無人機技術在松材線蟲病普查工作的應用

1 無人機技術

在森林病蟲害普查工作中應用的主要是無人機技術中的遙感技術，即通過無人機的飛行技術、攝影技術及GPS定位技術，與內業軟件結合，合成遙感影像圖，可以輕松快捷地獲取國土資源、自然環境等空間遙感信息。隨著無人機技術的日漸成熟，開始逐漸地被應用在林業工作中，取得的成果也普遍得到了認可，節省了大部分的人力物力成本，尤其是在病蟲害普查工作中，發揮著不可比擬的作用。

2 松材線蟲病

在我國森林資源中，松樹有著代表意義，是主要的造林樹種。而被稱為松樹“癌癥”的松材線蟲病正在威脅著我國的松樹資源。松材線蟲病，是一種當松樹被松材線蟲入侵，并在適當的條件下快速發育和繁殖，導致松樹機能下降，進而萎蔫死亡的具有毀滅性的森林病害。松材線蟲病是一種致命的病害，它的致病力極強，而且傳播速度快，一般情況下，松樹從感染到死亡僅需要一個多月的時間。

3 傳統的病蟲害調查方式的局限性

3.1 傳統地面方式

現階段，我國林業中的病蟲害數據基本是依靠人工巡邏檢測獲得的。但在林區面積大、地形復雜的情況下，依靠前往實地調查進行取樣，這種方法不光嚴重耗費人力，而且用時過長、效率低下、具有時間滯后性，在地理環境條件不好的區域，調查難度直線上升，此外，此方法主觀性較強，判斷結果存在異議，數據的準確性很難得到保證，進而影響整個林業病蟲害調查結果的客觀性。而且現階段我國林業基層職工年齡普遍偏大，外業工作日漸成為負擔。以遼寧地區為例，全省范圍內林業基層職工中45歲以上職工占84.5%，職工老齡化問題日益嚴峻。與此同時林業缺少新鮮血液，專業技能人才短缺，大多數年輕人認為林業工作辛苦、收入低、生活條件差，就業意愿較低。為了林業的可持續發展，必須要改善工作環境來吸引年輕人積極加入。

3.2 實驗檢測方式

傳統的實驗檢測方式也是在人工采集的基礎上進行的，在采集過程中對疑似病樹進行取樣，觀察樹木的生長狀態，這樣的實驗數據雖然準確，但應用于實際工作中未免太過麻煩，而且需要專業的技術人員配合，最終工作難以開展，并且可能會本末倒置，因為采集樣本的動作本身就對樹體造成了傷害，如果大量采集定然會造成不可逆的后果。

3.3 星載、機載平臺調查監測方式

機載和星載平臺雖然不需要人力方面的大量參與，但是目前還不完全具備全天候作業能力，動態數據采集結果的準確性一般，很容易受到氣候等因素的影響，獲取數據過程繁瑣復雜，成本和收獲不成正比，不適合應用在森林病蟲害詳細調查檢測上。

4 無人機遙感技術在病蟲害普查方面的優勢

4.1 高效性

傳統調查方法費時費力，與之相比，無人機遙感技術具有極高的工作效率。在病蟲害普查工作中，調查區域往往是極為廣闊的，這就導致了工作量大、時間長，效率低下，采用傳統方法的調查周期以月為單位是常態。而無人機可以在極短的時間內完成起降、拍攝任務，獲得數據信息，期間不需要過多的人力物力參與，省時省力，成本低，工作人員可以短時間內獲得成果數據，為調查工作節省了寶貴的時間。

4.2 準確性

傳統調查方法因人力有限難以精確到每棵樹的感染情況，再者有人為的主觀因素在內，調查成果不盡如人意。而無人機遙感技術監測面積廣，工作人員可以全面掌握區域內松林資源的實際情況，能夠覆蓋到林區的每一個角落，避免了人為疏漏導致的干擾，使得結果更加準確可靠，為后期的決策和工作提供有力的支持。

4.3 及時性

在病蟲害普查工作中，時間極為重要，松材線蟲病有著極高的傳染性，每時每刻都在威脅著我國的松林資源。無人機可以通過遙感技術，對森林病蟲害實現全方位高效監測，能夠幫助工作人員在病蟲害發生初期及時發現，通過松樹在感染松材線蟲后針葉顏色變淺變黃、樹冠稀疏的特點，快速定位成果圖像中病死木的位置，迅速展開治療工作，最大程度減少病蟲害對森林資源的破壞。此外，無人機遙感技術成本低、速度快，具備定時監測的條件，可以定期檢查，反饋病蟲害養護效果，判斷林木生長狀態。

4.4 靈活性

無人機體積小巧、操控靈活，可以適應各種復雜的地形和氣候條件，同時借助高清的可見光廣角相機與長焦相機，使無人機無需靠近目標即可清晰觀察主要細節，這正是病蟲害普查工作所需要的，非常適合應用在山區、林區甚至是人力難以到達的區域，保證工作人員的安全，減輕工作量，間接地改善工作條件，吸引年輕人加入，解決老齡化問題。

5 實踐

2018年9月，朝陽市林業局為保護森林資源和生態安全，摸清枯死松樹情況，掌握死亡范圍和株數，采用無人機遙感技術調查區域內的松材線蟲病害。本次核查對象為2區2市3縣當中的10萬多畝松林，核查范圍包含轄區內的所有可能存在的發病區域，依據實際條件選擇航測無人機類型，載荷正射鏡頭，經過優化調整，適應測區曝光度、快門光圈等，獲得成果數據。將成果數據通過成圖軟件進行合成遙感影像圖縮放至柵格分辨率，顯示實際像素代表松科植物真實狀態，再根據圖像中像素點特征——松樹受害后樹冠顏色改變，精確劃分出松科植物影像疑似病例部分及坐標，直接定位病死樹木的位置，并統計數量。無人機遙感技術可以深入到內部監測，掌握森林內部的情況，為普查工作提供可靠數據。無人機工作范圍廣，此次選用的無人機日調查范圍在5～6平方公里，多臺無人機相互配合，僅用了一周時間就完成了拍攝任務，并且經過內業處理后獲得了真實可靠的遙感數據影像，普查率達到了100%，工作人員可以直觀地看到調查區域內松樹的生長情況和狀態，判斷松材線蟲病的疫情，快捷精確地完成調查工作，總結成果。并且，可以為下一階段的管理人員提供技術支持，為進行針對松材線蟲病的防控、治療工作決策提供幫助。

6 結語

綜上所述，無人機遙感技術在松材線蟲病普查工作中的應用價值是巨大的，無論從成本、效率、準確性方面，還是解決業內職工老齡化問題方面，都具有明顯作用。林業工作人員一定要認識到無人機遙感技術的價值，積極學習使用無人機技術，使之服務于病蟲害普查工作，完善工作成果。

作者單位：凌源市林業和草原事務服務中心