關(guān)于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用研究

摘 要：結(jié)合多年林業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，以無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)當(dāng)前在林業(yè)方面的實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)，結(jié)合理論實(shí)踐，對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行細(xì)致的闡述，同時(shí)對(duì)應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出具體的應(yīng)用方法，從而為林業(yè)的發(fā)展助力，為林業(yè)學(xué)者提供部分的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);遙感技術(shù);林業(yè);應(yīng)用

一、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的概念及優(yōu)勢(shì)

（一）無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的概念

無(wú)人機(jī)（unmannedaerialvehicle，UAV）或更廣義上的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（unmannedaerialsystem，UAS），是指其上未載有操作人員或飛行員的飛行器。無(wú)人機(jī)起初被設(shè)計(jì)用于軍事領(lǐng)域和戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)合，在越南戰(zhàn)爭(zhēng)和冷戰(zhàn)后才逐漸得到研究學(xué)者的關(guān)注。自1970年起，隨著對(duì)于無(wú)人機(jī)研究的不斷深入，無(wú)人機(jī)技術(shù)從軍事領(lǐng)域逐步拓展到包括林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)民用行業(yè)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)一般由多個(gè)方面構(gòu)成，例如飛行器平臺(tái)、傳感器負(fù)載、地面控制臺(tái)等。

（二）無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有更加優(yōu)秀的突發(fā)事件應(yīng)對(duì)與處理的能力并且無(wú)須飛行員駕駛，通過(guò)地面控制平臺(tái)就能實(shí)現(xiàn)全面控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林業(yè)實(shí)際情況，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞到控制平臺(tái)上。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)調(diào)查領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)，還具有良好的機(jī)動(dòng)性和靈活性，對(duì)飛行場(chǎng)地的要求也比較低，可快速準(zhǔn)確地完成各種航拍任務(wù)，拍攝圖像也比較清晰，拍攝精度可以達(dá)到厘米級(jí)。

二、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用

（一）林業(yè)執(zhí)法管理

無(wú)人機(jī)的基本配置——視頻傳感器與可見光相機(jī)，能夠起到對(duì)森林的資源進(jìn)行日常的巡查和檢驗(yàn)的作用，這種實(shí)時(shí)地管控能力與極其迅捷的突發(fā)事件響應(yīng)能力可以很大程度上提升林業(yè)相關(guān)執(zhí)法部門的處理效率。例如當(dāng)有林木偷盜砍伐現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，無(wú)人機(jī)便可以快速啟動(dòng)，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，航拍攝錄，一方面可以對(duì)犯罪者的行為進(jìn)行精準(zhǔn)的記錄，另一方面也可以獲取砍伐林木面積等相關(guān)信息，對(duì)其非法的行為進(jìn)行監(jiān)察和管控。在一些違反法律占用林地、毀林開荒的案件中，無(wú)人機(jī)可以用航拍影像模式，快速地獲取到目標(biāo)點(diǎn)的影像圖，確定森林資源破壞地點(diǎn)以及被破壞的程度，從而服務(wù)于執(zhí)法部門的查處工作。

（二）森林資源調(diào)查

林業(yè)工作中一項(xiàng)極為重要的任務(wù)就是進(jìn)行森林資源調(diào)查，森林資源調(diào)查的主要方法包括實(shí)地調(diào)查、抽樣調(diào)查等，均需要大量工作人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和取樣。在傳統(tǒng)方式的調(diào)查工作之中，森林資源調(diào)查往往需要投入更多的人力和物力，且調(diào)查效率相對(duì)較低。使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以非常迅速地得到預(yù)期所需要的特定地區(qū)空間遙感相關(guān)信息與參數(shù)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林資源進(jìn)行高精度獲取和分析，可以大幅度提升調(diào)查工作的高效性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性，并降低成本。

（三）森林巡護(hù)

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)作為當(dāng)前用于林業(yè)監(jiān)測(cè)一種十分高效的工具，和人工巡視維護(hù)相比，擁有更多的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)人機(jī)具備一定的靈活性與便捷的記錄功能，能夠依據(jù)預(yù)設(shè)的航線在特定區(qū)域的上空開展巡查工作，也能夠依照自由的航線來(lái)開展巡查工作，同時(shí)也支持后臺(tái)控制與后臺(tái)操作，大幅度地提升了護(hù)林巡查的效率。當(dāng)遭遇較為復(fù)雜的自然地區(qū)環(huán)境，人工巡護(hù)常無(wú)法實(shí)施，但是無(wú)人機(jī)的巡護(hù)卻可以不受任何地理?xiàng)l件的影響。因此，無(wú)人機(jī)在森林巡護(hù)的過(guò)程之中具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)，即所受的限制較小、巡護(hù)的速度較快、巡視拍攝的范圍較廣，在一定程度之上既能夠優(yōu)化人工巡護(hù)的缺陷，又能夠顯著降低成本和巡護(hù)人員的工作危險(xiǎn)性。

（四）森林防火

森林防火是林業(yè)管理工作的重中之重，林業(yè)防火工作的關(guān)鍵要素在于提前發(fā)現(xiàn)火情，提高對(duì)林業(yè)復(fù)雜地域的觀測(cè)力度，對(duì)于易發(fā)生火災(zāi)的高危地域進(jìn)行專業(yè)控制巡護(hù)。森林防火工作的危險(xiǎn)性較高，需要準(zhǔn)確的把握和控制火源。基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的無(wú)人機(jī)可以拍攝滿足林業(yè)防火需要的高精度航空?qǐng)D像，有助于減少地面測(cè)量精度差問(wèn)題，并且還可以獲得高分辨率、高精度、高利用效率的圖像資源。當(dāng)代新無(wú)人機(jī)已經(jīng)可以做到在復(fù)雜的地域起降，裝載相應(yīng)的設(shè)備對(duì)地面區(qū)域進(jìn)行控制，并且可以做到抵近觀察，這對(duì)于準(zhǔn)確地掌握火情有重要的意義。當(dāng)前林業(yè)部門配置的無(wú)人機(jī)多數(shù)都有高清數(shù)碼鏡頭，多光譜成像設(shè)備，滿足按照既定路線的巡查要求，又滿足不定、路線區(qū)域的巡查。無(wú)人機(jī)火災(zāi)監(jiān)測(cè)工作機(jī)制已完善，通過(guò)無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，及時(shí)報(bào)告火災(zāi)信息，做到控制損失，降低火災(zāi)發(fā)生率，有效地減少救災(zāi)能源消耗的作用，滿足火險(xiǎn)搶救需要。許多林業(yè)主管部門正在探討無(wú)人機(jī)防火機(jī)制，采用無(wú)人機(jī)落實(shí)消防責(zé)任，強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)野外火源的管控，組建由專人操作的無(wú)人機(jī)操作隊(duì)伍，滿足復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用需求。

（五）林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)防治

無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)上主要用于開展防治病蟲害工作，具體用在監(jiān)測(cè)防治大規(guī)模病蟲害方面，基于無(wú)人機(jī)的病蟲害監(jiān)測(cè)方式有效彌補(bǔ)了人工監(jiān)測(cè)的不足，運(yùn)用無(wú)人機(jī)獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并通過(guò)蟲情燈的自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)，可以有效地進(jìn)行病蟲害的監(jiān)測(cè)工作，從而形成科學(xué)全面的生物防控監(jiān)測(cè)體系。基于無(wú)人機(jī)的監(jiān)測(cè)體系可以建立廣泛覆蓋的病蟲害監(jiān)測(cè)機(jī)制，可以對(duì)松類、毛竹、經(jīng)濟(jì)林與柳杉樹等常見林的病蟲害問(wèn)題進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，可以滿足山地困難地區(qū)的監(jiān)測(cè)需要。在突發(fā)疫情時(shí)采用大型無(wú)人機(jī)進(jìn)行病蟲害的清理，通過(guò)機(jī)載設(shè)備傳遞農(nóng)藥的噴灑情況，合理控制噴灑農(nóng)藥的密度，以及對(duì)農(nóng)藥使用情況進(jìn)行評(píng)估，便于提升應(yīng)對(duì)病蟲害的反應(yīng)速度，減少農(nóng)藥噴灑成本，提高防治病蟲害工作質(zhì)量。

（六）用于林業(yè)種植

無(wú)人機(jī)遙感影像技術(shù)可以對(duì)林業(yè)資源現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面分析，可以獲得林業(yè)種植面積、長(zhǎng)勢(shì)、輪作等情況的第一手詳細(xì)數(shù)據(jù)資料，這對(duì)于科學(xué)的計(jì)劃農(nóng)藥的噴灑方法，進(jìn)行森林資源經(jīng)營(yíng)，同時(shí)進(jìn)行林業(yè)種植面積的監(jiān)測(cè)，合理地劃分林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布有重要的指導(dǎo)意義。基于無(wú)人機(jī)的林業(yè)種植可以達(dá)到高效和低成本的目標(biāo)，對(duì)于促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的規(guī)模化生產(chǎn)有重要價(jià)值。目前林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用大中小型無(wú)人機(jī)，不同類型的無(wú)人機(jī)承擔(dān)著不同的種植生產(chǎn)任務(wù)。

（七）野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)

目前無(wú)人機(jī)技術(shù)還用于野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)工作，強(qiáng)調(diào)通過(guò)野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)達(dá)到提高監(jiān)測(cè)的時(shí)效性、高效性、準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)對(duì)森林野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)具有其他設(shè)備無(wú)法比擬的功能，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)拍攝視角更加靈活，具有方便拍照和角度全的特征，而且無(wú)人機(jī)攜帶、起飛，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)野生動(dòng)植物群的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控，從而監(jiān)測(cè)野生動(dòng)植物分布情況。無(wú)人機(jī)在空中飛行，可以對(duì)野生動(dòng)物進(jìn)行隱秘跟蹤監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)中降低了對(duì)野生動(dòng)物的驚擾。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)在林業(yè)生產(chǎn)、規(guī)劃、調(diào)研、監(jiān)測(cè)等方面有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)的林業(yè)信息化將會(huì)以數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)管理為主，無(wú)人機(jī)在數(shù)據(jù)獲取方便有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此，注重發(fā)展多類型的林業(yè)領(lǐng)域無(wú)人機(jī)，把無(wú)人機(jī)與具體任務(wù)相結(jié)合，切實(shí)發(fā)揮無(wú)人機(jī)在創(chuàng)新應(yīng)用中的價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：崔艷梅（1980-12）女，本科，林業(yè)助理工程師，榆林市榆陽(yáng)區(qū)林木種子站，主要從事工作：林業(yè)技術(shù)推廣、種苗檢驗(yàn)。