無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

通訊作者：王永麗，1989年7月，男，漢族，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，就職于北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院，中級(jí)工程師，學(xué)士。研究方向：無人系統(tǒng)、武器系統(tǒng)總體技術(shù)。

摘 要：利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、空中救援指揮、環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)和森林資源進(jìn)行調(diào)查。森林資源不僅是我國的一種重要的社會(huì)資源，更是地面生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于森林資源的管理與人類活動(dòng)是息息相關(guān)的，會(huì)在人類活動(dòng)的影響下產(chǎn)生資源儲(chǔ)量、資源利用方式等的不同。同時(shí)，森林資源的質(zhì)量與水平等也會(huì)對(duì)人類生活造成重大的影響。因此，需要森林管理人員加強(qiáng)對(duì)于森林資源的調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果合理管理森林資源，由于無人機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低，利用無人機(jī)遙感技術(shù)不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);遙感技術(shù);森林資源;調(diào)查;監(jiān)測(cè)

一、無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，并且具有多種優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，不僅具有一定程度的安全性、可靠性以及機(jī)動(dòng)性，還具有一定程度的靈活性、直觀性和全面性。同時(shí)，無人機(jī)遙感技術(shù)還具有大尺度、宏觀性、高分辨率、系統(tǒng)集成性強(qiáng)、視點(diǎn)高、視域范圍廣、數(shù)據(jù)接收迅速等一系列的優(yōu)良特點(diǎn)。和一般的技術(shù)相比，其應(yīng)用成本是比較低的。除此之外，無人機(jī)遙感技術(shù)可以在一些重要的領(lǐng)域發(fā)揮出不小的作用。

二、無人機(jī)分類

（一）根據(jù)重量方面進(jìn)行劃分

有超重型、重型、中型、微型和輕小型幾種類型。超重型達(dá)到2000 kg左右;重型為200～2000 kg;中型則在20～200 kg之間;輕小型為5～50 kg。現(xiàn)在很多無人機(jī)愛好者主要應(yīng)用的是微型無人機(jī)，重量在5 kg。

（二）根據(jù)無人機(jī)具有的續(xù)航能力劃分

有近程、中程以及遠(yuǎn)程之分。近程無人機(jī)的飛行距離一般在50 km，續(xù)航時(shí)間約為5 h;中程無人機(jī)飛行距離一般為50～1500 km，續(xù)航時(shí)間為5～24 h;而遠(yuǎn)程無人機(jī)，一般飛行距離在1500 km以上，續(xù)航時(shí)間達(dá)到24 h。現(xiàn)在民用無人機(jī)的主要類型是近程無人機(jī)[1]。

（三）由于無人機(jī)存在不同的動(dòng)力劃分

有燃油和電池不同動(dòng)力類型。燃油動(dòng)力無人機(jī)的動(dòng)力主要以流量為主，具有很強(qiáng)的帶動(dòng)力，可以達(dá)到持久續(xù)航的效果，然而機(jī)動(dòng)性方面相對(duì)不佳;電池動(dòng)力無人機(jī)不僅機(jī)動(dòng)靈巧，而且非常快速，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

（四）由于飛行方式不同劃分

無人機(jī)又有固定翼和旋翼之分。固定翼通過人工方式進(jìn)行啟動(dòng)，借助固定彈色或者跑道滑行來實(shí)現(xiàn)起飛，固定翼無人機(jī)對(duì)飛行場(chǎng)合有著相應(yīng)的要求;旋翼無人機(jī)在啟動(dòng)過程中通過直升起降的形式來完成起飛，非常靈活方便。

三、林業(yè)資源調(diào)查工作中遇到的困難

（一）數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性還亟待提升

現(xiàn)如今，林業(yè)資源調(diào)查工作主要是為了有效掌握林業(yè)資源的生長情況、數(shù)量和質(zhì)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)，有效監(jiān)測(cè)林區(qū)當(dāng)中的動(dòng)植物與環(huán)境條件等，進(jìn)而對(duì)林區(qū)范圍以及林地資源制定出更加科學(xué)的經(jīng)營計(jì)劃。由于林業(yè)單位調(diào)查力度不大，專業(yè)人才缺乏，同時(shí)森林資源非常廣泛，多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶，導(dǎo)致林業(yè)工作人員在深度調(diào)查方面存在很大不足，影響數(shù)據(jù)調(diào)查精準(zhǔn)性，難以為森林資源的規(guī)劃與管理提供有效參考。

（二）缺乏針對(duì)林業(yè)專業(yè)設(shè)備及軟硬件方面的開發(fā)

目前使用的無人機(jī)設(shè)備并非針對(duì)林業(yè)工作開發(fā)的專業(yè)設(shè)備，在軟件及硬件的使用上存在一些問題，導(dǎo)致無法更高效率地完成任務(wù)。現(xiàn)在市面上大多無人機(jī)設(shè)定航線后，只能在一個(gè)高度飛行，而外業(yè)調(diào)查實(shí)際工作中，海拔落差較大，無人機(jī)的飛行高度無法隨著地形改變。

（三）專業(yè)的技術(shù)人員較少

林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)管工作的工作量是巨大的，僅憑人工手段很難高效完成，所以，在林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分重視現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用。然而，有的林業(yè)工作人員專業(yè)技能素質(zhì)不高，沒能充分認(rèn)識(shí)到林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作的重要性，對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用還不熟練，影響工作效率。

四、森林資源的管理

（一）提高森林資源管理意識(shí)

上層建筑反作用于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，人民群眾對(duì)于森林資源的保護(hù)意識(shí)以及管理人員對(duì)森林管理的重視程度影響了森林管理的力度與質(zhì)量。可見，要想加強(qiáng)對(duì)于森林資源的管理，就需要培養(yǎng)森林管理部門相關(guān)工作人員、管理人員的森林資源保護(hù)意識(shí)，利用各地的政府在人民群眾中培養(yǎng)“靠山育林”的新觀念。要加強(qiáng)森林資源保護(hù)意識(shí)的宣傳工作，拓寬宣傳渠道，利用豐富的宣傳手段提高宣傳效果，達(dá)到提高森林管理水平、促使森林資源的可持續(xù)發(fā)展的目的，使得保護(hù)森林資源的觀念深入到人民群眾的思想觀念中，并且體現(xiàn)在森林資源管理的工作之中[2]。

（二）嚴(yán)格保護(hù)森林

相關(guān)政府部門應(yīng)履行自身職責(zé)，發(fā)揮監(jiān)督管理職能，在簽署森林資源職責(zé)說明書時(shí)，應(yīng)由上至下進(jìn)行，層層推進(jìn)，保證森林規(guī)劃合理性與有效性。領(lǐng)導(dǎo)層人員在開展森林資源保護(hù)工作時(shí)，應(yīng)站在全局考慮，重視治理與管理效果。同時(shí)，一線林業(yè)部門也應(yīng)參與治理工作，清楚詳細(xì)了解林區(qū)實(shí)際情況，申請(qǐng)森林資源建設(shè)管理項(xiàng)目，增強(qiáng)林業(yè)改造種植能力，擴(kuò)大人工造林面積，保證森林資源的實(shí)際使用效率，通過森林資源打造生態(tài)環(huán)境保護(hù)氛圍。特殊樹種管理應(yīng)遵循既定模式，擴(kuò)大森林種植面積的基礎(chǔ)上，保證農(nóng)業(yè)與生態(tài)效益，重點(diǎn)在于改善林農(nóng)的生活環(huán)境。除此之外，砍伐工作應(yīng)適度適量，設(shè)定砍伐數(shù)量，并嚴(yán)格實(shí)施，劃定明確的規(guī)章保護(hù)制度，確定森林林木砍伐要求，落實(shí)林區(qū)內(nèi)樹木培育計(jì)劃，保證森林資源自然生態(tài)功能的發(fā)揮。

（三）對(duì)森林資源保護(hù)區(qū)的調(diào)查

在進(jìn)行林業(yè)管理的過程中，需要特別重視的一個(gè)項(xiàng)目，就是在自然中形成的森林區(qū)域。這種資源與人工形成的森林資源在進(jìn)行規(guī)劃與管理的過程中存在不同，是我國重點(diǎn)森林資源保護(hù)的地區(qū)，對(duì)這一區(qū)域的合理調(diào)查以及科學(xué)管理能有效提高我國生物的多樣性，能提高我國環(huán)境的水平，為城市發(fā)展過程中對(duì)環(huán)境的需求提供保障，能達(dá)到促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的作用。

五、林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)工作中無人機(jī)遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)與病蟲害

森林火災(zāi)有著極強(qiáng)的破壞性，對(duì)森林資源會(huì)造成滅頂之災(zāi)。傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)主要是通過人工巡回防護(hù)來進(jìn)行，受地域影響，工作效率非常低，很難及時(shí)監(jiān)測(cè)到早期小面積的火情，從而延誤火災(zāi)撲救。而通過無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)ι仲Y源大范圍地開展檢測(cè)，而且高清相機(jī)和紅外成像儀可以對(duì)火區(qū)位置精準(zhǔn)定位，及時(shí)上報(bào)。現(xiàn)如今，無人機(jī)遙感技術(shù)在傳感器類型方面有了很大突破，如激光雷達(dá)和立體航攝儀，能夠針對(duì)林區(qū)病蟲害問題，實(shí)施多波段成像技術(shù)處理，對(duì)林木病蟲害準(zhǔn)確識(shí)別，并搭載農(nóng)藥噴霧器來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)防治。

（二）用于監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)

針對(duì)廣東省而言，森林火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間段一般在冬春季節(jié)，主要是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候?qū)儆诟杉荆邓勘容^少，植物體內(nèi)的含水量也比較少。因此，需要在這個(gè)火災(zāi)高發(fā)時(shí)段，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面地監(jiān)測(cè)，以求避免和減少火災(zāi)情況的發(fā)生。而通過無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用飛行器、紅外成像儀等設(shè)備，對(duì)森林的具體情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且充分地體現(xiàn)出監(jiān)測(cè)的良好動(dòng)態(tài)性和機(jī)動(dòng)靈活性。得到相應(yīng)的熱圖像信息以后，相關(guān)人員需要進(jìn)行詳細(xì)地分析和正確地判斷。通過無人機(jī)遙感技術(shù)的良好使用，能夠最大限度地減少森林火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠?yàn)榫葹?zāi)爭(zhēng)取更多的時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)森林資源的目的。

（三）提取林地生物信息

通過無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)涔谶M(jìn)行拍攝，生成遙感影像，工作人員通過這些影像數(shù)據(jù)便可以對(duì)林區(qū)生物量做出準(zhǔn)確的測(cè)量和估算，特別是清晰度更高的影像設(shè)備搭載在無人機(jī)上，可以使單目生物量分辨率大幅提高。現(xiàn)如今，森林商業(yè)價(jià)值不斷提高，很多林區(qū)被開發(fā)成旅游區(qū)，觀光人員的大量增加有可能對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大破壞，借助無人機(jī)遙感技術(shù)，還能夠達(dá)到智能化巡防的效果，更好地保護(hù)森林資源[3]。

六、結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，并且具有安全性、可靠性以及機(jī)動(dòng)性等多種優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。將其應(yīng)用于森林資源的調(diào)查之中，具體可以進(jìn)行森林病蟲害的監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)、森林水文狀況的監(jiān)測(cè)以及規(guī)劃和管理森林資源，進(jìn)而有效地推動(dòng)森林資源的良好保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉媛媛.無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2020（17）：147-148.

[2]朱曉敏.淺談無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)， 2020，14（20）：76-77.

[3]張曉晨.林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)， 2020（18）：31.