林草资源中低空无人机遥感技术的应用及政策构建

吕慧

（静乐县林业局，山西 静乐 035100）

0 前言

林草资源作为一种可再生资源，能够持续性地为社会提供各种物质物品，是人类最为重要的生物资源之一；同时也在维护整个生态平衡发挥着重要作用，尤其是为人类提供大量的氧气，林业也被称为“地球之肺”。可是要想林草资源可持续性最大化的有序发展，林草资源监测与调查就成为资源规划统制的核心任务。林草资源监测与调查是追踪监测林草资源数量、品质、生长、能量消耗以及有关的活动变化，为林草资源的管理给予有效的决议帮助。过去，林草资源监测与调查的实施主要以人工地面调查监测为主，以林草观测仪器、计算机技术和卫星遥感技术为铺的进行方式，这样会投入大量的人力物力，不但操作过程复杂、系统庞大、观察周期长、效果差，而且机会成本高，开展工作的难度及强度比较大，不便于开展对整个森林资源的检测，严重阻碍了林草资源监测与调查的有序进行。近年来，随着遥感技术的迅速发展，这项技术主要借助红外成像的形式，实现低空实时成像，能实现在人车难以达到的林草区域进行资源调查、资源环境检测、生物数量进行估算、掌握林里水文概况，林草防火、病虫害及时防控等任务。低空无人机遥感技术越来越先进，逐渐受到大家的重视，接下来将探讨林草资源监测与调查中应用低空无人机遥感技术的措施分析。同时为了提高森林资源监测效率，我们还要加强森林资源监测体系的构建，

1 关于无人机遥感技术

无人机遥感技术是一种将无人机和遥感控制技术结合起来的一类综合性专业技术，能够完成无人机的工作，也能完成遥感控制方面的工作，可以说是一种升级版的先进科技。该技术涵盖多种技术，是多种技术的综合体，具体涵盖了GPS 差分定位技术、通讯技术、无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术和遥感应用技术，将该技术有效地应用于林草资源监测与调查中，能实现这项工作的智能化和自动化，借助该技术实时获取空间遥感信息，有利于进一步的遥感数据建模与处理。相比以往的航空卫星与载人机遥感方法，无人机遥感有着自身的优势性特点。

在实际的应用中，无人机遥感技术具有机动性强、自动化、智能化程度高，可以在短时间内完成升空，并携带一定的应急设备，同时操作简单，高精度遥感设备能短时间完成数据信息的采集与处理，其遥感影像数据分辨率高；还能完成DOM 文件的切割以及建立一个新的浏览软件，方便工作人员查阅。最后是无人机系统的运营成本低，操作人员短时间能学会操作完成，系统的保存与维护方便。

2 无人机遥感技术在林草资源监测与调查具体应用

（1）实现了林草资源调查的规范性。林草资源调查种类、树种、蓄积量的界定等方面非常的多，人工调查时，调查人员深入草资源区域内部一一进行这些工作，林草深处因为地形复杂，范围宽广，加之涉及工种较多，要安排一定的调查对象完成实地勘察，其工作量非常大，而且调查的精度不够，无法为林草的使用和保护给予有效的理论支撑和数据帮助。传统的林草资源监测与调查已经无法进行有效的使用，应用更为先进的器具与设备是提高工作效率的关键。无人机遥感技术在进行林草资源调查时，利用的是高光谱成像仪，通过热红外、多光谱等传感器，穿透植被间空隙，采取像元与面对像联合起来的方法，以更全面、清晰、灵活地了解林草地区情况，调查相关数据，进而将所得数据信息转换成影象形式，将其传送至地面操作控制台，为接下来的资源管理夯实基础。随着科技的发展，越来越多的无人机搭载激光雷达和小型定位器，林草地区的任何变化都能进行有效监测，能快速、精确地提取各类航拍影像信息，实现林草资源调查的数字化、信息化，更加拥有了规范性。

（2）实现林草生物量信息获取。林草资源监测与调查中获取生物量信息是一项关键性任务，利用人工是无法有效完成的。无人机拥有影像高分辨率的特性，利用图像能对单木生物量有效的评估，对树木的纹路条理研究，就能非常好预估树种的组成、空间关系。采用面向对象分类的方式，可以对单木树冠的面积得到有效获取，并按照林业现场单木胸径的实际测量，算出树冠的大小面积。根据有关公式研究获知树冠直径和胸径有着一定的关联性，通过树冠直径可以推演出胸径来，结合胸径和生物量的关联特性，就能算出林业生物量来。

（3）可以完成火灾的监测、野生动物的监测、病虫害的防治。无人机遥感技术实现对林草资源的火灾监测主要是无人机拥有的遥感影像，能够实现热成像数字摄像，利用视频图像和灰度阈值来探测林火，可以对有没有火灾进行准确的判断。与此同时，借助该技术能有效获取到RGB 颜色空间遥感图像，并通过函数的变化辨别林草火灾，当林草发生火灾，其情境图将会变成HSV空间。如果在林草火灾探测和辨别进度打印87%时就说明对火灾进行了有效探测。其次是无人机遥感技术实现对林草资源的野生动物监测。借助该技术了解并分析林草中的大型野生食草动物种类、分布情况乃至具体数量，这比传统的直接人工取样推算法、直接计数法来得更加精确、高效且成本低。最后是无人机遥感技术实现对林草资源的病虫害的防治。林草中发生病虫害是常有的事情，而且病虫害的类型多。人工防治病虫害时，植保人员要定期地对林草资源全面而精细的检查，及时了解林草里的病虫害情况，才能做到早知道早防治。而林草中存在交通不便，地形复杂等问题，人工巡查往往效果慢。无人机遥感技术搭载可见光相机等设备，能够全面积覆盖巡视林草资源中的病虫害状况，对病虫害进行有效监测。例如装备了多波段成像传感器的低空多旋翼无人飞行设备，就可以进行柑橘黄龙病的监测，植保人员对病虫害进行及时的防治。

3 构建森林资源监测体系的相关路径

3.1 建立综合监测体系，整合监测组织机构

低空无人机遥感技术下，我国的科技得到了飞速的发展，各类信息呈现出爆发式增长，各个行业都需要面对单一信息的综合性思考，解决单一性信息的片面化问题。长期以来，我国森林资源监测信息采集的内容单一，而且和不同项监测的时效不协调统一，无法实现综合评价。单一性的检测目标，使检测成果欠缺统一化管理，无法进行统一规划。其次是各个职能部门各自为政，管理体系很分散。其原因是森林资源监测体系的构建是在经济和林业和生态建设下形成的，是为某一部门需求而成立的，导致资源共享困难，信息很难有效兼容，造成信息的应用与产出差。整合监测组织机构其价值也非常明显，从全球森林业发达国家有关行业监测系统发展发现，一体化综合监测部门能够达到节约监测资源，助推监测结果多样化，提高监测速率，能够有效处理监测项目间协调性差的问题。一体化综合监测部门的优势形成，其关键是组织机构本身就是森林资源监测体系的关键性基础，发挥的是最基础的作用，跨部门的协调本身就是这基础的拓展和丰富。所以针对我国森林资源监测体系表现的问题来看，我们首选需要将现行的监测组织机构建设进行有效地整合，特别是在信息多样化的背景下，要使多样化的信息有效利用，更应当加强制度建设，实现监测机构各级别之间的信息传输与共享，这样可以实现不同种类的检测工作一起指挥，上下传达迅速，促进运转效率。

3.2 建立基础性的监测体系

森林资源监测体系的基础性建设集中在多个方面，其主要作用是让整个系统有效运行的各个软硬件设备和有关数据，政策制度法律法规，接下来作者从以下几个主要方面来探讨：①建立有效且完整的科研机制。科研机制是一项集策划、协调、服务于一体的机制，其功能是为森林资源监测体系的构建发挥积极有效的作用。林业部门应加强和科研院所及大专院校建立产学研合作基地，为森林资源监测有关核心项目成立专家咨询机构和科学评估体系；②增强基础设施的配备。包括监测设备的及时更新换代，配备现代化的传输设备，卫星遥感设备，增加野外作业装备。实现监测的信息的时效性和监测的区域范围性，同时为了提高监测效率，应不断增加区域性监测站点；③制作建立森林资源调查监测表格，包括林经营数据表、木材积表、出材率表、生长率表、生态监测数据表等，使监测过程中拿来就用，提高监测效率。