试论无人机技术在林业工作中的应用

试论无人机技术在林业工作中的应用

刘艳什 李彩虹 赵斐

陕西省林业科学院 陕西 西安 710082

摘要：近年来，随着时代的发展，由于森林覆盖面积广，相应的森林病虫害种类以及数量就十分庞大，会对森林的结构以及森林资源造成十分严重的破坏。所以，必须高度重视森林病虫害防治工作，做好森林资源的保护，在传统的森林病虫害防治中，主要依靠人工的方式，这种防治方式不仅不能保证覆盖整个森林区域，而且防治效率极低，不具备现实意义。当前，随着科技的发展，无人机技术广泛应用在各领域，在森林病虫害防治中也发挥着重要的作用。

关键词：无人机技术；林业工作；应用

引言

为提高我国森林植被覆盖率，实现推进中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局的生态文明建设，植树造林工程成为各级林业部门重点规划实施的工作任务。近年来，随着小型无人机技术的飞速发展，无人机凭借低成本、高灵活性和实时性等优势在造林工程实施以及林业信息监测领域得到广泛应用。

1无人机技术的优势

当前的林业研究迫切需要更准确的数据来为林业发展提供数据支持，但是常规的林业调查通常既麻烦又困难，常常必须深入研究山脉和林地，并且对短工作周期和数据准确性有很高的要求。无人机技术具有高灵活性、快速响应、高分辨率和宽范围的优点。其可以减少人工审查的时间，减轻劳动强度，满足林业研究的要求，大大提高了林业研究的质量。因此，与传统的研究方法相比，在林业研究中合理使用无人机技术具有许多优势，如可以快速、准确地获取林业信息，从而提高调查质量。与传统的卫星遥感技术相比，无人机技术具有更大的灵活性，特别是在某些紧急情况下，可以保持对地面的远程监视，不仅可以防止人员遇到危险，而且可以实时监测林业面积，有效提高林业调查研究的速度。

2无人机技术在林业工作中的应用

2.1在林业调查中的应用

当前，在林业资源研究中，通常将遥感数据或一些林业文件用作参考源，现有调查结果用于室内研究，现场调查人员根据室内研究结果进行现场调查。尽管此方法完成了林业调查工作，但主要缺点是未使用实时图像。在野外调查期间，对于一些更具挑战性的环境或地区，野外调查人员无法确定指定时间内的林业地区实际情况。无人机的使用可以进行实时记录，在很短的时间内进行全面的林业勘测，获得高分辨率的图像，包括林业的平均高度、胸径和其它信息。并可以帮助野外研究人员及时准确地保护林业。在分类的情况下，还可以获得全息3D个体木材信息。林业调查应结合相关的实践经验，要求野外研究人员对林业进行深入研究，并对各种因素进行系统而全面的研究。林业研究是困难而危险的，特别是在某些地形困难的林业地区。而无人机技术可以适应这种具有挑战性的环境、地形等，并且可以获得准确而完整的林业管理信息，进而确保研究人员的健康和安全。

2.2造林斑块设计

植树造林工程受地质地貌、地层岩性、土壤、降雨量、气候、时限以及人为活动等诸多因素影响，在实施过程中具有一定的不确定性和不可预期性，因此，造林斑块的设计是进行植树造林最基本和最重要的环节之一，其结果直接影响造林工程斑块空间分布和造林工程面积的精准性，并最终影响植树造林工程的可实施性。造林斑块的设计和树种结构配置与原有森林植被的自然分布状态密切相关，在森林植被观测工作中，无人机能够在悬崖、陡峭的荒草坡、湿地低空飞行，通过自带的高清摄影机准确获得高清的正射影像数据，技术人员运用ArcGIS10．2软件，根据标准地形图和标准影像数据对这些数据进行几何校正，进一步利用勾汇的矢量数据计算规划区域的造林面积、自然植被情况、树种结构，为规划设计人员合理设计造林小班、造林树种、造林密度等提供依据，以做到因地制宜、适地适树，确保造林成功率。

2.3在火灾监测中的应用

一旦林业发生火灾那将是一种突发性、高破坏性事件，是对林业资源影响最大的自然灾害。对于林火，不当使用人工火引起的火灾占90%以上。林业火灾监测是林业管理的主要内容之一，救援人员必须按时到达火场，扑灭大火非常重要。传统的火警监视是由专职人员轮流巡逻或使用卫星进行观察的，人工的检查对天气、环境和其它因素极为敏感，并且测试区域小且效率差。卫星监测受到时间和空间分辨率的影响，获取信息的时间非常长，无法及时发现早期火灾。无人机技术可以实时跟踪大面积的林业火灾，及时发送信号并报告火灾情况，从而使消防人员能够及时扑灭大火。如，山东省林业局使用无人飞行器及时收集林业火灾信息，准确分析火灾状况、位置和面积等重要信息，最终很快消灭了火灾。

2.4在森林病虫害勘察中的应用

以往森林病虫害防治工作模式下主要采用人工进行病虫害勘查工作，如果森林资源覆盖面积广，就会加大工作人员的勘查难度以及勘察任务量。而且效率比较低，也不能保证其准确性，无法让工作人员了解整个森林覆盖面的整体生长情况以及病虫害发展现状。所以在森林病虫害勘查工作中可以利用无人机技术来实现高科技的勘察工作，通过远程操控的方式利用无人机的遥感技术对森林造成的破坏程度进行勘察，将数据信息通过网络平台的方式传递给移动终端的相关技术人员，对数据和信息进行分析，能够帮助他们制定有效的病虫害防治方案。此外，无人机运用的是光谱波段的放射率不同的原理来对病虫害的现状进行勘察，由于森林在生长的时候树木会进行光合作用，健康的树木光合作用比较强烈，吸收的红光比较多，反应到光谱波段大部分都呈现为近红外光，而不健康或者已经枯死的树叶光合作用比较弱，吸收的光比较少，所以呈现在光波波段上的就大部分为红色，对于一些没有被植被覆盖的区域所呈现的光谱波段反射的光就是均匀的。工作人员可以利用树木光合作用的这一原理对无人机所传递来的信息进行分析和处理，能够准确有效对森林的覆盖率以及植被种类进行分析和管理，帮助工作人员掌握森林资源的植被信息以及森林健康程度。最后利用无人机的定位功能还能够对面积较大的森林资源进行精准的定位，实现对病虫害防治的精准管理以及分析，极大程度提高森林病虫害防治工作的效率和质量。

2.5加强对无人机技术的深入研究

尽管我国市场上存在各式各样的无人机产品，但是无人机的勘测能力还有待进一步提升。大多数无人机电池只能够支撑30min左右的续航时间，并且无人机材质强度较低，在勘测过程中容易受到环境的影响，难以保证喷洒路线的精准程度。因此，相关技术人员要对无人机进行全方位的创新优化，提高无人机的巡航检测能力。同时，各领域的技术人员要研发更加智能化的移动操作平台。林业保护人员可以通过手机APP等软件灵活控制无人机设备上升悬停、自主飞行、航线规划，借助GPS功能躲避障碍。技术团队要保证操作平台的可靠性和兼容性，适应更加多样的移动操作终端设备。

结语

无人机技术在林业中的应用还处于起步阶段。为了充分利用无人机技术的功能优势，有必要增加技术创新并不断提高无人机的技术水平。无人机特性的另一个更新和改进，同时有必要进一步扩大无人驾驶技术的推广和应用，以更好地为林业事业服务，为林业事业的可持续健康发展作出贡献。

参考文献

［1］覃思泉．无人机技术在林业调查工作中的应用探讨［J］．南方农业，2020，14(29):66－67．

［2］徐兴东，吕永进，王相波，管其义．试论无人机技术在林业工

作中的应用［J］．农业与技术，2020，40(18):83－84．

[3]王晓刚.植保无人机施药对农作物主要病虫害的防治效果[J].林业工程技术，2018，38（32）：50.

[4]马锐.多旋翼无人机在林业生产病虫害防治的作用及趋势[J].农机使用与维修，2019（10）：98.

［5］张军国，闫浩，胡春鹤，等．无人机在林业中的应用及前景展望［Ｊ］．林业工程学报，2019，4（1）：8-16．