jì)算機(jī)對所拍攝的相片能夠符合各項(xiàng)測算標(biāo)準(zhǔn)。更重要的是，無人機(jī)技術(shù)完全能夠適應(yīng)不同天氣狀況以及不同地形環(huán)境，無論是精確度、安全性或者是時(shí)效性，無人機(jī)技術(shù)都堪稱是最佳的選擇。

2.3 林業(yè)工程中廣泛應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)

除了上述兩大方面的具體應(yīng)用領(lǐng)域外，無人機(jī)還能在林業(yè)工程中廣泛應(yīng)用和推廣。以筆者所工作的鶴山市為例，鶴山全市共有10個(gè)鎮(zhèn)，區(qū)域范圍內(nèi)林木采伐多數(shù)由林農(nóng)個(gè)人遞交申請，其特點(diǎn)為數(shù)量多且面積小。其中雙合鎮(zhèn)、宅梧鎮(zhèn)小面積林木采伐申請占全市總申請宗數(shù)的70%。據(jù)筆者調(diào)研，以前核實(shí)采伐范圍界線的耗時(shí)非常長，并且采用人工方式在地形圖上進(jìn)行現(xiàn)場的勾繪工作無法達(dá)到應(yīng)有的精準(zhǔn)度。無人機(jī)如今在勾繪工作中的廣泛應(yīng)用，不但節(jié)省了工作時(shí)間，還可以科學(xué)化的讓采伐范圍的界線一目了然。

據(jù)科學(xué)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：鶴山市每年申請有一千多宗，2016年采伐面積約為43849畝，采伐涉及小班1330個(gè)。2017年采伐面積約48177畝，采伐涉及小班1670個(gè)。2018年采伐面積約49469畝，采伐涉及小班2037個(gè)。在每一個(gè)小班都需要從業(yè)人員進(jìn)行伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)，界線的核定。如今在現(xiàn)今的無人機(jī)技術(shù)輔助下，整個(gè)調(diào)查設(shè)計(jì)以及界線核定工作的速度大幅度提升，并且效率之高超乎想象。

此外據(jù)筆者調(diào)研，無人機(jī)在林業(yè)工作中的應(yīng)用范圍如今已經(jīng)更加廣闊且與時(shí)俱進(jìn)。這一技術(shù)已經(jīng)市內(nèi)多個(gè)街鎮(zhèn)2019年森林公園規(guī)劃（其中包括廣東彩虹嶺森林公園、廣東云鄉(xiāng)森林公園、廣東大雁山森林公園等）提供了諸多的先進(jìn)技術(shù)支持，并且無人機(jī)在鶴山市2019年森林防火消防整個(gè)演練過程中為森林防火指揮部提供了最直觀、最具現(xiàn)場感的實(shí)時(shí)影像，為指揮部做出正確的決策提供了有力的技術(shù)支撐。

目前，鶴山市林業(yè)系統(tǒng)正在積極進(jìn)行無人機(jī)采購工作，已經(jīng)有多個(gè)街鎮(zhèn)的林業(yè)管理部門購買了無人機(jī)并且正式將其投入到森林防火、日常森林資源管護(hù)巡查等各項(xiàng)工作中。市林業(yè)局也采購了兩臺技術(shù)先進(jìn)的無人機(jī)，并且計(jì)劃將其應(yīng)用于森林資源管理、營造林檢查驗(yàn)收、保護(hù)地巡查和森林防火等日常工作以及業(yè)務(wù)之中。

3 無人機(jī)在未來林業(yè)工作中的發(fā)展趨勢與應(yīng)用展望

無人機(jī)技術(shù)是無人駕駛技術(shù)的一個(gè)具體的分支，這項(xiàng)技術(shù)極具實(shí)用性和可擴(kuò)展性，在未來將朝向多功能化、微型化發(fā)展，必將會有更優(yōu)秀的續(xù)航時(shí)間、更快速的飛行速度和更穩(wěn)定的實(shí)用效果，應(yīng)用前景廣闊。隨著林業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)需求不斷增長，以及無人機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，無人機(jī)在未來的森林調(diào)查、監(jiān)測以及執(zhí)法等具體領(lǐng)域必將代替原有的模式，發(fā)揮更重要作用。

4 小結(jié)

綜上所述，無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)階段的林業(yè)工作中具有極為重要的意義和積極作用。鶴山市林業(yè)科技工作者在未來的林業(yè)工作中將不斷探索、不斷鉆研、不斷創(chuàng)新，擴(kuò)大無人機(jī)應(yīng)用范圍和科學(xué)、合理的方式，全面提升森林資源管理、林業(yè)工程以及林業(yè)執(zhí)法等工作的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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