淺談無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查工作中的應(yīng)用

徐炳龍

摘 要 隨著我國航空技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)日益成熟，被廣泛應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查中。與傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查方法相比，無人機(jī)和遙感技術(shù)結(jié)合應(yīng)用能夠有效提升林業(yè)調(diào)查的速度和效率，同時(shí)也可獲得高分辨率的影像資料，為林業(yè)調(diào)查工作提供更加科學(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。基于此，對(duì)無人機(jī)具有的技術(shù)特點(diǎn)和手段優(yōu)勢進(jìn)行分析，探究無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查中的作用和具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 無人機(jī)技術(shù);林業(yè)調(diào)查;優(yōu)勢;應(yīng)用

近年來，無人機(jī)技術(shù)已被逐漸應(yīng)用到林業(yè)調(diào)查工作中，其借助紅外線掃描、多光譜成像等設(shè)備的應(yīng)用，有效提高了我國林業(yè)調(diào)查的時(shí)效性和可靠性，為林業(yè)建設(shè)發(fā)展奠定了科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。無人機(jī)技術(shù)的深入應(yīng)用徹底改變了傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查方式，林業(yè)調(diào)查人員不用再深處林區(qū)就能獲取林業(yè)資源的相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，無人機(jī)技術(shù)也能對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，快速確定火災(zāi)點(diǎn)，便于高效、及時(shí)開展救援工作。在林業(yè)調(diào)查中，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)必不可少的重要技術(shù)。

1 無人機(jī)技術(shù)概述

1.1 無人機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)

1.1.1 自動(dòng)處理

無人機(jī)遙感技術(shù)可以準(zhǔn)確獲取林業(yè)數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)收集的林業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理，為林業(yè)調(diào)查提供高精度的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，無人機(jī)技術(shù)還可以對(duì)自身拍攝到的材料和各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行更加科學(xué)的修正處理，為林業(yè)調(diào)查的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度和科學(xué)計(jì)算提供有力保障[1]。在利用無人機(jī)進(jìn)行航拍時(shí)，利用GPS定位信息系統(tǒng)可以對(duì)航拍后的結(jié)果進(jìn)行合理處理。此外，無人機(jī)技術(shù)還可以對(duì)收集的林業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，更加便于林業(yè)調(diào)查的后續(xù)測量工作順利開展。

1.1.2 結(jié)果全面

應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)可以對(duì)DOM文件進(jìn)行切割，使其成為全新的瀏覽軟件，讓林業(yè)調(diào)查工作更加便利和高效。無人機(jī)技術(shù)可以借助相關(guān)的軟件和技術(shù)，將林業(yè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行三維立體建模，讓林業(yè)調(diào)查的信息直觀顯示出來，提高林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。同時(shí)，無人機(jī)技術(shù)還能夠?qū)ΡO(jiān)測到的數(shù)據(jù)結(jié)果及圖像進(jìn)行自動(dòng)切割處理，有效防止觀測角畸變，使其形成良好的衛(wèi)星遙感圖像。此外，無人機(jī)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)地形的自動(dòng)分析，完成DSM模型，提高林業(yè)調(diào)查的效率和準(zhǔn)確性。

1.1.3 分辨率高

無人機(jī)遙感系統(tǒng)可以讓監(jiān)測到的林業(yè)數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)化的格式輸出，將攝影技術(shù)和測量工程有機(jī)結(jié)合。在應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行林業(yè)調(diào)查過程中，GPS系統(tǒng)可以精確計(jì)算相關(guān)的地理位置信息，同時(shí)可以根據(jù)調(diào)查的需要人為對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)果精度進(jìn)行調(diào)整，提高了林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果的空間分辨率[2]。

1.1.4 反應(yīng)快速快

應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)可以快速處理分析監(jiān)測的林業(yè)數(shù)據(jù)，大幅減少數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，并且對(duì)硬件設(shè)備要求也不高，更好地保證了林業(yè)調(diào)查系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提升了信息數(shù)據(jù)采集和處理的工作效率。

1.2 無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢

當(dāng)代的林業(yè)調(diào)查中迫切需要更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)為林業(yè)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐，但傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查往往工作量大、難度大，經(jīng)常需要深入深山和林區(qū)，且工作周期短，對(duì)數(shù)據(jù)精度的要求高。無人機(jī)技術(shù)具有靈活、反應(yīng)快速、分辨率高、范圍廣泛等優(yōu)勢，能夠減少人工調(diào)查時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足林業(yè)調(diào)查的各項(xiàng)要求，極大地提高了林業(yè)調(diào)查工作的質(zhì)量。因此，將無人機(jī)技術(shù)合理運(yùn)用在林業(yè)調(diào)查中，相比傳統(tǒng)的調(diào)查方法具有很多優(yōu)勢，如可以快速和精確地獲取林業(yè)信息，進(jìn)而提高林業(yè)調(diào)查的工作質(zhì)量[3]。

與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術(shù)相比，無人機(jī)技術(shù)更加靈活，特別是在一些突發(fā)情況下可以繼續(xù)對(duì)地面進(jìn)行遙控監(jiān)測，不僅能夠避免工作人員遭遇危險(xiǎn)，而且能對(duì)林業(yè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，進(jìn)而有效提高林業(yè)調(diào)查工作的效率。

2 無人機(jī)在林業(yè)調(diào)查中的具體應(yīng)用

2.1 火災(zāi)監(jiān)測

冬季是森林火災(zāi)易發(fā)時(shí)期，利用無人機(jī)技術(shù)可以對(duì)森林上空進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，從而有效預(yù)防和及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，幫助林業(yè)工作人員更快找到起火點(diǎn)，掌握起火林區(qū)的區(qū)域面積，從而更好地根據(jù)火災(zāi)的具體情況選擇合適的滅火設(shè)備以及配備適量的消防力量對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行有效控制。另外，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)可以得出林區(qū)的空間圖像，將實(shí)際的火災(zāi)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)镠SV空間，通過計(jì)算對(duì)森林火災(zāi)具體情況進(jìn)行識(shí)別確認(rèn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)的有效監(jiān)測。此外，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)還可以獲取林區(qū)的火災(zāi)圖像，明確其相似性度指標(biāo)，對(duì)森林火災(zāi)撲滅后的情況進(jìn)行評(píng)估與動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

2.2 病蟲害監(jiān)測

在我國的林業(yè)發(fā)展中，病蟲害對(duì)林業(yè)有著嚴(yán)重的不利影響，很多樹種在生長過程中往往會(huì)遭受病蟲為害，造成嚴(yán)重的林業(yè)損失。如果在林區(qū)中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲害，就可以及時(shí)進(jìn)行治理，避免大面積樹種受到影響，進(jìn)而更好地保障林業(yè)的健康發(fā)展。無人機(jī)技術(shù)在不同區(qū)域?qū)α謽I(yè)病蟲害進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測可幫助工作人員及時(shí)獲取林區(qū)的病蟲害情況，進(jìn)而及時(shí)采取有效的防治措施，促進(jìn)林業(yè)的健康發(fā)展[4]。例如，發(fā)生病蟲害的樹種樹葉顏色往往會(huì)發(fā)生改變，并且不同的發(fā)病階段葉片顏色也會(huì)不同，利用無人機(jī)技術(shù)可以對(duì)林區(qū)樹葉的顏色進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲害并能在發(fā)病初期及時(shí)采取合理有效的措施對(duì)其進(jìn)行繁殖，有效控制病害的擴(kuò)散與傳播，盡可能減少實(shí)際樹木損失，保護(hù)原有森林資源。另外，在治理結(jié)束后，也可以利用無人機(jī)技術(shù)對(duì)治理效果進(jìn)行監(jiān)測，便于及時(shí)調(diào)整和完善治理辦法的，進(jìn)一步促進(jìn)林業(yè)的健康發(fā)展。

2.3 生物監(jiān)測

在林業(yè)調(diào)查過程中，工作人員可以借助無人機(jī)技術(shù)獲取林區(qū)的相應(yīng)圖像，對(duì)單木生物量進(jìn)行科學(xué)預(yù)估，還可以采取面向?qū)ο蟮确椒▽?duì)單木的樹冠面積進(jìn)行研究分析，進(jìn)而建立對(duì)應(yīng)的胸徑回歸模型，通過樹生物量方程進(jìn)行合理計(jì)算，預(yù)估出樹干中的大概生物量[5]。因?yàn)闃涔诘男貜胶椭睆交ハ嚓P(guān)聯(lián)，用樹冠直徑就可以推算出胸徑的大小，再利用生物量和胸徑之間的相關(guān)計(jì)算方法，就可以預(yù)估出森林的生物量。無人機(jī)技術(shù)還可以通過可見光波段對(duì)林區(qū)的植被指數(shù)進(jìn)行監(jiān)測收集，進(jìn)而估算出森林生物量。現(xiàn)如今，在實(shí)際生物信息監(jiān)測和預(yù)估中就結(jié)合應(yīng)用了衛(wèi)星遙感與無人遙感，以獲取更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過計(jì)算準(zhǔn)確得預(yù)估森林的生物量。

2.4 監(jiān)測濕地

濕地是我國林業(yè)中的重要資源，對(duì)濕地進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)查監(jiān)測才能進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)濕地的保護(hù)，促進(jìn)我國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。在濕地調(diào)查工作中應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)能夠大幅提高濕地的調(diào)查效率。可以根據(jù)無人機(jī)獲取的相關(guān)信息數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)圖形了解濕地的具體情況，進(jìn)而制定合理的治理方案，有效提高我國濕地的規(guī)劃效率和保護(hù)水平。

2.5 調(diào)查規(guī)劃

利用無人機(jī)技術(shù)可以對(duì)森林情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對(duì)森林樹木種類分布、樹木數(shù)量質(zhì)量及生長情況等進(jìn)行有效調(diào)查。利用無人機(jī)監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)可以對(duì)森林生長情況進(jìn)行合理分析，為森林資源管理提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)支持，以促進(jìn)林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升。另外，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行林業(yè)調(diào)查，收集到的數(shù)據(jù)信息比傳統(tǒng)的人工調(diào)查得到的數(shù)據(jù)更具有客觀性和真實(shí)性，可有效提高林業(yè)調(diào)查的準(zhǔn)確性和高效性。

3 結(jié)語

在林業(yè)調(diào)查中，科學(xué)合理地應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)相比傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查更加省時(shí)、省力以及科學(xué)精準(zhǔn)，對(duì)提高林業(yè)調(diào)查效率以及促進(jìn)我國林業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展有著不可代替的作用。目前來看，無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)中主要應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)測、病蟲害監(jiān)測、生物監(jiān)測、濕地監(jiān)測以及調(diào)查規(guī)劃為主。但是，隨著我國無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)未來將會(huì)更廣泛、更深入地應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查中，發(fā)揮其優(yōu)勢，有效提升我國林業(yè)調(diào)查工作的效率和質(zhì)量，更好地促進(jìn)我國林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：趙中正）