无人机测绘技术在现代林业中的应用

【摘要】：无人机测绘操作简便、工作精度高、成本低，在地理监测、灾害应急处理等方面的应用十分广泛。本文以无人机测绘技术在林业中的应用为研究内容，基于大量的文献资料，首先分析了无人机测绘技术的概念、构成及特殊优势，然后从森林资源调查、病虫害监测、火灾监测、人工增雨、林业种植等方面具体分析了无人机在林业中的应用情况，并畅想了未来无人机测绘技术发展趋势，以期推动无人机测绘技术进一步发展。

【关键词】：无人机技术；森林资源调查；病虫害监测；火灾监测；人工增雨

我国的无人机技术始于20世纪，起初只为了满足技术进步等方面需求，但是随着无人机技术不断发展及其他领域的需求，无人机技术开始应用于其他领域，林业就是其中的一个代表。在林业工作中应用无人机测绘技术，不仅能提高林业生产的经济效益，还能加大病虫害、火灾等方面监测，降低突发性灾害。下面结合实际情况，对无人机测绘技术在林业工作中的应用进行分析有着巨大的应用效果，能满足林业生产需求。

1无人机测绘技术简述

1.1概念

无人机基于预先设定的飞行航线工作的一种设备，具备自动化和远程控制功能[1]。与其他飞行器相比，无人机的远程侦测方法更安全、部署更弹性，成本也相对低一些，可以数十平方公里范围内工作。

1.2组成

无人机主要包括飞机机体、飞行控制系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等几部分。其中，飞行控制器是无人机系统的核心部件，相当于“心脏”功能，对无人机的精确度、数据传输可靠性、飞行稳定性等影响重大。如果飞行控制器出现问题，无人机可能无法保证信息传输的及时性与有效性，不能圆满的完成工作任务。所以，做注重飞行控制器的保护与维护工作。

1.3特殊优势

与载人飞机相比，无人机优势明显，主要体现在以下几个方面：第一，无人机受天气影响小，适合大规模应用，工作方式更灵活便捷；第二，飞行高低相对较低，能比较精准的获得中大比例尺影像，在局部信息获取上有一定优势；第三，无人机的工作、维护等成本较低；第四，能获得高重叠度的影像，增加后续相关工作的可靠性；第五，无人机系统本身较小，操作平台也不大，方便携带、转移，工作更方便[2]。

2无人机测绘技术在林业中的应用

无人机在林业工作中的应用已经屡见不鲜，下面结合以往工作经验，从对无人机在林业工作中的具体应用进行了分析。

2.1森林资源调查和荒漠化监测

通过无人机拍摄森林照片，并以此为依据确定地物形状、大小、位置等信息，这被称之为森林航测。在森林资源调查、荒漠化监测中，森林航测的应用情况较多，是航空摄像测量的重要组成部分。就当前而言，森林资源调查主要手段是卫星遥感技术，通过这种技术手段得到的图像分辨率不高，且受云层等环境因素影响大，不能准确的反映出被测地区的地形地貌情况。若想要得到某一区域的清楚图像，需要对这一区域进行反复的拍摄和拼接，不仅耗时长、成本高，普及利用率也较低。为了改善以往森林资源调查和荒漠化测量技术手段的不足，采用无人机测绘技术。应用无人机测绘技术后，野外工作量大幅度减少，工作条件明显改善，同时测图精度、速度都有很大程度的提升。在实际测图工作中，将无人机与红外摄像等设备结合起来，可以拍摄出彩色中照片，得到大比例尺的森林航空摄影，极大提高航摄效果。

2.2森林病蟲害监测和防治

根据调查显示，2015年我国林业有害生物发生面积近千万亩公顷，防治面积高达800多万公顷。其中，无公害生物防治率在86%以上，有害生物防治率不到5%，从中不难看出，森林病虫害监测和防治工作任务十分紧迫[3]。森林病虫害受气候、人为等因素的影响大，近年来呈现面积增加、频率增多、程度增强等趋势，而且有害生物种类也连年增加，加大了森林病虫害防治工作难度。在以往工作中，一般采用人工喷洒农药方式，工作效率低下。所以建议采用无人机喷洒药物方式，能扩大覆盖面，增强森林病虫害防治成效。而且，在森林病虫害监测中利用无人机可以提升有害生物监测预警技术水平，及时发现大规模的有害生物，做好防治和治理措施。

2.3森林火灾监测与管理

众所周知，我国主要是温带季风性气候，森林火灾发生风险较高，为了防治森林火灾并减少森林火灾后果严重程度，采用无人机测绘技术，能大幅度提高森林火灾监测和管理工作质量。在实际工作中，构建以无人机为主，以GPS、数字图像等技术为辅的森林火灾监测系统，为森林火灾监测与管理提供有力的技术支持。在森林火灾发生的时候，由于火场上空能见度较低，载人飞机飞行风险较高，存在着较大安全隐患。无人机完全可以克服载人飞机的缺陷，将摄像装置、数据传输装置等安装在无人机上，通过摄像头全程监测火灾情况，能高质量的完成火灾探测、火警侦察等工作。

最重要的是，无人机执行任务期间，在没有突发性故障情况下可以全天候工作，及时发现火情，准确预报火灾发生位，便于后方人员根据实时情况制定防火、灭火方案。如，森林火灾发生初期，通过无人机进行林区火灾现场巡查，将火灾现场的信息实时传递到后方指挥中心，能提高火灾信息传递速率，使相关决策更及时、更准确。

2.4人工增雨

人工增雨是森林防火、经济林建设、防沙治沙等工作实施的重要手段，要给予高度重视。在以上工作中，通过无人机进行人工增雨有着独特的优势。无人机机动性好、使用灵活，环境因素对其影响小，与森林人工增雨环境、条件相适应，是人工增雨方式的最佳选择。进行人工增雨时，在无人机的机腹和其落脚间的部位上安装10枚增雨焰条，当无人机飞行至指定区域后，由地面人员控制点燃增雨焰条。这过程中，地面人员可以通过遥测信息查看增雨焰条的点燃情况。一次看点燃1枚或几枚增雨焰条，由地面人员合计数据传输系统反馈回来的实际情况而定[4]。

一般情况下10枚增雨焰条所产生的碳化银含量就可以满足森林人工增雨要求。但是增雨焰条的数量不是固定的，可以根据作业区域所需要的碳化银数量情况确定增雨焰条的数量规模。

2.5林业种植与管理

林业种植中应用无人机技术，无人机被称之为“作业机”，主要用于林作物播种和微量元素施加。在林业种植中，通过无人机技术可以提前了解林区林作物生长等情况，方便工作人员根据实际情况制定超低量喷洒工作，提高工作质量和效率，节约人力、物力，保护生态环境。林区农药、微量元素喷洒采用无人机工作模式，减少了工作人员与有毒物质间的接触频率，利于保护工作人员生命安全。与传统的人工施肥、喷洒农药方式相比，无人机工作方式的效率更高，更适应规模化作业，能提高林业种植工作成效。

3无人机测绘技术应用于林业的建议与发展前景

3.1加大无人机测绘技术研究力度

无人机测绘技术在我国发展刚刚起步，很多方面有待进一步研究，未来工作中要加大对无人机测绘技术的开发与利用，不断完善与提高无人机测绘技术水平，适应林业工作的各项要求。如，加大无人机自动导航、遥感监测、自动控制等方面的研究，努力突破技术上的难题，提高无人机测绘技术含量。

3.2加大经济、人才等方面的投入

无人机测绘技术要想“更上一层楼”，需要资金、人力等方面的大力支持，必须加大经济、人才等方面的投入[5]。各级政府及林业部门在注重无人机测绘技术应用基础上，在财政允许范围内，加大无人机测绘技术研究上的拨款，专款专用，禁止挪为他用。同时，组建一支高水平的技术队伍，全面负责林业生产和无人机测绘等方面的工作。各级政府要充分发挥自身的主导作用，组织建设无人机科研队伍，加强制度建设，定期进行岗位培训，确保相关工作顺利展开。

结论

综上所述，无人机测绘技术在林业工作中的应用主要包括森林资源调查、病虫害监測、火灾监测、人工增雨、林业种植等方面，覆盖面广、应用效果好，很大程度上提高了林业生产效益，解决了人力，节约了财力、物力，保证林业工作质量。但是就目前来看，无人机技术在林业中的应用方面虽然很多，可我们不能满足于现状，还应持续加大无人机技术研究力度，加大经济、人才等方面的投入，不断完善无人机技术，使之更好的服务于林业生产管理工作。

【参考文献】：

[1]夏新丰.浅谈无人机在林业生产中的应用[J].林业科技情报，2015，（02）：40-41+43.

[2]赵国帅.无人机遥感在林业中的应用与需求分析[J].福建林业科技，2017，（01）：136-140.

[3]王轲，王亮.无人机技术在林业工作中的应用研究[J].绿色科技，2016，（06）：186-187.

[4]王冬梅，王君海.吉林省林业有害生物无人机监测防治系统的应用[J].吉林林业科技，2016，（04）：34-35+56.

[5]万泉，陈国瑞，陈铭潮，赵国帅.无人机技术在福建林业中的应用与展望[J].林业勘察设计，2016，（04）：1-5.

作者简介：吴少晶（1985.10-），男，汉族，广西宾阳人，大学本科，林业助理工程师，主要从事林业调查规划设计工作。