無人機在森林督查中的應用

王永智

無人機在森林督查中的應用

王永智

（慶陽市蔡頭灣木材檢查站甘肅慶陽745000）

近年來，林地毀壞和非法侵占現象逐漸增多，需要相關部門加大對上述行為的查處力度。傳統的調查方法不僅會消耗大量的人力物力，且效率較低，同時也無法保障工作人員的人身安全。隨著科學技術的發展，無人機成了森林督查工作中的重要設備，不但能夠降低森林督查的工作量和成本，同時也提高了工作效率。

無人機；森林督查；應用策略

森林督查工作有利于保護和高效利用森林資源，對我國林業可持續性發展具有重要作用，但當前的森林督查工作仍然存在一些問題有待解決。我國的全國森林督查于2018年開始進行，由區域檢測部門、監督專員辦公室、各地林業部門共同參與。通過森林督查工作發現，其中存在大量應用違規林地和無證林地采伐案件，但因為調查效率低且數據錯誤較多，導致執法工作無法順利開展。為了能夠切實提升森林監督工作效率，需要重視對無人機的應用。因此文章對無人機在森林督查中的應用進行研究非常有意義。

1 森林督查的目的

森林督查是對各個地區的森林資源進行管理，落實資源監管責任，同時也包括發現和解決違法森林相關法律法規的行為，并且監督各個區域在森林保護的過程中及時建立相關制度、落實制度，確保執法機制能夠獲得常態化發展。除此之外，也要推動各個區域執法單位積極建立監管全覆蓋體系，推動各地森林資源管理持續健康發展。

2 無人機的工作原理

無人機在森林督查中的應用主要是將無人機作為空中平臺實現攝像頭的搭載，通過遠程控制系統實現森林在相應范圍內合理規劃無人機飛行路線，通過該飛行路線計算航拍數據，然后利用坐標導入迅速糾正影響坐標[2]。在森林督查工作中應用無人機有著低成本、高出勤率和容易攜帶的優勢，彌補了航空航天遙感的不足，非常適合應用到森林管理和監督工作當中，是未來我國森林資源管理主要應用的檢查設備。

3 無人機在森林督查中的優勢和不足

在以往森林督查工作中，因為森林地形較為復雜，所以督查工作比較耗時，并且檢查的精確度較低，通過無人機進行監察不僅能夠滿足森林督查工作的需要，也能夠全面反映森林中的非法行為。因為無人機的優勢在于輕量易操作，所以這種先進技術要比人工更加高效，同時也減少了人工調查所面臨的風險[1]。

由于無人機重量輕和體系小，所以抗風險能力較低，在調查過程中非常容易因為飛行不穩而導致影像模糊。同時，無人機雖然已經得到了廣泛的應用，但其中仍然有一些問題有待解決。例如操作無人機的人員有很多并未接受過培訓，同時無人機的相關法律沒有得到完善，另外一些小型的無人機續航能力有限，無法實現大面積的森林覆蓋。從目前的情況來看，對無人機的應用仍然停留在調查作業中，無法實現有效的樹種和地物識別，在這方面存在較大的限制。所以對這些要求還需要進一步的技術研發，將合成孔徑雷達以及紅外光學技術應用到無人機當中。

4 無人機在森林督查中的應用

4.1 技術步驟

利用無人機進行森林督查工作，主要分為以下幾個步驟，分別為前期準備、測繪調查、數據處理和報告編制。下面將對這幾個步驟分別進行闡述。

（1）前期準備工作。了解調查區域中的樹種和面積，并且要對當地的天氣情況進行調查，避免在雨霧天氣中使用無人機，且盡可能選擇無風的天氣開展這項工作。根據森林范圍界限的實際情況選擇適合的無人機類型，然后規劃調查航線，合理設置分辨率，以及布置地面像控點。

（2）測繪調查工作。按照測繪的具體區域以及實際情況優化航線，并合理布置地面像控點，對于調查的林地范圍采取飛行作業從而獲得影響數據，看其是否符合相關需求。

（3）數據處理工作。采集好影響資料后，可使用相關軟件對其進行處理，這里主要應用PhotoScan圖像處理軟件，包含了影響預處理和空中三角測量，從而生成調查林地范圍影像圖。

（4）報告編制工作。按照已經得出的影像資料，結合像控點坐標調整影響坐標。根據最新的林地數據資料來對調查的林地區域進行現狀區劃，結合相關數據資料編制報告，為相關部門的行政執法工作提供數據支持[3]。

4.2 攝影測量

首先是采集地面像控點坐標，主要通過全球定位系統采集地面像控點坐標。利用無人機對調查森林區域進行攝影和測量工作時，需要根據調查林地范圍精確設計布置地面像控點，通過全球定位實時動態系統測量像控點坐標，從而獲取精確度更高的坐標。其次是所采用的攝影測量技術，無人機對調查林地進行攝影和測量工作時，所采用的技術為正射影像測量技術，即利用垂直角度采集影像。在圖像采集過程中，需要獲取坐標、無人機的高度以及其他相關數據，從而有效分析影像，通過分析后所獲得的結果來設置飛行高度，確保影像分辨率能夠達到相關標準[4]。

4.3 應用實例

某地根據監督工作人員開展的森林督查結果，發現該森林地區內部出現了多個林地非法侵占問題。文章主要對其中一個個案進行分析，為了明確該林地面積，需要通過無人機進行調查，同時也要測量侵占林地的范圍，從而獲得被侵占林地的現狀。這時無人機所選用的航拍影像分辨率為0.05 m，坐標系為1980西安坐標系，無人機型號為精靈系列，這種型號的無人機有著操作簡單、攜帶方便和續航能力強的優勢，飛行高度設定為270 m，由于該林地侵占面積小，因此在實際調查中需設置4個像控點位，通過全球定位實時動態系統來對這4個像控點進行測量，從而得出像控點的坐標。在應用對無人機過程中，利用正射拍攝的方法來獲取影像，導出影像圖，通過正射拍攝來測量區域面積，從而得出區域數據。這個過程也可以采用大數據測量的方式，通過采集后實現多個方面和層次的應用，同時要對其進行必要的修正處理。通過相應的軟件繪制林地侵占的實際范圍，然后通過面積計算來測量和明確林地損毀程度[5]。由于以往所采用的林地督查方式受到樹林的影響，使定位系統精度也受到影響，所以需要操作者沿著邊界開展測量工作，但可能會在這個過程中因為地形而無法準確地完成測量工作，從而對數據的完整性和客觀性造成誤差，同時也會對測量工作人員產生一定的風險，并降低其工作效率。無人機進行森林督查和測量被侵占林地所需的時間很短，并且避免了人為調查過程中可能受到的危害，從而獲得更加全面的調查信息，不僅降低了工作量，并且能夠獲得更加精確的數據，同時也避免安全事故發生。在以往的人工測量過程中，坡度越大測量的精確度就越低，而采用無人機則不會受到坡度的影響，能夠保證測量的精確程度[6]。

5 小結

由于無人機在森林督查工作中的應用時間較短，所以在實際應用過程中可能會出現多種問題。因此相關的管理人員應結合實際情況進一步完善和優化無人機技術。林業部門應積極解決無人機在森林督查工作中遇到的問題，從而提升森林督查工作中無人機的應用效率，為林業部門的森林督查和保護工作提供更多的幫助，同時也為我國的生態系統穩定發展帶來重要的保障。我國森林督查管理工作當中已經應用了多年無人機，與此同時，無人機在其他行業的應用也逐漸變得更加成熟，尤其是在實時監測這項工作中，無人機的調查方式相比于其他調查方式具有更強的優勢。但在無人機的應用和發展進程中，也存在各種有待解決的問題，例如續航時間有限、搭載能力不足、整體穩定性不夠強等。相信隨著我國科學技術的不斷發展和相關領域人員的不斷努力，這些問題最終都會得到解決。

[1]黃文杰.輕小型無人機在森林督查中的應用[J].林業科技情報,2019,51(3):7-9.

[2]黃貝.無人機在天空地一體化森林資源調查監測中的應用——以森林督查為例[J].林業建設,2019(5):13-17.

[3]蔡仲杰,張巖,莊嚴.無人機在森林防火中的應用[J].農業開發與裝備,2020(7):120.

[4]李祥,吳金卓,林文樹.基于無人機影像的森林生物量估測與制圖[J].中南林業科技大學學報,2020,40(4):50-56.

[5]何誠,董志海,王越,等.利用無人機立體攝影技術獲取森林資源信息[J].測繪通報,2020(6):28-31.

[6]山嵐,馬銘,李亞亞.無人機直播在森林防火巡檢中的應用分析[J].中國建材科技,2020,29(3):154-155;138.

王永智（1984- ），男，漢族，甘肅西峰人，本科，工程師，研究方向：森林資源管理。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.08.38

S771.5

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2095-1205(2020)08-79-02