無人機在林業中的應用及前景展望

韋素秋

摘要：指出了隨著科學技術的發展，越來越多的科技成果被應用到林業生產和科研活動中，為林業生產經營活動提供了技術支撐，也促進了林業的快速發展。結合多年林業工作經驗，分析了無人機技術在林業中的應用及優缺點，以期為相關林業工作者提供參考。

關鍵詞：無人機;林業;林業調查;前景展望

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）08-0189-03

1 引言

一直以來，基層林業工作的任務非常重，技術手段相對比較落后，往往依賴人工觀測進行數據采集，且工作方式效率非常低，獲取的數據精度不高?，F階段，傳統的對坡勾繪、定點監測方式已經不能完全適應當前“精準林業”的時代需求[1]。近年來，隨著無人機技術的興起，在營造林核查、森林資源清查、林政執法、森林防火等多項工作中得到了廣泛的應用，且取得了非常好的效果，既節省了大量的人力、物力和財力，也有效的提高了林業工作的精度水平[2]。

2 無人機技術

無人駕駛飛行器簡稱為無人機，其不需要飛行員進行駕駛操作，可以通過操作人員遙感控制或程序控制指揮飛機的飛行航線、速度、高度等。與載人飛機相比存在很大的區別，無人機環境適應性好、小巧便捷、制造成本低，可以隨時起飛和降落。在無人機的飛行過程中，為了遠距離操控無人機的航線，往往需要配置衛星定位、遙控和監測系統等。

近年來，無人機技術受到各行各業的推崇和認可，其被廣泛的應用于農業植保、影視拍攝、電力檢修、高速公路監測和遙感監測等領域，且取得了豐碩的成果。在林業的應用中，可以根據具體任務的需求，搭載多光譜成像儀或紅外掃描儀，基于無人機技術的簡便操作，有效控制能源消耗，節約物力、人力和時間，有效控制外業作業風險。

3 無人機在林業上的應用

3.1 林政執法

無人機裝備了可見光相機和紅外熱成像儀后，可以對一定范圍內的林地進行高頻次的遙感監測。根據無人機航拍得到的影像，經過一定的技術處理后，相關的執法機構可以迅速找出林區中的違法行為，比如違法挖礦、違法建房和違法采伐等現象。遙感影像可以直觀的反映出森林受損的空間位置、面積大小等，為森林公安的執法提供參考和依據。

3.2 森林巡護、森林病蟲害、森林火災監測及災后調查評估

在林業生產經營活動中，森林火災是非常嚴重的自然災害，給森林資源的經營管理帶來巨大的挑戰。在森林防火監測工作中，通過有效運用無人機技術，基于搭載的影像傳輸設備和攝像設備，為火源監測提供技術支撐，將涉及到火災隱患的地理坐標傳輸給監測人員，提供最真實的火災情形，為火災的撲滅提供數據支撐，減小火災帶來的影響。根據多年來的監測數據顯示，無人機技術對森林火災的檢測率達到了88.6%，識別率達到了90.1%。除此之外，無人機還可以用于森林病蟲害預防，通過觀測森林樹葉顏色等，獲取病蟲害發生地的準確空間位置和面積情況，為病蟲害的防治提供數據支撐，為病蟲害的預測提供幫助。獲取準確的地理位置后，可以安排植保無人機進行噴藥處理，保證林木的正常生長。

3.3 森林資源調查、營造林成效檢查與動態監測

判斷林區內部植被的分布情況以及林區內生態環境的好壞往往需要參考森林覆蓋率這一指標，因此森林資源的調查工作是十分重要的。一般而言，我國計算森林覆蓋率最常用的兩種方法就是衛星遙感以及人工采集。但是，前者的使用成本較高，測量精度較低，后者需要消耗大量的人力物力，效率十分低下。使用無人機技術進行植被覆蓋率的測量，既可以避免大量的人力物力的消耗，解決傳統采集方式所存在的問題，還能夠很大程度的提升測量的精準度。目前，我國已經成功借助無人機技術測量森林覆蓋率，且實踐經驗證明，使用這項技術獲得的數據涵蓋面廣，分辨率高，具有較強的時效性，能夠有效降低測量的成本[3]。

4 無人機技術在林業應用中的優缺點

4.1 無人機技術的優點

與傳統的調查方式比較，無人機技術有著較為明顯的優點。利用無人機技術進行林業調查工作，不僅能夠有效降低調查成本，還具備較強的操作靈活性。在使用無人機進行拍攝時，拍攝成果分辨率極高，能夠使用不同的攝像機進行病蟲害的識別以及監測火情等工作。相比較于人工駕駛飛機進行調查，無人機技術具備更好的技術安全性。因為無人機是無人乘坐的，所以能夠極大程度地簡化了無人機的內部結構，盡可能減輕其重量，降低整體尺寸，使得無人機的制造成本大大降低。由于無人機技術的應用不需要駕駛員進行實際操作，可以有效降低駕駛人員的操作難度，減輕駕駛員的心理負擔以及生理負擔。在森林消防安全工作中，無人機技術的應用將極大程度的降低操作風險，提高調查工作的安全性[4]。而且，無人機具備靈活性，可快速到達作業區域，受地形、天氣環境影響較小，可實時獲取森林資源的高清航拍數據，基本承擔樣地調查任務的能力。調查人員無需到戶外，即可獲取林木類別、分布范圍、面積等準確數據，有效減少外業工作時間，降低勞動強度，提高工作效率[5]。

4.2 無人機技術的缺點

無人機自身的特點決定其質量較輕，不具備太強的承載能力以及動力。在惡劣天氣的情況下，無人機不具備較強的抗性，不能夠進行長時間的飛行。在對森林資源進行調查的過程中，許多具體指標的測量不能夠通過無人機技術獲取[6]。因此，無人機技術的應用不能夠完全取代人工調查。由于無人機技術實際上隸屬于高新技術，操作人員需要學習較多的專業知識才能夠掌握，由此造成的培訓成本較高，不具備較強的可推廣性。

5 案例分析

筆者結合所參與的廣西壯族自治區靖西市2018年森林覆蓋率監測與驗收工作，對無人機在林業中的應用情況進行分析，希望為無人機在林業中的應用提供參考。

5.1 項目背景

科學考核評價靖西市森林覆蓋率完成情況，是落實市人民政府保護和發展森林資源責任主體，加強領導班子建設和黨政正職選拔任用及管理監督，推進靖西市生態建設與可持續發展，持續營造“三大生態”、加快實現“兩個建成”的重要舉措。開展好森林覆蓋率年度監測及驗收工作，準確掌握靖西市2018年度森林覆蓋率，是真實反映靖西市年度生態建設與可持續發展情況，確保相關考核評價結果客觀、公正的重要保障。