關于無人機在林業有害生物防治中的應用探討

陶 芬

（甘肅省迭部生態建設管護中心，甘肅 迭部 747401）

1 前言

現代科技持續進步的今天，大眾的日常生活當中不斷有科技新產品出現，憑借其快速及平穩的信息傳播突進，可以借助各類機器設備來取代人工手動操作。該方式既可以提升工作效率，并且還可以減少操作人員發生安全事故的風險。而無人機就是現代科技的典型代表。在電網線路檢查、農業農藥噴灑時可以看見無人機的出沒，操作者借助無人機對地形崎嶇的地區道路展開核查，該操作快捷、方便，并且還提升了工作效率。并且農業種植過程中，若是可以借助無人機對林業有害生物展開預防及監測，則可以一定程度上提升工作的效率。部分林地植被覆蓋面積較大，分散的林業種植面積也多，一旦樹木產生有害生物則必須盡快噴灑相關驅蟲藥物，若是僅依靠人工，則工作效率是無法保證，然而若是可以借助無人機施行藥物噴灑，那么工作效率會有大幅度的提升。此外還能借助無人機來開展日常巡邏工作，實時找出農地正在出現的有害生物隱患，盡可能地對該類隱患進行把控。

2 無人機應用于林業有害生物防治的優勢

林業有害生物災害也被稱為“無煙森林火災”，其對林業的可持續發展、生態環境的綠色創建都可以說是較大的隱患。林業有幾大災難：水災、火災以及有害生物。最特殊便是有害生物了，其不單單有著水災、火災性質的毀壞程度，同時還有著生物災害的特殊性以及根治上的長期性、艱巨性。無人機在農業方面已有一段時間的實踐，利用提升無人機的承運水平，當噴灑農藥時能夠做到更加便捷，在一定程度上減少了人力成本。同時在林業有害生物防治方面其也有著無法忽視的特點。

2.1 無人機操作靈活

操作靈活是無人機日常開展任務中的最大優勢，目前實踐中的無人機大部分是四旋翼無人機，該類無人機能夠在普通地面進行起降，不要求特定的起飛實施抑或特定跑道。此外，無人機可以進行快速地飛行，不僅可以在相對較短時間內完成對相關區域的巡邏任務，此外還可以在高空中對某些地區林木大體情況展開靜態觀察。現階段利用在無人機上安裝高清攝像頭，能夠把機器航拍的相關影像回傳，相關技術人員通過傳回的影片能夠精準地研究出林木中病蟲害情況，同時了解受波及面積，盡快采取措施，確保地區樹木的健康生長。

2.2 較大程度減少林業有害生物防治成本

以往的林業防護任務大多數情況是借助人工開展，然而在植被覆蓋率高、林木種植區域多的地方，若是只借助人工對相關地區展開日常任務，便需要付出一定的時間、人力成本。此外，人工監測通常僅能觀察樹木下部枝干的相關情況，不能對樹葉等上部位進行監測，會有部分盲區。如此管理既會有一定的成本支出，此外其監測效果不佳，如果出現林業有害生物一般是沒辦法盡早確定其發病面積的，因而對樹木有害生物的防治便也貽誤最佳時機。但是無人機便可以在相應方面做到人工所不能企及的任務范圍，同時利用增加無人機的承運，可以實現藥物噴灑等任務，預防效果更佳。

3 無人機在林業有害生物防治中的應用優勢

噴藥形式大致有：（1）相關林業有害生物防治專業工作者對每一座山頭、地塊、林區開展防治任務；（2）地 勢平坦區域借助有害生物防治車來開展藥物噴灑任務； （3）通過有人機、無人機噴灑等形式來開展任務。

最近一段時間來，林業有害生物防治領域持續出現高新技術手段，這在一定程度上推動了林業有害生物防治能力的進步。而無人機作為新興的藥物噴灑手段，有著強大的技術優勢。人力開展防治任務不但效率不高、增加成本，同時手動噴灑還存在農藥殘留的隱患，對技術工作者的身心健康有一定危害。盡管有害生物防治車的噴灑效率會比人工噴灑稍微高一些，然而鑒于森林里道路平坦程度的不同，有時不能較為深入地對森林開展噴灑任務，無法做到受有害生物波及林木的藥物全覆蓋。任務通常會耗費近一天的時間，而任務覆蓋面積僅有三百到四百畝，所需技術人員數量為五到八人。因而，人工噴灑無法實現有效、全面的目的。有人機飛防覆蓋率高，一次飛行僅需十五分鐘噴灑任務面積便可以達到六百至一千畝。然而，鑒于有時沒有下壓風場，便會導致藥物噴灑均勻度不高。除去支出高、維修難度系數高外，有人機最核心的隱患是一旦發生故障便會對駕駛員的安全造成危害。

無人機作業覆蓋率高、安全性佳，可以完成復雜條件下的任務同時噴灑效率較高。除農藥噴灑外，還能開展疫情和日常環境監測任務。把無人機時間在林業行業，既可以減少人工任務量，同時實現了對林業種植相關環節的實時把控，合理預防林業火災、自然災害等現象的出現，進而提升林業生產的經濟利潤。

3.1 經濟效益高

無人機通過高壓噴發的形式開展噴灑任務，完成了藥物形態從水流向霧狀的轉化，降低了藥物液體的流失速度，提升了藥物的覆蓋率，強化了藥物的附著性、實效性，進而提升了殺蟲率，減少了藥物液體整體用量，助力藥物均勻覆蓋程度，減少了有害生物治理成本，進而減少了林業生產時的藥物采購支出。與此同時，還能借助無人機來監察林區生態環境，實時發現病蟲害同時進行局部施藥，一定程度上減少了藥物用量對環境的污染，加快推動林業病蟲害綠色防控技術示范，統防統治社會化服務的有效結合，推進了林業供給側結構性改革進度。

3.2 查施一體化

無人機的裝置結構較全，大部分均包含圖像記錄設備、數據資料傳導系統、滅火設備等，功能較多，操作簡便，可以在一定程度上減少惡劣天氣等外界條件對設備效果的所造成的阻礙，提升了其傳輸數據資料的完整性和影響的清晰度。同時，無人機還配有滅火設備，在發現同時確認是火災后便能夠及時實施滅火措施。

3.3 適用范圍較廣

無人機不受空間對林業有害生物防治的約束，能夠橫穿于大山、盆地等各種復雜地形，一定程度上解決了林業有害生物監測盲區的問題，減少了林業有害生物防治工作的復雜程度。

噴灑效果佳：單詞作業的殺蟲率能夠達到80%以上。

減少成本：借助高壓的爆發力由機體以霧狀形態瞬間噴發，不存在藥液流失情況。藥液用量極低，減少了施藥成本。

查施一體：設置了圖像采集和傳輸系統、高效滅火彈等裝置，有查施一體功能。有一定的抗干擾、大面積覆蓋功能，能夠保證清晰回傳影像，實時監測疫情、隱患同時開展補救。

霧化效果佳：霧滴直徑小，節水、藥，藥物附著性強。

承運重航行久：能夠承運一定量的藥物前往指定噴灑區域，節省各項成本效率極高。性能佳：對松樹、樺樹、毛竹等高植株、密葉片樹木均具備一定作業經驗；對丘陵、山地等各類作業環境適應力較強。

強大的下壓風場：能夠翻動葉片，把藥物高效地噴灑在樹葉正反面等部位。

仿地飛行：地形適應功能，能進行仿地形飛行，可以完成不同作物及山地、山谷等地形飛行任務。

4 無人機在林業有害生物防治中的應用

2021年8月，甘肅隴南市武都區為合理把控林區華山松大小蠹、中華松針蚧等林業有害生物在武都區的出現、發展，保護林區生態穩定，依據武都區林草局的安排，森林病蟲害防治檢疫站同甘肅省某農林有限公司，在武都區相關林區開展了無人機飛播防治任務，為甘肅南部林區進行無人機防治林業有害生物樹立模范作用。

4.1 在監測環節中的應用

監測是林業有害生物防治任務的重中之重，是能夠影響甚至決定防治形式與防治規劃的核心因素。通常來說，監測結果影響著防治預案的有效性以及防治效率。此外，工作人員依據監測情況來確立防治途徑和所需藥物等，提升了防治預案的精準性和靈活性。借助無人機技術進而對林業有害生物展開系統的實時監測，不僅拓寬了監測范圍，也完成了高空遙感監測到低空遙感監測的轉變，完成了森林區域遙感監測的大面積覆蓋，特別是地勢崎嶇、人工監測的盲區。

無人機技術在確定林業有害生物種類的基礎上，還可以分析其變化趨勢，對枯死木、變色樹等展開精準定位，全面研究引發森林病蟲害的因素，歸納出病蟲害的相關特征和發展規律，預判其接下來的時間內有可能出現的發展及造成損失情況，同時制定不同的處理方案，甚至能夠分析各個處理預案的優勢和不足，進而助力技術人員結合本地氣候情況等相關信息來挑選最合適的處理方案。同時，技術人員還能夠借助微信公眾號等新媒體手段來宣傳無人機技術與林業有害生物防治工作，發布無人機傳輸的有關森林病蟲害的相關信息，引導有關人員對災害樹立相關認知，提高其對森林病蟲害監測任務的關注度，盡可能地加大巡查力度，全面觀察森林中不同植物的生長狀況，實時找出問題同時盡快采取補救措施，在病蟲害擴大范圍前處理好相關隱患，繼而減少森林病蟲害對生態環境甚至是本地經濟造成的損失。

4.2 在防治環節中的應用

無人機防治能夠結合監測結果展開實地勘察，取得較為直觀具體的病蟲害數據，達成無人機宏觀監測結果同人工微觀監測結果的高效結合，為技術人員確立防治途徑以及防治計劃給出了有一定參考價值的數據信息，提升了防治方案的準確性及高效性。某些區域的森林面積廣、地勢崎嶇、交通阻塞，技術人員深入該區域監測病蟲害的頻次不高，進而影響了對該地區植物生長情況的把控。部分森林地區病蟲害十分嚴峻，以往的防治模式既浪費了一定量的人力財力，其防治效果還不佳，甚至會給相關技術的人員的身心健康產生一定的威脅。而借助無人機便能夠完全處理好相關問題，通過遠程遙感操作能夠控制無人機飛行高度、方向和藥物液體噴灑速度等，對特定區域開展全面的藥物噴灑；借助無人機機翼高速旋轉能夠提升藥物液體薄霧的穿透力度，提升對藥物使用量的把控，規避重噴、少噴等現象的出現，完成了防治任務的系統化及機械化。此外，無人機在林業有害生物防治過程中的實踐也推動了“四查”（疫情區域普查、外業核查、防治復查、總體督查）地理國情監測技術體系的創建速度，不僅可以使技術人員遠離藥物噴灑區域，提升其工作條件的安全性與穩定性，也提升了藥物液體覆蓋地區的層次化，減少了因藥物液體未能附著到樹干等部位而導致治理效果不佳的情況出現。

5 無人機應用時注意事項

無人機開展林業有害生物防治雖然比人力有著監測精度高、范圍廣等優勢，但是日常常見的旋翼無人機在無負載情況下最大飛行時間不長，一般為10到30分鐘，續航時長明顯是無人機在航行過程中最大的缺點。同時，由于無人機載重能力較低，限制了航行效率的提高，而要增加航行次數就增加了無人機使用費用。其次旋翼無人機相比固定翼無人機運行的費用較低，但依照國家規定，需要培養專業操控人員并考取無人機駕駛執照，在一定程度上也增加了監測費用。在林區對目標區域進行防治監測的過程中，無人機會受到許多客觀因素的影響，對監測數據準確性和防治效果有著較大影響。在大風、大霧、雨天等天氣，山區氣流變化多端，考慮安全因素，無人機也不宜飛行。操作人員在操作飛機前必須對飛機和遙控器的電池開展檢查，這樣既可以保證電量，同時還可以及時發現電池被腐蝕或磨損情況并進行替換。

技術人員在開展任務時必須保證遙控遠離人群。田間有人的情況下是不可以開展飛行任務的。在垂直飛行過程中，必須保證離障礙物有近10m的舉例，平行飛行就要求與障礙物有近5m的距離。飛行前對遙控器、對講機、飛機的性能等方面展開安全及功能的檢測。檢測流程包含確認語音清晰程度，信號強弱程度。在開展飛行任務時必須同操作人員有10m以上的距離，同時保證飛機機頭不會正對附近人員。禁止在天氣情況不佳的情況下開展任務，含雨天、雪天、雷電等天氣。技術人員一定要保證飛機一直在可見的視線范圍內，如果有在大風天氣飛行的要求，就必須更加認真地開展遙控和操作任務。

技術人員必須實時查看同時關注飛機噴頭噴霧的運作網課，如果發現出現阻塞的現象，必須即刻去除雜物同時實時替換。替換的噴頭一定要靜置在清水中進行清潔，預防凝結現象的出現。

出于保障操作人員自身安全的目的，必須出具明令禁止的操作要求，比如禁止在酒后或疲勞時開展無人機飛行任務；禁止飛機在人頭上亂飛；此外飛機在開展任務時必須遠離高壓線以及其他相關設備，進而確保飛行效率以及噴灑效果。部分田地可能存在面積大以及噴灑需求量多的情況，因此植保無人機的數量要求也相對較多，需要多個操作人員進行同時操作。例如主副操作人員在進行交換操作和同時操作的過程當中，需要嚴格控制遙控器的模式，使由個人的狀態逐漸恢復到原始狀態，并將飛機當下的飛行狀態交代明確，以保障出現任何問題可以追責責任主體。

6 結語

綜上所述，以往的林業防護效率不高，僅僅依賴人力開展林地監測任務既有一定的風險，同時鑒于面積較大需要一定量的人力、物力。而借助無人機開展行林地的巡查以及病蟲害的防治工作可以較大程度地節約工作時間，此外無人機靈活和機動性強的特征還可以幫助技術人員盡快掌握林地的情況，盡早找出存在的隱患，確保林區的安全。下一步，我局將安排森林病蟲害防治檢疫站專業技術人員對防治效果進行嚴密監測，對飛防死角進行人工防治，確保全區森林資源安全。