無人機在林業測繪中的應用探析

中圖分類號：S779 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.08.081

隨著科技的飛速發展，無人機逐漸成為現代林業測繪的重要工具。傳統的林業測繪方法往往耗時耗力，且在某些復雜地形中難以實施。無人機憑借其靈活、高效、精準的特點，為林業測繪帶來了革命性的變化。筆者旨在探討無人機的發展及其在林業測繪中的應用，為林業測繪工作提供參考。

1無人機的發展

自20世紀初問世以來，無人機經歷了多次技術革新和應用拓展。最初，無人機主要用于軍事領域，執行偵察、監視等任務。隨著技術的進步，無人機逐漸進入民用領域，廣泛應用于農業、物流、攝影等行業[。近年來，無人機在林業測繪中的應用也日益廣泛，成為林業資源調查、監測及管理的重要工具。無人機的發展主要體現在以下2個方面。1）硬件的進步。無人機機身材料實現了輕量化革命，采用高強度、低密度的復合材料，如碳纖維等，不僅減輕了機體質量，還顯著增強了飛行穩定性和載荷能力。同時，電池技術的突破延長了無人機的續航時間，使得長距離、長時間的飛行任務成為可能[2]。2）軟件的進步。飛行控制系統的智能化升級，使無人機能夠自主執行復雜任務，如避障飛行、自動返航等，大大降低了人為操作難度和風險。數據處理算法的優化，讓無人機能夠實時處理大量收集到的信息，無論是圖像識別、自標跟蹤還是環境監測，都能迅速準確地給出反饋[3]。自動化飛行路徑規劃技術的成熟，更是讓無人機在復雜環境中也能自如穿梭，執行高效、精確的飛行任務。

2 無人機在林業測繪中的重要性

無人機作為現代科技發展的杰出代表，其在林業測繪領域的應用日益廣泛，其重要性更是不言而喻。

2.1提高測繪效率

無人機以其快速、高效的飛行能力，能在短時間內對大片林區進行航拍，快速獲取大范圍的地理信息數據。相較于傳統的人工測繪方法，應用無人機可極大地提高測繪效率，縮短測繪周期[4]。這對于需要及時掌握林區動態、制訂科學管理方案的林業部門來說，無疑是一大福音。無人機能迅速提供最新的林區地圖和影像資料，為林業規劃、資源評估、災害監測等工作提供有力支持。

2.2 適應復雜地形

傳統測繪方法難以適應復雜地形，而林業地形復雜多變，許多區域山勢陡峭、植被茂密。無人機則能在復雜地形中靈活飛行，穿越樹林、翻越山嶺，獲取傳統測繪方法難以觸及的區域數據[5]。這使得林業測繪的覆蓋面更加全面，數據更加準確可靠。無人機適應復雜地形，對于林區邊界劃定、森林資源調查、生態監測等方面具有重要意義。

2.3 提高測繪精度

無人機搭載的高精度傳感器是其另一大亮點。這些傳感器能夠捕捉到林區地形的細微變化，提供詳細的地形、植被、土壤等信息。這些信息對于林業資源管理和保護來說至關重要。林業部門可以通過無人機獲取的高精度數據，了解林區狀況，確保制定的林業發展政策有據可依。這些數據還可以用于林業科研、教學等方面，推動林業科學的進步和發展。

3 無人機在林業測繪中的應用

3.1森林資源調查

無人機在森林資源調查中的應用，正逐漸成為現代林業管理中不可或缺的一部分。無人機高效、精準、全面的特點，為森林資源的科學管理與保護提供了強有力的支持。以下將詳細闡述無人機在森林資源調查中的具體應用，并通過具體案例加以說明。

3.1.1 森林面積測量

傳統的森林面積測量往往需要大量的人力物力，其主要通過人工實地勘查，利用測量工具進行邊界劃定和面積計算。這種方法不僅耗時耗力，而且容易受到地形、植被等因素的影響，導致測量精度有限。而無人機的引人，則徹底改變了這一局面。

無人機通過搭載高分辨率相機，可以在高空對林區進行航拍，獲取清晰的航拍圖像。這些圖像經過專業軟件的處理，可以生成高精度的數字正射影像（DigitalOrthophotoMap，DOM）和數字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）。利用這些影像數據，結合地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）技術，可以快速準確地測量森林面積，并繪制森林分布圖。

伊春森工帶嶺林業局有限責任公司轄有明月林場、永翠林場、大青川林場等9個分公司，總面積9.67萬 hm² ，森林覆蓋率高達 96% 。為精準掌握各林場的森林面積和分布情況，伊春森工帶嶺林業局有限責任公司引入了無人機航拍技術。通過無人機對林區進行全面航拍，獲取了大量高質量的航拍圖像。這些圖像經過專業軟件的處理，生成了高精度的DOM和DEM?；谶@些數據，快速準確地測量各林場的森林面積，并繪制詳細的森林分布圖，為森林資源的科學管理與保護提供了重要依據。

3.1.2 樹種識別

樹種識別是森林資源調查中的重要內容之一。不同樹種具有不同的生長特性和經濟價值，準確識別樹種對于制定合理的林業發展政策具有重要意義。然而，傳統樹種識別方法往往依賴于人工實地勘查和專家經驗判斷，這種方法不僅耗時耗力，而且容易受到主觀因素的影響，導致識別結果不準確。

無人機的多光譜成像技術則為樹種識別提供了全新的解決方案。多光譜成像技術可以捕捉到不同樹種在特定波長下的反射特性差異。分析處理這些差異，可以準確識別出不同樹種。無人機還可以搭載激光雷達系統，通過激光掃描獲取林區地形的三維信息，進一步提高樹種識別的準確性。

3.1.3森林健康狀況監測

森林健康狀況監測是森林資源調查中的重要環節之一。傳統森林健康狀況監測方法往往依賴于人工實地勘查和專家經驗判斷，這種方法不僅耗時耗力，而且容易受到地形、氣候等因素的影響，導致監測效果有限。無人機的熱成像相機和可見光相機則為森林健康狀況監測提供了全新的解決方案。熱成像相機可以捕捉到森林地表和植被的溫度差異。分析處理這些差異，可以及時發現森林病蟲害?？梢姽庀鄼C則可以捕捉到森林地表和植被的顏色、紋理等特征信息，進一步提高森林健康狀況監測的準確性。

云南西雙版納國家級自然保護區是我國熱帶雨林生態系統的重要組成部分，生物多樣性豐富。然而，由于氣候濕熱、地形復雜等因素，該保護區的森林病蟲害發生風險較高。為及時發現并處理森林病蟲害害，該保護區管理局引人了無人機熱成像相機和可見光相機技術。通過無人機對林區進行全面航拍，獲取了大量的熱成像數據。經過專業軟件處理這些數據，成功識別森林病蟲害隱患區域。

3.2林業工程規劃與設計

無人機在林業工程規劃與設計中的應用前景廣闊。無人機具有實時監測能力，可獲取高分辨率影像數據，能為林區道路等基礎設施的規劃，以及造林工程、采伐作業的設計與優化提供科學依據和技術支持。

3.2.1林區道路的規劃

在林業工程中，林區道路等基礎設施的規劃是確保林業資源可持續利用和有效管理的重要環節。無人機以其獨特的優勢，在這一領域發揮著不可替代的作用。

無人機通過高分辨率航拍，獲取林區詳盡的地形地貌信息。這些數據不僅精度高，而且覆蓋范圍廣，為林區道路和防火帶的規劃提供了準確可靠的基礎資料。傳統的人工測量和地面勘查方式，不僅耗時費力，而且難以覆蓋所有復雜地形，特別是在山高林密、地形險峻的區域，人工勘查的難度和風險都極大。而無人機則能夠輕松穿越這些區域，獲取全面的地形信息，包括坡度、海拔、植被覆蓋情況等，為基礎設施的規劃提供科學依據。

在林區道路規劃方面，無人機可以幫助規劃者更準確地識別出最佳路線。無人機航拍獲取的三維地形模型，結合GIS技術，可以對不同路線進行模擬分析，評估其建設成本、對生態環境的影響及未來的維護難度等因素。這有助于選擇出既經濟又環保的道路建設方案，提高道路的使用效率和安全性。

3.2.2造林工程、采伐作業的設計與優化

在造林工程方面，無人機可以通過航拍獲取造林區域的詳盡地形和植被信息，為造林工程的設計提供科學依據。例如，通過無人機航拍獲取的影像數據，識別出造林區域的土壤類型、水分條件、植被覆蓋情況等關鍵因素，從而制訂更合理的樹種選擇和種植密度方案。無人機還可以對造林區域的生態環境進行監測和評估，確保造林工程不會對當地生態環境造成負面影響。

在造林工程實施過程中，無人機還可以提供精準的種植指導。無人機搭載的全球定位系統（GlobalPositioningSystem，GPS）導航系統和種植設備，可以實現精準定位和自動化種植，提高種植效率和準確性。無人機還可以對造林區域的植被生長情況進行實時監測和評估，及時發現并處理生長異常的植被，確保造林工程的質量和效果。

在采伐作業方面，無人機同樣具有顯著優勢。通過無人機航拍獲取的影像數據，識別出采伐區域的樹種、樹齡、生長狀況等關鍵信息，為采伐作業的設計提供科學依據。例如，通過無人機航拍獲取的影像數據，制訂更合理的采伐計劃和采伐強度方案，避免過度采伐和生態環境破壞。

3.3森林火災監測

傳統的森林火災監測手段往往依賴地面巡查和瞭望塔觀測，但這些方法受限于地形、氣候和人力因素，難以實現全面、及時的監測。隨著無人機技術的快速發展，其在森林火災監測中的應用日益廣泛，為森林火災的預防、應對和災后評估提供了全新的解決方案。

3.3.1 火災預警

火災預警是森林火災監測的首要環節，對于及早發現火源、防止火勢蔓延至關重要。無人機搭載的熱成像技術，在這一環節中發揮了關鍵作用。熱成像相機能捕捉到地表和植被的溫度差異，即使在白天光照強烈或夜晚視線不佳的情況下，也能準確識別出異常熱源。

在森林火災高發季節，無人機可以按照預設的航線進行定期巡查，對林區進行全面掃描。當熱成像相機檢測到異常熱源時，無人機會立即將信息傳回地面控制中心，同時記錄下熱源的位置、溫度及圖像等信息。地面控制人員可以根據這些信息，迅速判斷是否為火源，并及時采取措施進行核查和處理。

3.3.2火災蔓延監測

一旦森林火災發生，火勢的蔓延速度和方向就成為滅火決策的關鍵因素。無人機憑借其高空視角和機動性強的特點，能實時監測火災蔓延情況，為滅火決策提供重要數據支持。無人機可以搭載高清相機和紅外相機，對火場進行全方位、多角度的拍攝。高清相機可以捕捉火場的實時畫面，幫助指揮人員了解火勢的蔓延情況和火場的整體態勢。紅外相機則可以確定火場的溫度分布，識別火勢最猛烈的區域和潛在的蔓延方向。在滅火過程中，無人機可以實時將火場畫面和溫度數據傳回地面控制中心，為指揮人員提供準確的火情信息。指揮人員可以根據這些信息，制訂合理的滅火策略和部署方案，確保滅火行動的高效和有序。

3.3.3 災后評估

火災結束后，對災區的準確評估是災后重建工作的基礎。無人機憑借其高效、全面的監測能力，在這一環節中同樣發揮了重要作用。無人機可以對災區進行全方位、高精度的航拍，獲取災區的實時畫面和三維地形數據。這些數據可以幫助評估人員準確了解災區的受損情況、植被破壞程度及土壤侵蝕情況等。同時，無人機可以搭載多光譜相機，監測災區的植被恢復情況，為災后植被恢復和生態重建提供科學依據。在災后評估過程中，無人機可以快速、準確地獲取大量數據，提高評估的效率和準確性。評估人員可以根據這些數據，制訂合理的災后重建方案，確保災區的快速恢復和生態平衡的重建。

4結語

無人機以其靈活、高效、精準的特點，在林業測繪領域展現出了巨大的應用潛力。通過搭載各種先進設備，無人機不僅實現了全面、準確、快速的森林資源調查，還為林業工程規劃與設計和森林火災監測提供了全新的解決方案。

參考文獻：

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[3] 陳仲明，蔣成文，周忠瑞，等.淺析無人機遙感技術的發展現狀[J].科學技術創新，2018（4）：15-16.

[4] 馮顏博，趙扣，淺析無人機遙感技術在土地工程中的應用[J].西部大開發（土地開發工程研究），2017，2（12）：6-9.

[5] 路寬，佘振維，王圣先.無人機遙感在森林資源監測中的應用[J].低碳世界，2017（34）：355-356.

（責任編輯：劉寧寧）