無人機技術在林業上應用的現狀和前景展望

王 涵 姚麗霞

(廣西金欽州豐產林有限公司，廣西 欽州 535000)

1 無人機技術

無人機技術是無人駕駛飛行器技術的簡稱，其特點是機組內不需要飛行員進行駕駛操作，使用者只需要遠程通過使用遙感設備或是設定自主運行程序就可以對無人機進行操作。現階段我國的民用無人機小巧靈敏、攜帶便捷、操作簡單、制造成本也相對低下，已經能夠廣泛應用影視拍攝、電力檢修﹑高速公路監測和遙感監測等領域。隨著無人機的不斷使用，現在已經出現專門用于農業生產的無人機，不僅可以自動調整高度和航行速度，還能夠自主進行藥物噴施和林業監控，極大地節約了人力資源成本的投資。傳統的林區巡視工作只能依賴林業保護人員完成，由于林區復雜的環境可能對林保人員的人身安全造成一定的威脅，而現在可以使用無人機，通過衛星定位系統，可以讓林業管理人員足不出戶就可以了解到林區的動態特征，讓林保人員可以更為迅速地應對林區出現的火情及其它緊急情況，有效降低野外作業風險[1]。

2 無人機在林業上的應用

2.1 林業執法

近年來，雖然國家加強了對于林業生態環境的保護力度，但依然有部分危害森林資源的事件發生。傳統的林業執法工作由于人員和環境限制，工作開展難度較大，現如今利用無人機技術可以在各種復雜條件下完成執法工作。對于野外林場、公園和濕地等違法犯罪的重災區，無人機對于襲擊、放火等損害林業生態環境的行為可以及時進行定位，并通過機組所攜帶的攝像頭記錄犯罪嫌疑人的特征，便于相關部門的追責[2]。

通過加裝廣播聲控系統，無人機在進行犯罪預防和保障人員安全上也能夠起到非常理想的作用。在檢測到人員進入林區時，可以通過廣播給予一定的提醒，發現人員向較為危險的地方移動時也可以對其進行阻止，防止發生安全問題。在林業執法工作中引入無人機技術，不僅有效地提高了執法人員的工作效率，提高了執法的精度和準確度，還有效規避了傳統執法工作中林區復雜惡劣環境對執法人員人身安全造成的威脅。無人機技術已經成為現階段林業執法工作的重要手段之一，有效地打擊了犯罪違法行為，為林區生態健康的保護提供了重要保障[3]。

2.2 林業病蟲害遙感監測

除了人為因素對林業生態環境的危害，病蟲害的爆發也會對植株的生長發育產生一定的威脅。基層林區的植被種類比較繁雜，不同植株的生態特征也大不相同。傳統的病蟲害檢測手段不僅需要大量的人力資源投入，還需要專業技術的支持，一般等到病蟲害大范圍爆發時才能夠被發現，而利用無人機拍攝技術可以對于林區植被的生長狀態進行實時監控，可以及時通過攝像頭拍攝記錄下植株的株型特征和生理指標，交由專業的技術人員進行分析。在借助人工智能的幫助下，現在部分無人機可以自主分析一些常見的林業病蟲害，例如當攝像頭捕捉到林區部分植株出現葉片大范圍脫落，導致樹冠反射特征發生改變，經過數據庫的對比分析就可以確定植株正在遭受橡木彩甲蟲侵害。利用無人機技術進行林業病蟲害遙感監測不僅極大地提高了病蟲害數據檢測的精細度和準確度，提高了相關數據的收集效率，還能夠在短時間內對多地區多物種的生長發育狀況進行連續監測，極大地縮短了病蟲害發生到被檢測發現的時間，為病蟲害的有效防治提供了極為重要的保障。

2.3 森林防火

火災是威脅林業生態健康最為嚴重的災害之一，我國的大部分林區居住人口相對較少，火災一旦爆發不僅缺乏足夠的人力進行施救，再加上林區環境相對復雜，在救火過程中可能對消防人員的生命安全產生威脅。我國森林火災爆發頻繁，隨機性和突發性都比較嚴重，每年由于火災導致上百萬畝森林受到影響。如何有效地檢測森林火情，在第一時間確定火災爆發位置，確定火勢狀態對于森林火災的防控有著重要意義，而無人機由于其靈巧、便捷和能夠靈活應對復雜環境的特點在近些年的火災防控中發揮了不可或缺的作用。森林火災一旦發生，通過衛星監控技術可以迅速確定發生的大致位置，并向相關部門發出緊急預警，消防人員通過無人機可以對火情爆發的具體地點和狀態進行了解后快速出動，及時控制火情。在相對復雜的地區，無人機還可以通過自身的噴灑系統自主滅火，有效地減輕了森林火災的危害。

2.4 森林資源調查、營造林成效檢查與動態監測

森林管理工作者需要定期對林區內植被的種類、植株分布情況及其它生態學指標進行調查分析。傳統的數據收集方法有人工采集和衛星遙感檢測兩種手段，人工采集對于人力資源的需求和相關人員的專業素養要求較高，且耗時較長，一些發展相對落后的地區難以采用這種方法，而后者的花費較大，缺乏足夠的精確度，一些關鍵數據還需要后續進行補充。使用無人機技術就可以有效解決2種檢測方法的不足，通過安裝特定的數據分析程序，無人機通過攝像頭收集數據，再通過人工智能程序對數據進行分析，可以快速精確地得到林區內的植被分布情況和森林覆蓋率，既節約了成本，又降低了人員投入過程中可能產生的安全事故風險。

3 無人機技術在林業應用中的優缺點

3.1 無人機技術的優點

無人機技術的廣泛應用可以有效解決林業調查過程中人力缺乏的問題，在進行林場生態環境調查工作中不僅可以有效提高工作效率，降低成本投入，還可以有效提高數據采集的準確性和精確性，有助于在復雜環境條件下進行數據采集，保障調查人員的人身安全。由于無人機是從空中進行數據采集，數據采集的時效性要遠高于人工采集，在進行病蟲害防治和火災檢測時可以極大縮短預警時間。無人機的工作不容易受到外界環境、天氣和地形的影響，具有較高的抗風險能力，可以在全地形情況下進行工作，通過人工智能分析系統，無人機還可以快速形成自我檢測能力，和人工檢測相比，無人機是通過攝像頭拍攝進行數據收集，所有的數據都可以進行回溯，更加方便進行科學研究和故障排查。

3.2 無人機技術的缺點

民用無人機的購買成本相對較高，實際操作過程需要進行專業的培訓。由于無人機自身動力存在一定的限制，在暴雨、狂風等惡劣條件下無法進行工作。一些特殊的數據指標，比如地下微生物數目、土壤根系微生物富集情況無法進行測量，還需要人工取樣調查。無人機在復雜的森林環境中一旦損壞，回收難度和維修難度都相對較大。由于無人機的承載能力相對較小，在森林火災的防護工作中只能撲滅較小的火勢，更多的是提供預警工作。

4 展望

無論是從無人機的動力續航能力出發，還是從無人機的操作性和功能多樣性來看，無人機的發展空間都很廣闊。在現代化的生產工作中，無人機作為一種便捷式的信息檢測手段，正在眾多行業中發揮著不可或缺的作用。在未來的發展過程中，農用無人機還需要進一步改善動力系統，提高續航能力和抗風險能力，進一步提高無人機數據處理的精細度和智能化處理能力，幫助林業檢測工作者取得更多多尺度、多時相、高分辨率的信息。盡管現階段國家對農用無人機的購買進行了一部分補貼，但是大型無人機的購買成本還是相對較高，相關部門應盡可能地加大補貼力度，讓無人機能夠被越來越多的人使用。無人機技術的不斷發展必然為林業生態的維護和發展提供前進的動力。

5 結語

我國是林業大國，森林覆蓋面積居于世界前列，廣闊的林業面積需要更為精確的林業信息檢測手段，靈活運用無人機等先進的科技手段對傳統的林業檢測進行改革是大勢所趨。通過使用無人機設備可以在林業防護工作中提高林業執法能力，加強林業病蟲害監測準確度，完善森林防火和預警工作，實現對于森林生態信息和野生動植物的保護，不僅能夠有效地節約成本投入，減少對于人力資源的需求，還可以有效提高數據采集的精密度，保障林保人員的生命安全。但無人機也不是萬能的，林業管理人員不能過分依賴無人機技術，對于特定數據的采集還是要保持足夠的耐心和細心。無人機的操作者在實踐過程中也要不斷地學習操作知識和操作技巧，掌握搖桿操控技術和自動化技術，只有這樣才能夠推動現代化智慧林業的發展，為林業生態系統保護提供有力支持。