2022-07-01 15:07:23
森林常被比作“地球之肺”，因?yàn)樯仲Y源維持了地球中的碳氧平衡，是地球上極為重要的生物資源之一。森林資源調(diào)查是林業(yè)資源管理中的基礎(chǔ)性工作，運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，才能推動(dòng)資源調(diào)查技術(shù)的不斷創(chuàng)新。目前，我國在無人機(jī)遙感技術(shù)的研究水平不斷提升，使其在林業(yè)資源調(diào)查工作中得到廣泛應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)的使用不僅有利于提升資源調(diào)查工作的效率，還能及時(shí)監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害的發(fā)生，起到較好的預(yù)防效果，從而減少林業(yè)災(zāi)害發(fā)生幾率。
1 無人機(jī)遙感技術(shù)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1.1無人機(jī)遙感技術(shù)
無人機(jī)遙感技術(shù)是由硬件和軟件技術(shù)組成的新型應(yīng)用技術(shù)，硬件主要是指地面基站、無人機(jī)相關(guān)設(shè)備，軟件技術(shù)是指信息傳輸、數(shù)據(jù)分析等部分。在日常生產(chǎn)生活中，應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)能利用其遙控技術(shù)功能，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全方位的監(jiān)控，通過航拍影像記錄，實(shí)時(shí)掌握監(jiān)測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并通過信息化技術(shù)，將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)管理中心，相比于傳統(tǒng)的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，效果顯著。從技術(shù)應(yīng)用體系角度分析，無人機(jī)遙感技術(shù)可分為原始數(shù)據(jù)搜集類、正射校正類、輻射校正類等多種類型，這些類型的圖像信息處理方式、特征均不相同，因此，在相關(guān)部門甄選技術(shù)類型時(shí)，應(yīng)從實(shí)際需求角度出發(fā)，選擇適合自身區(qū)域的無人機(jī)遙感技術(shù)，以發(fā)揮出無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)有的效果。
1.2無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
在林業(yè)調(diào)查管理中，無人機(jī)遙感技術(shù)可以極大的提高數(shù)據(jù)搜集的精度和效率，降低人工、物資的投人，同時(shí)可以與大數(shù)據(jù)處理技術(shù)協(xié)同作用，提高林業(yè)管理的智能化和現(xiàn)代化水平，具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）方便實(shí)用。當(dāng)森林資源發(fā)生突發(fā)污染或?yàn)?zāi)害案件時(shí)，無人機(jī)可以隨時(shí)隨地起飛，通過地面遙控系統(tǒng)精準(zhǔn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)嵭泻脚?，?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各區(qū)域?yàn)?zāi)害變化狀況，及時(shí)為工作人員制定救災(zāi)方案提供重要參考。
（2）輕巧便攜。無人機(jī)質(zhì)量較輕，受環(huán)境影響小，對(duì)飛行場(chǎng)地要求低，通常無人機(jī)飛行高度在1千米以下空域，不需要進(jìn)行空域申請(qǐng)，而且可以在指定區(qū)域快速進(jìn)行航拍任務(wù)[1]。
（3）遙感影像分辨率高。由于無人機(jī)飛行高度低，其拍攝的影像資料空間分辨率精確，而且能夠規(guī)避太陽視角和方位陰影等不利因素影響，無人機(jī)遙感影像可及時(shí)準(zhǔn)確分辨地面喬木、灌木或草地等林業(yè)資源調(diào)查所需的多種數(shù)據(jù)資料。
（4）經(jīng)濟(jì)實(shí)用。相比于衛(wèi)星、地理信息系統(tǒng)及航空遙感等技術(shù)，無人機(jī)遙感運(yùn)行管理成本低，操作準(zhǔn)入水平低，極大的降低了林業(yè)資源數(shù)據(jù)獲取的資金投入。
2 無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)調(diào)查監(jiān)測(cè)中應(yīng)用
林業(yè)資源是生態(tài)系統(tǒng)中的核心內(nèi)容，加強(qiáng)林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)工作對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源等方面具有重要意義。我國地質(zhì)地貌條件復(fù)雜，山多林密，僅依靠傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查方式進(jìn)行實(shí)地勘察，不僅效率低，工作難度大，還具有一定的危險(xiǎn)性。而利用遙感技術(shù)，能發(fā)揮其覆蓋范圍廣、信息獲取及時(shí)的優(yōu)勢(shì)，從而能在林業(yè)調(diào)查中獲得良好的應(yīng)用效果[2]。
2.1在資源調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用
通過搭載具有攝像功能的設(shè)備，無人機(jī)遙感技術(shù)能及時(shí)捕捉到目標(biāo)區(qū)域的影像資料，提供高清且豐富的影像信息，并將獲取的數(shù)據(jù)傳輸至森林資源調(diào)查系統(tǒng)，對(duì)林業(yè)用地自然災(zāi)害、采伐征用等情況進(jìn)行有效更新，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)化調(diào)查的效果，提升林業(yè)管理整體水平。比如孫志超[3]等人利用無人機(jī)搭載非測(cè)量相機(jī)拍攝北京十三陵林地，將取得的樹高、面積等信息與航拍實(shí)測(cè)信息相擬合，從而校正航拍精度，提高無人機(jī)對(duì)航拍物體測(cè)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高了林業(yè)數(shù)據(jù)的權(quán)威性，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化動(dòng)態(tài)監(jiān)管模式。
2.2 在病蟲害防控監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
林業(yè)病蟲害管理是我國林業(yè)管理工作的重點(diǎn)問題，以往在林業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)中，相關(guān)工作人員采用實(shí)地調(diào)查的監(jiān)測(cè)方式，這種調(diào)查方式不僅工作強(qiáng)度高，難度也較大。近年來，我國許多地區(qū)開始采用高光譜遙感技術(shù)進(jìn)行林業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)，并得到了較好的反饋效果。但由于高光譜技術(shù)的使用會(huì)受到衛(wèi)星平臺(tái)的影響，具有運(yùn)行周期長、成本高的特點(diǎn)，使得這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用效果并不理想。無人機(jī)遙感技術(shù)則是利用搭載攝像設(shè)備對(duì)目標(biāo)區(qū)域特定病蟲害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，經(jīng)過系統(tǒng)分析后，確定病蟲害主要類型和受害程度，再選擇最合理的病蟲害解決方案，解決林地病蟲害肆虐問題。同時(shí)，還可以利用無人機(jī)進(jìn)行噴藥作業(yè)，進(jìn)而配合解決一些難度程度較大的病蟲害問題。
2.3在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
森林火災(zāi)具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大的特點(diǎn)，其防范和救授相對(duì)困難，與其它自然災(zāi)害相比，森林火災(zāi)的影響最為嚴(yán)重?；馂?zāi)監(jiān)測(cè)是林業(yè)資源管理中的重點(diǎn)工作，傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)方式主要依靠巡護(hù)人員和衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，但巡護(hù)工作常會(huì)由于受到地形、天氣等因素的影響，使巡查范圍受限，降低巡查效率。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)則會(huì)因?yàn)闀r(shí)間及空間分辨率的問題，延緩影像拍攝周期，增大投入成本，還無法清晰識(shí)別小面積火情，以至于無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。但無人機(jī)遙感技術(shù)則依靠其靈活、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，能對(duì)大面積林地進(jìn)行火災(zāi)險(xiǎn)情的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便救援人員和滅火設(shè)備的迅速行動(dòng)與精準(zhǔn)撲火，成為現(xiàn)代化林業(yè)火情監(jiān)測(cè)中的優(yōu)選方式[5]。
3 無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用中的不足及前景展望
3.1無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)管理應(yīng)用中存在的不足
（1）無人機(jī)遙感技術(shù)精度仍需進(jìn)一步提升，由于我國影像動(dòng)態(tài)搜集技術(shù)比較落后，在對(duì)部分影像資料進(jìn)行拼接及校正時(shí)存在像素質(zhì)量差、拼接誤差大等缺陷，因此加強(qiáng)無人機(jī)遙感影像精度是解決影像后續(xù)處理技術(shù)的重要途徑。
（2）無人機(jī)設(shè)備的抗強(qiáng)風(fēng)等特殊環(huán)境技術(shù)有待提升。森林資源所處地理地質(zhì)條件和氣象條件較為復(fù)雜，無人機(jī)的抗風(fēng)性能及抵御特殊環(huán)境的能力有待進(jìn)一步提升。因此林業(yè)管理部門應(yīng)加強(qiáng)與無人機(jī)研發(fā)單位的交流，研發(fā)適于林業(yè)發(fā)展的專用版無人機(jī)遙感技術(shù)。
（3）無人機(jī)遙感技術(shù)中軟件系統(tǒng)有待提升，例如數(shù)據(jù)傳輸和智能化分析水平較低，同時(shí)在林業(yè)災(zāi)害預(yù)警方面的準(zhǔn)確度有待加強(qiáng)[6]。
3.2無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景
（1）加大傳感器的研究力度，提高影像精度。當(dāng)前，在林業(yè)調(diào)查中，我國比較常用的無人機(jī)傳感器類型為攝像機(jī)、紅外輻射儀等設(shè)備，其中攝像機(jī)的占有比例為77%，相機(jī)航拍一般會(huì)導(dǎo)致影像變形程度大、清晰度低，進(jìn)而會(huì)降低影像的成圖效果[7]。對(duì)此，探究先進(jìn)傳感器類型變得尤為重要。比如可以加強(qiáng)多視立體航攝儀、激光雷達(dá)以及熱紅外成像儀等設(shè)施設(shè)備的研究，在輕小型無人機(jī)基礎(chǔ)上，應(yīng)用實(shí)景三維模型、雷達(dá)影像圖、熱紅外、高光譜遙感影像圖等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提高無人機(jī)遙感技術(shù)的精度及應(yīng)用領(lǐng)域。
（2）加強(qiáng)影像數(shù)據(jù)處理功能建設(shè)。通常情況下，無人機(jī)航拍軟件系統(tǒng)分為航線規(guī)劃、影像檢查和影像處理三個(gè)部分。其中在影像資料處理中，主要采用衛(wèi)星遙感處理軟件，例如ERDAS和ENVI，但都不屬于技術(shù)成熟的處理系統(tǒng)。因此，無人機(jī)遙感技術(shù)現(xiàn)在還需要出一套完善的數(shù)據(jù)處理體系，具備影像定位、幾何校正等多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理功能。
（3）提升無人機(jī)遙感技術(shù)的工作實(shí)效性。當(dāng)前我國輕小型無人機(jī)的普遍續(xù)航時(shí)間為2小時(shí)左右，荷載重量一般在5kg，并且配備的傳感器拍攝畫面有限，這些限制因素都是無人機(jī)發(fā)展中的瓶頸問題。未來的無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步提升無人機(jī)和遙感系統(tǒng)工作實(shí)效性，實(shí)時(shí)為決策者提供參考依據(jù)。
4 結(jié)語
無人機(jī)遙感技術(shù)具有輕巧靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、遙感影像分辨率高等諸多優(yōu)勢(shì)，在森林資源規(guī)劃調(diào)查、病蟲害防控監(jiān)測(cè)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)和濕地資源調(diào)查等方面具有重要作用，但是其監(jiān)測(cè)精度和影像數(shù)據(jù)處理技術(shù)仍處于落后水平，未來的無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)在傳感器升級(jí)、影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和實(shí)效等方面上進(jìn)一步研究提升，為我國林業(yè)資源管理水平作出更大的貢獻(xiàn)。（孟曉麗）
編輯：牛姣
返回頂部