无人机技术在林业工作的应用

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摘要:本文综述了无人机及有关技术，重点对目前无人机在林业中的具体应用，包含林业有害生物监测、森林资源调查、森林防火、绿化等进行了探讨。

关键词:无人机技术;林业工作;应用

随着现代科技的快速发展，无人机技术也随之发展起来，广泛应用于地质勘测、气象监测、安防等各个领域，能够进行高分辨图像的搜集，有效弥补了传统卫星遥感信息获取存在的不足。在林业工作中，应用无人机技术，节省了大量的人力、物力等资源，减轻了工作人员的工作负担，提高了林业工作监控和管理质量和水平。

1无人机概念及其技术

1.1无人机概念。无人机是一种远程遥控飞行器，不需要人为进行操作，可通过预先设置好的飞行路线，在自动化设备的作用下自动航行。无人机上安装了自动驾驶设备、遥控监测系统等，可以自动进行导航、着陆等操作［1］。1.2无人机技术。1.2.1无人机航拍摄影。无人机航拍摄影的主要空中平台是无人驾驶飞机，通过记载遥感设备，如红外扫描仪等来搜集信息，借助计算机对图像信息进行处理，并依据相关的精度要求完成图像的制作。全系统融合了高空拍摄、遥控等多项技术［2］。1.2.2无人机遥感。无人机遥感技术是无人机航拍摄影技术的一种，是指无人机与遥感技术结合，综合利用先进的无人驾驶飞行技术、遥感应用和遥感遥控技术，快速获取空间遥感。这里所说的遥感技术指的是低空遥感技术，其在获得影像信息时不受大气环境因素所影响，操作起来非常方便，成本低、分辨率高，这是传统遥感技术不能实现的。

2无人机在林业工作中的应用

日常的林业工作主要包括林业有害生物监测、森林资源调查、野生动物保护管理、森林防火和造林绿化等，外业工作环境艰苦、工作量大。目前，随着我国3S技术和图像视频实时传输等技术的发展，无人机和无人机技术逐渐被应用于日常林业工作中，大大提高了工作效率和精度，节省了人力物力，具有明显的优势和广阔应用前景。无人机应用到林业工作中，有较强的优越性，随着我国科技的快速发展，3S技术等一些先进技术的出现，无人机技术也随之发展起来，其中的无人机配置摄影机、数字影像传输系统等，在林业工作中得到广泛应用，全面提升了林业工作中的质量和效率，具有非常广阔的发展前景。2.1在林业有害生物监测防治中的应用。目前在我国林业工作中，病虫害的监测、防治主要是利用黑光灯进行诱杀或喷施农药等手段。但随着我国林业种植面积的逐渐扩大，在气候、环境等各种自然因素的影响下，森林病虫害也呈逐渐上涨的趋势，传统有害生物监测、防治方法已经无法发挥作用。而无人机技术的应用可以全面提高生物监测、防治的质量和效率，减少病虫害对林业造成的损害。如今，我国部分地区已经开始利用无人机来防治病虫害。如，山东省某县使用无人机来监测、防治区域内橡胶树的病虫害，通过实践应用显示，使用无人机喷施农药的工作效率大大提升，用无人机喷施1h，相当于人工操作2h，能够实时监测病虫害，采取有效措施防治病虫害;另外，山东省某县还使用无人机驾驶植保机对受到病虫害侵蚀的红枣树喷施农药，取得理想效果［3］。2.2在森林调查中的应用。目前，对森林资源的调查一般都是以遥感数据或者是一些林地档案为参考信息源，使用已有的调查结果先在室内进行判读，再由有关外业调查者根据室内判读情况开展实地调查。虽然这种手段可以完成森林调查工作，但是最大的不足就是所使用的并非实时影像，外业调查者在实地调查时，对一些比较复杂的环境或者地形无法在规定的时间内获取林地的实际情况。而利用无人机可以实时进行拍摄，能够在极短时间内全面对森林进行勘察，获取高清影像，包括林分的均高、胸径等信息，且能够辅助外业调查者及时准确地获取林地林分等情况，也可以获取到单木全息三维信息。结合有关实践经验，森林调查必须要外业调查者深入到森林，对各项因子做出系统全面地调查，尤其是一些复杂地形的林区，进行林业调查难度大，具有很大危险。而无人机技术可以适应这种复杂的环境、地形等，不会被地形地貌所影响，并能获取准确、完整的林业信息，还保证了调查者的健康安全［4］。2.3在火灾监测中的应用。森林火灾是一种突发性事件，破坏性大，是对森林资源影响最大的一种自然灾害。在林业出现的火灾中，因人为用火不当导致的火灾占到90%以上。林业火灾监测是林业管理工作中非常核心的内容，救援者要及时到达火灾现场，扑灭火情十分重要。传统的火情监测是由专人轮流巡视或者使用卫星进行监测。人工巡视极易受天气、环境等因素的影响，且巡视面积小，效率不高。卫星监测会受时间、空间分辨率的影响，获取信息的周期很长，无法及时识别早期出现的火情。而无人机技术可以实时、大面积监控森林火灾情况，及时发出信号，上报火情，便于消防人员及时扑灭火情。如，山东省林业管理部门利用无人机技术及时搜集森林火灾信息，准确分析火情、位置、面积等核心信息，有效解决了森林火灾。2.4在林业管理中的应用。在林业工作中，林业管理是非常重要的内容，其面临最大的问题就是森林破坏。其产生的原因包括自然灾害，具体体现在火灾、暴雨、台风及病虫害等;人为破坏，具体体现在人为的大面积开垦、砍伐等。若是不采取有效措施保护林业资源，会破坏环境，带来无法挽回的后果，因此加强林业管理十分重要。在林业管理工作中使用无人机技术可以对森林被破坏前后的情况进行了解，便于林业资源管理部门科学地对本区域林业资源情况加以监测、巡视，及时发现林业存在的问题，向有关部门反馈问题，解决问题，从而更好地保护林业资源。对于林业资源遭受破坏或被非法占用等方面的问题，有关林业管理部门需要引起足够重视，对破坏的森林面积、非法占用林地面积加以科学预测和计算。经实践研究表明，目前对于林地面积测算方式有:目视勾绘测算，主要是由工作者来观测，在地形图上勾绘出林地地形位置，再借助求积仪等工具将面积计算出来，但该种方式实际应用时比较复杂，会受到人为因素的影响，出现一定误差，勾绘质量得不到有效保障;GPS测量，主要是借助GPS定位技术，在实际测量时，工作者要佩戴GPS定位系统徒步测量，构建闭合圆形，以此对面积加以计算，GPS定位设备轻便、先进，可以提高计算结构的准确性和效率，但在具体应用时也存在一些不足，需要由专业人员亲自环绕待测区进行实地勘测，而待测区域地形、环境都是不能保证的，不可避免会存在一些安全问题，若是不提前采取预防措施，会出现勘测风险，同时勘测的精度也会受到影响;罗盘仪测量，较为传统，通常在没有地形图或者定位系统时才运用，虽然这种方式也可以将待测区域的面积测量出来，但是从客观的角度看，其所获取到的信息很少，无法结合林地数据将区域被破坏面积测量出来，并且工作量很大。上述几种方式在进行测算时都会受到主客观因素的影响，且不能保证测量结果的准确性。但无人机技术的应用可以快速、准确地得到森林资源各方面信息。同时，还可以借助自身的超高清摄像头从多个角度去监测、拍摄林区区域，并结合有关的定位团建、计算工具测算出所拍摄影像的数据信息。最关键的是，无人机技术适应性很强，不会受天气、地形等因素的影响，不管是测量的精度还是时效性等方面，无人机技术都是最好的选择。

3结语

目前，无人机有关技术在林业工作中的运用尚处在初期阶段，为使无人机技术的功能优势全面发挥出来，还需要加大对技术的革新，不断提升无人机的科技水平，进一步升级和改善无人机的使用性能。同时，还要进一步加大对无人机技术的推广和应用，使其更好地服务于林业工作，推动林业工作的持续健康发展。

参考文献

［1］黄明兴，张力小．基于无人机遥感技术的环境监测研究进展［J］．中南林业科技大学学报，2017，10(12):220－259．

［2］张丽萍，郭明．无人机航拍摄影技术在大比例尺测图中的应用研究［J］．测绘与空间地理信息，2018，12(09):540－617．

［3］李明，李德仁．无人机遥感系统的研究进展与应用前景［J］．武汉大学学报(信息科学版)，2014，39(05):505－513，540．

［4］孙志超，杨雪晴，李超．小型无人机非测量相机在林业调查中的应用研究［J］．林业资源管理，2017(02):103－109．

作者:徐兴东 吕永进 王相波 管其义 单位:1.山东省临沂农业科技职业学院 2.山东省临沂市森林湿地保护中心 3.山东省河东区汤河镇林业站 4.山东省河东区汤头街道林业站