浅谈无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用

朱晓敏

摘 要 林业资源管理是我国社会经济发展中的重要工作，对我国经济体系稳定运行和环境保护工作的开展都具有重要影响。在信息技术、遥感技术、智能化技术融合利用水平不断提升的背景下，无人机遥感技术在林业资源调查与监测中所起到的作用不断提升。基于此，简要阐述无人机遥感技术概念，对其在林业资源调查与监测中的具体应用进行分析，明确无人机遥感技术实际应用中存在的不足，并对无人机遥感技术在林业管理方面的应用前景进行分析。

关键词 无人机遥感技术;林业资源;调查与监测;应用

中图分类号：S771.8;S757.2 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.20.039

随着无人机遥感技术发展水平的不断提升，其在林业资源调查与监测工作各方面都得以广泛应用，为林业管理水平的提升起到了积极的促进作用。分析和认识这些应用方面，改善现有应用层面的不足，对我国林业管理工作水平的提升起到应有的促进作用，能够有效减少由于管理因素带来的林业灾害的发生。

1 无人机遥感技术及应用优势

无人机遥感技术是由地面基站、无人机设备等硬件，信息传输、数据分析等软件技术的组合而形成的新型应用技术。将无人机遥感技术应用于生产生活的各个方面，能够在遥控技术控制下，实现对目标区域的监控，对危险区域进行航拍，实施监测对应区域监控目标的实时运动情况，并在信息技术支撑下，将数据同步传输到后台数据中心。相对于传统的卫星遥感监测技术，无人机遥感技术具有多方面的应用优势，在实际应用中具有良好的应用效果。

在现有无人机遥感技术应用体系中，根据其技术基础，可以将产品分为原始数据采集类产品、相对辐射校正产品、绝对辐射校正及地表物理参量产品、几何精校正产品、正射校正产品。这些产品类型在处理图像信息时所具有的功效侧重点不同，技术应用特征也存在较大差异。这就要求林业管理部门在购买产品时，必须从自身实际需要出发，采购更为适合的产品，以此才能够达到更好的应用效果。

将无人机遥感技术应用于林业技术与管理方面，能够更加方便、全面、快捷地采集林业资源数据，提升信息数据的采集精度，减少在工作中人力、物力资源的投入，通过与大数据分析等技术有机结合，可以提升林业管理智能化水平等各方面的优势。其优势具体体现在如下4个方面：1）运行成本低，无人机遥感技术无需卫星发射和租赁费用，不需要专门的场地停放，操作技能要求水平低，因而能够大幅降低数据获取的综合成本;2）无人机操作更为便利，能够适应多种数据采集场景的实际要求，能够及时准确地获取林业资源调查所需要的各种数据资料;3）无人机的起飞高度低，空间分辨率更加精确，能够规避太阳视角和方位阴影等对图像质量造成的负面影响;4）无人机在云层下位置工作，避免了由于云朵遮拦所出现的图像空白，同时在极端恶劣天气下也能够保持较好的工作状态，更好地拓展了林业资源数据收集的宽度和精确度，从而为林业管理精度提升起到积极的促进作用。

2 无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的具体应用

2.1 在调查规划中的应用

林业调查规划是开展管理工作的基本前提，将无人机遥感技术应用于林业资源调查中，能够改变传统工作中必须依赖人工进行的实地勘察工作项目。依托无人机设备上的高清相机和高光谱成像仪等设备，对目标区域进行高清遥感影像测定，将获取的数据填至森林资源调查系统，能够对林地建设的实际情况、自然灾害发生以及林地采伐征用等信息进行及时更新，从而实现动态化林业管理，促进管理水平的整体提升。

2.2 在病虫害监测中的应用

林业病虫害管理一直是我国林业管理工作开展的重点和难点问题，尤其是在我国林地资源生态系统构建不够完善的背景下，林业病虫害管理难度不断提升，将无人机遥感技术应用于病虫害监测工作中，基于可见光相机等设备，能够实现对目标区域范围内特定类型病虫害的监测，通过系统分析进行预警，进而准确判定病虫害发生的类型和程度，采用最为合理和最为经济的方案来解决病虫害问题。此外，在某些病虫害防治工作中，还可以将无人机与喷雾设备协同工作，解决一些基于现有技术和单纯依赖人力无法解决的病虫害问题，从而提升林业生态系统的构建水平。

2.3 在火灾监测中的应用

森林火灾是我国目前林业集中区较容易发生的灾害类型之一，具有发生随机性强、控制难度大、后续危害大等特征[1]。将无人机遥感技术应用于火灾监测中，能够在火灾发生前期及时发现火灾状况，对火灾发生的具体情况进行智能化识别，对着火点和覆盖范围进行精准探测，为火灾控制提供更加精准的数据参考。此外，在火灾控制之后，还能够基于遥感技术对火灾场景进行数据收集，为火灾造成的社会、经济效益损失评估提供支撑。

2.4 在湿地调查中的应用

湿地与林业管理工作具有密切的关系，做好湿地保护工作，是生态系统构建的重要要求。传统管理模式中，由于湿地管理中存在的覆盖面积广、难以深入、数据探测和收集困难等问题，使得实际管理水平难以提升。在湿地管理的外业调查工作开展中，积极导入无人机遥感技术，能够更加准确、精准、全面地收集湿地系统的数据，将其纳入到林业管理系统中，分析湿地系统运行变化与林业监測的关系，从而更好地提升湿地管理工作水平，为湿地保护和小范围内生态环境改善起到应有的促进作用。

3 无人机遥感技术应用中的不足及前景展望

3.1 无人机遥感技术在林业管理应用中的不足

虽然无人机遥感技术在林业资源管理的多个层面已经显示出其所具有的优点，但在实际工作开展中还存在多方面的不足，限制了其整体作用的发挥。1）测量精度还有待提升，这主要是由于图像动态采集技术发展不足，在对采集的图像进行拼接和几何校正时，还存在像素低、拼接出现偏差等问题，强化影像快速拼接技术，是解决这一问题的主要途径。2）无人机设备的升降技术及抗风技术还有待提升。林业管理所面临的实际条件都较为复杂，缺少无人机升降的场地条件，同时在设计方面，无人机的抗风性能、自重、能耗及控制等方面存在相互影响，单一因素的变动会造成设计方案的整体改变。结合林业管理的实际需要基于仿真模型设计出有针对性的设计方案，能够有效提升无人机在林业资源中的应用水平[2]。3）无人机遥感技术应用对数据传输和大数据的智能化分析具有较高的要求，目前这方面的技术开发和衔接水平还较为有限，在森林资源蓄积量等数据分析和灾害预估等方面的精度还有待提升，加强这方面的技术研究，也是提升无人机遥感技术应用水平的基本要求。

3.2 无人机遥感技术应用前景

无人机技术出现的时间还比较短，在林业资源调查与监测应用中还存在多方面的不足，要提升其应用水平，必须有针对性地提高其技术水平，以此才能够满足实际应用的需要。1）要能够提升传感器技术的应用水平。目前我国民用小型无人机的系统设计中，图像采集设备主要是以数码相机，部分对数据要求较高的研究单位根据需要会采用多光谱相机、高光谱相机和红外辐射仪等设备[3]。数码相机的成像质量存在变形大、精度差和效率低等多方面问题，实际成像效果较差。要解决这方面的问题，需要在小型多视立体航摄仪、小型机载激光类型等技术方面着手，不仅要提升传感器自身的技术水平，还要提高传感器在应用于无人机类产品时，平台设计与飞控系统等方面的研发水平，从而为扩展无人机应用范围、提升无人机应用精度起到积极的促进作用。2）在无人机遥感技术应用过程中，应当加强行业标准化建设与影像处理标准化体系建设[4]。无人机遥感技术的实现需要硬件系统与软件系统的共同作用才能够实现。在硬件系统方面，已经形成了较为规范的行业标准体系，使得不同企业能够在经营成本和产品设计方面具有规范性的指导，从而较好地满足不同类型客户的基本需求。但是软件设计自身所具有的特殊性，影像处理技术的专利及不同客户群体的实际需求存在较大差异，使得这方面建设还较为滞后。尤其是在无人机数据一体化处理系统构建方面，对于影像定标、几何校正、数据拼接、特征增强和信息提取等方面[5]，我国相关技术水平还比较低，限制了实际应用效果。3）在无人机影像处理的时效性方面还有待提升。在应用于突发性林业灾害时，数据处理的速度还无法满足决策活动的需要，提升小型无人机的续航水平，提升数据传输效率和自动化处理水平，是解决这方面问题的基本途径。

4 结语

虽然目前无人机遥感技术在林业资源调查与监测中所起到的作用还较为有限，还无法满足林业管理工作全面开展的要求，但是随着无人机遥感技术水平的不断提升，硬件设备的不断完善，数据积累的不断丰富，数据分析系统的不断完善，这方面的应用水平必将不断提升，为我国林业资源管理水平作出更大的贡献。

参考文献：

[1] 孙亚珍，王延坤.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用[J].江西农业，2020（4）：62-63.

[2] 林阳.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的运用[J].林业科技情报，2019，51（3）：28-30，33.

[3] 王云波，王巖.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用分析[J].农业与技术，2018，38（16）：167.

[4] 张权，黄世贵，侍昊.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用概述[J].陕西林业科技，2017（6）：

84-89.

[5] 荣泽山，王爱博.无人机遥感技术与GIS数据处理在林业系统中的应用[J].吉林农业，2019（17）：100.

（责任编辑：刘昀）