林业资源调查中无人机遥感技术的应用

罗顶胜

摘 要 近年来，我国坚持贯彻落实可持续发展战略，促进林业工程建设规模逐渐扩大。林业资源调查作为林业资源规划设计的重要基础，能够直接影响林业生产效率和质量。为了提高林业调查结果准确性和科学性，相关部门广泛应用了无人机遥感技术，并取得了良好的应用效果。基于此，针对无人机遥感技术自身优势进行分析，并从病虫害监测、调查规划、湿地调查、火灾监测4个方面，阐述无人机遥感技术在林业资源调查中的具体应用，同时展望其未来发展趋势，旨在为进一步推广和应用无人机遥感技术奠定基础。

关键词 林业资源;调查规划;无人机遥感技术;火灾监测

中图分类号：S757.2 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.12.063

以往我国林业部门在林业资源调查监测过程中，主要采用空中测试与地表测试相结合的方式，通过测绳、皮尺等工具获得林业资源相关信息。然而，新时期背景下，林业资源在信息需求方面逐渐向多元化趋势发展，使得传统林业资源调查方式已无法充分满足现代化林业发展需求。在此背景下，多种先进林业资源调查技术应运而生，其中包括无人机遥感技术。这种技术以反应速度快、自动化水平高、空间分辨率清晰等多种优势，受到林业部门广泛青睐，将其应用到林业资源调查中，不仅能够保证林业资源调查数据准确性，还能减轻工作人员劳动强度，有利于提高调查工作整体效率和质量[1]。

1 无人机遥感技术的优势

1.1 反应速度快

在林业资源调查工作中应用无人机遥感技术，能够快速采集林业资源相关数据和信息。在此基础上，处理系统可以在短短几分钟内，对采集的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）及马赛克数据进行有效处理。不仅如此，无人机遥感技术还针对快速处理配备了完善的硬件设备，并且这些硬件设备可以在笔记本电脑上运行，具有操作便捷优势。

1.2 空间分辨率高

将无人机遥感技术应用到林业资源调查中，需要无人机设备通过航拍获得林业资源影像。在此过程中，无人机飞行高度相对较低，获得的遥感影像空间分辨率相对于传统卫星遥感影像而言更高，能够达到几厘米到数十厘米左右。通过无人机航拍获得的影像信息，能够准确辨别林业工程中的草地、乔木等资源，有利于为林业部门开展各项工作提供更加准确、科学的数据信息。

1.3 结果全面

利用无人机遥感技术对林业资源进行监测和调查，系统可以自动生成瓷砖信息。利用瓷砖对文档对象模型（Document Object Model，DOM）进行切割，可以使其形成能够应用谷歌系统切割的软件[2]。通过软件与信息的融合，能够构建一个完整的林业工程三维立体模型，可以使数据信息以直观方式呈现在调查人员眼前。相对于传统调查技术而言，无人机遥感技术调查结果更加准确和科学，并且使用该技术还能够在获得结果基础上，自动化对结果进行校正，同时将图像分割为不同色块，从而形成准确、可靠的图像信息。

1.4 自动化处理

无人机设备具有重量较轻、灵活性较强的特点，在飞行过程中受外界环境干扰较小，适用于各种飞行场地，并且通过航拍获取的林业资源信息自动化完成处理工作，有利于提高数据准确性和科学性，从而为后续工作开展奠定基础，不需要对航班信息作出其他更改[3]。另外，全球定位系统（Global Positioning System，GPS）会实时显示无人机航拍情况，调查人员可以结合相关信息对数据进行处理，将其转换为DEM、DOM等数据。

2 林业资源调查中无人机遥感技术的应用

2.1 病虫害监测的应用

林业资源发展过程中，受多种因素影响易产生病虫害，如果不能及时发现，会导致病虫害在短时间内大肆蔓延，从而制约林业资源健康发展。据相关调查分析来看，我国林业资源与其他国家相比，受病虫害威胁程度更大，且病虫害来源广泛、种类较多，在一定程度上增加了林业资源病虫害监测和防治难度。林业部门在传统林业资源病虫害监测过程中，大多采用人工定期检查方式，但受交通不便、地形限制等多种因素影响，导致人工巡查遭遇重重阻碍，加上一些病虫害在初期发展过程中具有隐蔽性特点，易被忽略，导致林业资源病虫害无法充分做到“早发现、早控制”。而将无人机遥感技术应用到林业资源病虫害监测方面，能够有效改善传统人工监测存在的不足之处，通过无人机巡视方式可以全面覆盖林业资源，并且能够将获取的林业资源信息技术反馈给工作人员，利于工作人员及时、全面地了解病虫害情况，并采取针对性措施进行防治[4]。结合以往工作经验总结分析，采用无人机遥感技术监测林业资源病虫害，能够有效提高防治水平，达到减灾效果，同时充分滿足了病虫害“早发现、早控制”需求。该技术的应用，是我国林业资源病虫害防治工作中的一大突破，不仅有效减轻了传统人工巡查工作强度，还促进病虫害监测、防治工作向智能化、自动化趋势发展，有利于促进林业资源健康发展。

2.2 调查规划的应用

传统林业资源调查主要采用空中测试与地表测试相结合方式，需要工作人员利用相关设备和工具获得树种、树高、林地种类等相关信息，这种调查方法不仅需要消耗大量人力、物力和财力，而且调查效率较低。而应用无人机遥感技术，通过高清相机及光谱成像仪，能够对林业资源各区域信息进行准确监测，有利于为后续林业规划工作奠定良好基础。另外，该技术还可以通过林地资源“一张图”，将林地以往造林、灾害、采伐等信息集中到数据库中，有利于提高数据准确性和科学性，从而充分满足林业资源数据信息动态化管理需求。

2.3 湿地调查的应用

湿地是自然系统中的重要组成部分，在保护生物多样性、改善气候环境、调节土壤结构等方面发挥关键作用。将无人机遥感技术应用到湿地调查过程中，能够充分发挥该技术空间分辨率较高等优势。例如，国外专家利用新型无人机设备跟踪拍摄当地一片重要湿地芦苇入侵和传播影像。在获取相关数据和信息后，利用统计学对数据进行分析和计算，并提出了一种量化芦苇传播的有效措施。近年来，我国各地区在湿地调查过程中也充分应用了无人机遥感技术，为林业部门精确掌握湿地动态奠定了良好基础。

2.4 火灾监测的应用

林地资源火灾隐患屡见不鲜，严重制约了林业资源健康发展。众所周知，火灾事故毁灭性较高，处理难度较大，在管理方面需要遵循预防为主理念，因此做好火灾监测工作至关重要。将无人机遥感技术应用到火灾监测过程中，通过传感器光波及热红外线，能够及时掌握火灾隐患，并精准定位隐患位置，有利于为消防部门采取救援措施提供准确依据。其应用能够有效降低火灾事故造成不必要的人员伤亡和林业资源损失，从而为促进林业健康发展提供保障[5]。

2.5 森林资源、图斑监测的应用

由上文分析可以看出，通过无人机航拍，能够实时获取林木相关信息，这也使得该技术在森林资源调查过程中具备了得天独厚的优势。通过搭载各种类型的传感器设备，能够及时获取森林系统中的光谱信息，有利于提高森林资源调查效率和质量。在此基础上，采用后期处理软件对相关数据信息进行处理，还能够获得森林系统中树种、空间分布等各种信息。与此同时，利用无人机空间分辨率高的优势，还能准确反映林分空间结构特征。随着科学技术不断进步，利用无人机遥感技术构建模型方式也得到了相应发展。通过后期处理技术能够构建单木、区域林分等三维模型，有利于更好地发挥森林资源价值。除此之外，无人机遥感技术还能够对林地变化信息图斑类型进行认定，主要是通过分析林地信现状信息、变化信息、分类信息等，确定图斑类型，有利于为提高林地土地利用率奠定良好基础。

3 无人机在林业调查中应用展望

随着科学技术不断进步，我国林地调查工作逐渐向智能化、信息化趋势发展。传统林业资源管理方法已经无法充分满足林业发展需求，而无人机遥感技术很好地改善了传统方法中的各种问题。虽然我国当前在无人机遥感技术应用方面取得了一定成就，并总结了大量经验，但仍然没有充分发挥该技术的作用和价值，需要专家和学者进一步开发该技术应用价值。

1）进一步优化影像处理水平。无人机航拍离不开软件系统和硬件设施的支撑。当前，我国林业部门在林业资源调查信息处理过程中，仍然习惯使用传统卫星遥感影像处理技术，欠缺完善健全的无人机数据统一处理系统。因此，在未来发展过程中，专家和学者可以从完善影像处理方面入手，研发各种新型产品，从而提高影像处理综合水平，保证处理结果准确无误。

2）采用多样化传感器设备。现阶段，我国较为常见的小型传感器设备有数码相机、视频摄像机等，其中前者占据传感器种类高达80%。结合其航拍效果来看，存在精度欠缺、影像变形等多种缺陷，一定程度上降低了成图水平[6]。这也意味着，当前的无人机机载传感器仍存在较为单一的问题，需要专家和学者给予高度重视，并致力于开发多种类型的传感器，一方面提高无人机航拍精确度，减少变形问题，提高成图效果;另一方面拓展无人机应用范围，使其在林业资源调查工作中充分发挥自身作用和功能。

4 结语

林业资源在我国生态建设、经济发展等方面发挥了不可替代的作用。但其在发展过程中，受多种因素影响易产生病虫害、火灾等一系列灾害，在一定程度上制约了林业资源健康生长，不利于提高林业生产水平。为了做好林业规划设计工作，林业部门需要通过林业调查获取各种信息。为了提高调查结果准确性，对无人机遥感技术应用进行了深入研究，分析其优势及应用价值，旨在为促进林业稳定发展提供参考。

参考文献：

[1] 张秀梅.无人机遥感技术在森林资源调查中的应用[J].科技经济导刊，2020，28（14）：29.

[2] 刘媛媛.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的运用[J].科学技术创新，2020（17）：147-148.

[3] 高明.浅谈无人机遥感技术在林业资源调查中的应用[J].科学与财富，2020（04）：215.

[4] 尤俊荣.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用[J].现代园艺，2020，43（10）：109-110.

[5] 聂侃谚.無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（18）：108.

[6] 朱晓敏.浅谈无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用[J].南方农业，2020，14（20）：76-77.

（责任编辑：赵中正）