无人机技术在林业资源管理中的应用

李建光，王丽丽

（惠州市惠城区自然资源局，广东惠州 516008）

绿水青山就是金山银山，建设生态文明是关系人民福祉、关系民族未来的大计。森林是一个多功能的综合体，在给人类生活和生产提供所需原材料的同时，在改善生态环境中也起着主导作用。我国森林资源丰富、结构复杂，传统的森林资源管理技术已经无法满足现代林业管理需求。我国虽已完成几轮大规模森林资源调查，但调查效率低、投入工作量大、数据精确度较差等问题普遍存在，严重影响了林业资源调查效率。因此，以高新现代化技术为媒介，辅助应用于林业资源调查管理中，是今后林业发展的有效途径。

1 传统林业资源管理方法的局限性

森林生态系统是陆地生态系统中最为丰富的自然生态系统，具有丰富的物种多样性、资源多样性、结构多样性等特点，因此，森林资源管护也是林业工作的重中之重。但传统森林资源管理方式有较大局限性，无法较好地满足现代林业管理需求，主要体现在3 个方面：（1）森林资源管护方面。林火灾害仍然是威胁森林资源的第一大难题，不仅会对森林资源产生重大威胁，而且会对人类生命安全会构成严重影响。②森林病虫害防治方面。由于传统森林资源巡查方式有一定局限性，导致巡查用时较长、问题发现不及时，无法及时有效地阻止病虫害发展。（3）林业管理执法中，乱砍滥伐、乱占林地等违法现象仍时有发生，这些都是因为林业资源管理没有及时、有效地发现问题以及无法有效地对这些违法行为进行取证造成。

2 无人机概述及其特点

无人驾驶飞机简称为无人机（UA：Unmanned Aerial Vehicle），是由控制站管理的航空器，可通过自备程序控制装置和无线电遥控设备无人驾驶飞机。无人机相对于传统调查勘测仪器及人工勘测技术具有以下优势：（1）执行多元化任务。目前，各种类型的无人机都采用了模块化、平台化设计技术，可根据实际情况调配各类任务，提高无人机利用效率。（2）具有较强的环境适应性。无人机是无人驾驶，因此，不用考虑驾驶员安全因素，在采用人工方式无法进入的地区及恶劣天气条件地区，都可替代人类较快、较好地完成任务。（3）执行任务具有及时性、精准性。随着科技的日趋进步，无人机利用5G 等技术，可及时将现场信息迅速传递到地面指挥中心，同时，可根据任务类型集成模块功能，及时精确地完成任务。

3 无人机在林业资源管理中的需求

无人机技术的应用为林业工作带来了极大的便利，等于是一个“空中之眼”，为林业资源调查管理等工作撑起来一把“保护伞”。

3.1 森林资源调查的需求

森林资源调查分为3 种，即全国森林资源清查，简称为一类调查；规划设计调查，简称为二类调查；作业设计调查，简称为三类调查。森林资源调查是一项比较艰苦的工作，投入工作量大、内容复杂、数据标准要求高、调查环境艰苦恶劣等是此项工作所需克服的困难。无人机技术较灵活、迅速，可短时间到达森林资源调查区，且受环境影响小，可获取森林资源情况的实时数据，提高户外调查准确率。

3.2 森林病虫害防治需求

当前常见的森林病虫害防治技术大多采用喷洒农药、昆虫网诱捕等，这些技术手段存在着防治能力有限、防治及时性差等缺陷。无人机技术的应用，可以精确定位森林中的枯死木、病虫害等，而且还可以确定林地受病虫害影响程度、面积等情况，可为森林病虫害防治提供科学、精准的科学依据。

3.3 林业执法需求

目前，非法占用林地、胡乱捕杀野生动物等林业违法行为屡见不鲜，严重破坏生态平衡，仅依靠护林员巡查或群众举报等方式，无法有效打击这些违法行为。运用无人机技术，可以对这些违法行为快速响应、准确定位，实现对违法分子进行跟踪定位、制止警告等，为林业执法提供力证。

3.4 森林防火需求

传统森林火灾救援都是通过森林消防人员抵达火灾发生区域，用消防水车等灭火工具进行紧急灭火。但由于森林火灾发生地点仅仅通过人力难以到达，给扑救工作带来较大难度，同时，也严重威胁到救援人员的生命安全。利用无人机防火，可及时准确接收到火灾信息，还可在火灾发生现场清晰锁定具有生命特征的物体，对森林资源和救援人员的保护起到了关键作用。

4 无人机在林业资源管理中的应用

4.1 无人机技术在林业资源调查中的应用

以林地、林木、林区范围内生长的动植物及其环境条件为对象的林业调查，简称为森林调查，分为三类。目前，大多数森林调查工作仍然采用GPS、PDA 等较为先进的技术，但如果林调面积大、地势复杂，就难以满足林调需求，而无人机的应用就为解决这一难题提供了有效途径。目前，以国内无人机LiDAR 测量系统为例，与之配套的Li-Forest 林业软件就可以提供一系列基于激光雷达点云数据的统计变量等，包括胸径、生物量、树冠高度等，还可对森林进行三维建模，更加便于监测森林资源。

4.2 无人机在森林病虫害防治中的应用

目前，我国森林病虫害发生率高，对森林资源保护产生严重威胁。通过无人机技术开展森林病虫害巡查技术，可代替人工巡护，及时监测病虫害的发生，解决林业巡查面临效率低、覆盖率低等问题。无人机搭载的多光谱仪可在不同的感光条件下自动调整相关参数，精准记录调查数据，从而形成高质量图像，帮助林业工作人员第一时间掌握病虫害发生情况。

4.3 无人机在林业执法中的应用

林业执法在现实中面临着巡查难度大、发现不及时、追踪违法行为困难等问题。利用无人机的特点，即使在地形复杂，比如，密林、高山等地区，都可准确定位，及时发现林业违法行为。通常情况下，一台工业级的无人机连续工作可达到1h 以上，可覆盖巡查面积10km2，大幅度提高了林业执法效率。另外，无人机可为林业执法人员提供清晰准确的违法行为现场图片，保证证据的可靠、真实性。

4.4 无人机在森林防火中的应用

采用无人机技术解决森林防火问题，一般利用无人机搭载可见光和红外高清相机，在空中重点巡查易发生森林火灾的区域。同时，可利用视频监控进行实时监测，将火点、面积、火灾现场轮廓、火灾趋势等信息及时传输回地面站，便于防火指挥中心作出及时、准确的决策和判断，特别是对于隐火和初发火的防治有关键作用。目前，“森林防火无人机预警系统”已被应用，这套系统主要是以森林火灾监测为主，同时，综合应用GPS 技术、红外成像技术、计算机技术等高科技，形成一套稳定、快捷、高效的森林防火系统，进而使森林防火工作真正做到“早发现，早预报、早扑救”，从而变有灾为无灾、变大灾为小灾。

5 结论

森林资源是大自然赠予人类的瑰宝，因此，森林资源管护是林业工作的头等大事。应用无人机技术，科学合理地管护森林资源，将是今后林业工作发展的必然趋势。通过上述分析得出2 个结论：一是传统的林业资源管护方式有一定局限性，工作量和劳动强度大，受极端环境条件限制，精准度不高，信息反馈滞后性等缺陷，是目前阻碍林业工作顺利进行的绊脚石，因此，无人机技术的应用无疑是解决这些问题的最佳途径；二是无人机技术是现代林业资源管理的重要方式，无人机技术的优势有效填补了林业工作目前遇到的各种问题，借助现代化高科技手段辅助林业资源管护工作，建立起实用性较高的现代林业资源管护平台，促使林业资源管理工作符合现代化发展要求。

6 展望

2015 年，中国民航总局首次颁布了《轻小无人机运行规定（试行）》，对无人机作出相关明确规定，之后无人机技术逐渐被应用于现代化建设的各个领域。随着目前人工智能技术、大数据技术、物联网等技术的快速发展，无人机技术将来也将同上述技术一起逐步融合。因此，无人机技术将不断被完善，在林业中具有广阔的应用前景。