發(fā)布時間： 2020-03-01 04:29
1 簡介
森林是人類社會極其重要的自然資源，是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。保護好森林資源是人類自身發(fā)展的需要。森林是陸地上最為重要的生態(tài)系統(tǒng)，能夠防止風沙、凈化空氣、氣候條件、涵養(yǎng)水源、保持水土、維持大氣平衡，保護著地球的生態(tài)平衡，是國家及其重要的資源。保護森林資源，改善生態(tài)環(huán)境，是生態(tài)建設(shè)的主要目標，也是林業(yè)建設(shè)的一項重要內(nèi)容。
森林示意
在林業(yè)的生產(chǎn)中，森林火災(zāi)是嚴重威脅林業(yè)生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，火災(zāi)會對森林造成嚴重的破壞，不但破壞森林資源，而且制約著林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。如何解決森林防火的問題，成為林業(yè)工作的重中之重。
在林業(yè)的執(zhí)法管理中，毀林開墾、亂占林地，亂砍濫伐，破壞森林資源等違法行為時有發(fā)生，如何有效的監(jiān)測森林資源，并對破壞森林資源的違法行為及時發(fā)現(xiàn)并有效取證，也給森林資源的科學(xué)化管理提出了挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)人工巡檢方式，勞動強度大，效率低，且信息獲取不準確，而衛(wèi)星對森林資源的信息獲取，由于獲取周期長，時效性差，無法滿足實時監(jiān)控的需求。傳統(tǒng)載人飛機改善了時效性差、人工巡檢的問題，基本滿足實時監(jiān)測的需求，但在森林火災(zāi)等環(huán)境惡劣的環(huán)境下，飛行安全將會受到嚴重威脅，且其受環(huán)境、空域等影響較大，維護成本較高，不能滿足林業(yè)的日?；芾?。尋求一門新的高科技手段應(yīng)用到森林資源監(jiān)測、森林防火及林業(yè)執(zhí)法中，已成為林業(yè)管理的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。
無人機技術(shù)，指飛機不需要駕駛員，人在陸地上即可通過程序?qū)崿F(xiàn)對飛機的遠程遙控。且可通過飛機上帶的任務(wù)載荷，如可見光相機、多光譜相機及視頻等傳感器，完成對目標地區(qū)的監(jiān)控。無人機技術(shù)具備的成本低、操作簡單、便捷運輸且風險性低等特點，使得其已在國土資源調(diào)查、應(yīng)急救災(zāi)、城市規(guī)劃等諸多領(lǐng)域中得到了突破性的運行與發(fā)展。而將無人機技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)，不僅可有效減低人工作業(yè)量，還可實現(xiàn)對林業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，從而有效預(yù)防林業(yè)火災(zāi)及意外自然災(zāi)害等現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而提高林業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。且可提高執(zhí)法管理人員的技術(shù)水平，有效保護森林資源。
2 無人機在林業(yè)中的應(yīng)用需求
無人機在林業(yè)資源調(diào)查，森林病蟲害防護、森林防火，、林業(yè)執(zhí)法管理等方面有獨特的優(yōu)勢，可對山林快速實施巡查監(jiān)測能力，獲取森林資源準確信息，及時發(fā)現(xiàn)偷盜砍伐森林等違法行為，是林業(yè)管理的“空中保護傘”。其具體應(yīng)用如下
1）森林資源調(diào)查
森林調(diào)查是為及時掌握森林資源的數(shù)量、質(zhì)量和生產(chǎn)、消亡的動態(tài)規(guī)律及其與自然環(huán)境和經(jīng)濟、經(jīng)營等條件之間的關(guān)系，便于國家制定和調(diào)整林業(yè)政策，編制林業(yè)計劃，以保證森林資源在國民經(jīng)濟建設(shè)中的得到充分利用。
林業(yè)調(diào)查工作量大，爬山涉水困難大，強度高，且一般林業(yè)調(diào)查周期要求更短，數(shù)據(jù)要求更精細，無人機遙感系統(tǒng)具備機動、靈活，可快速到達作業(yè)區(qū)域，受地形、天氣環(huán)境影響較小，可實時獲取森林資源的高清航拍數(shù)據(jù)，基本承擔樣地調(diào)查任務(wù)的能力。無人機可獲取高分辨率的正射影像，調(diào)查人員無需戶外，即可獲取林木類別、分布范圍、面積等準確數(shù)據(jù)，有效減少外業(yè)工作時間，降低勞動強度，提高工作效率。
森林面積計算
2）專項調(diào)查
（1）森林病蟲害監(jiān)
利用無人機航拍技術(shù)，可從獲取的高分辨率影像中，精確定位枯死木，變色樹，異常林分布，輔助判斷森林健康、受損程度等級，確定林業(yè)受病蟲害的影響范圍，面積等情況，具有高效快速，檢測范圍大，識別方位準確，組織實施靈活等優(yōu)點，尤其對于山高路險等人員難以到達的復(fù)雜低于的檢測具有不可替代的優(yōu)勢。
病蟲害監(jiān)測影像圖
（2）造林面積核查
通過無人機獲取的高清晰航拍影像上可獲取濕地和荒漠化沙化土地范圍，精確計算植樹造林面積，株樹，還可通過死亡株樹及總株數(shù)獲取計算成活率與死亡率，用于林業(yè)管理的成本計算及造林規(guī)劃。還可通過正射影像還能定位到需要補植的樹木位置。
造林航拍圖及地面拍攝圖
3）森林防火救災(zāi)
當林區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，火場的能見度較低，傳統(tǒng)的載人飛機飛到火場上方，觀察員是無法將火場的具體情況看清楚的，還會給自身飛行帶來危險。無人機搭載相機、視頻等傳感儀則可飛入災(zāi)區(qū)上方，拍攝災(zāi)區(qū)照片或視頻，傳遞給地面救災(zāi)人員，完成火情偵查和火災(zāi)探測的任務(wù)。而在環(huán)境惡劣，可見光相機無法工作時，還可搭載紅外成像系統(tǒng)，其可以克服雨、雪、霧等惡劣的氣候條件限制，在夜晚的時候也可以正常工作；又能夠在火災(zāi)發(fā)生后，穿透濃煙進行捕捉火勢實時狀態(tài)，為現(xiàn)場指導(dǎo)撲火工作提供參考。
紅外成像系統(tǒng)還具備測溫功能，從其成像系統(tǒng)上可獲取溫度異常點，便于火源的即時發(fā)現(xiàn)，減少火災(zāi)發(fā)生造成的損失。
森林火災(zāi)航拍影像及紅外影
4）林業(yè)執(zhí)法管
無人機搭載視頻傳感器、可見光相機，可用于森林資源的日常巡檢，其快速響應(yīng)能力，可大大提高林業(yè)執(zhí)法部門的作業(yè)效率。如在接到盜伐林木案件，可攜帶無人機快速趕到現(xiàn)場，對盜伐林木進行航拍，精確獲取盜伐濫伐的面積，株樹，加強對非法采伐的監(jiān)控。
而在違法征戰(zhàn)林地，毀林開荒等案件中，無人機又可通過航拍影像快速獲取影像圖，分析出森林遭受破壞的地點和程度，以便及時對征占林地，毀林開荒等毀林行為進行糾正和處置。
森林造破壞圖