无人机技术在林业上应用的现状和前景展望

王 涵 姚丽霞

(广西金钦州丰产林有限公司，广西 钦州 535000)

1 无人机技术

无人机技术是无人驾驶飞行器技术的简称，其特点是机组内不需要飞行员进行驾驶操作，使用者只需要远程通过使用遥感设备或是设定自主运行程序就可以对无人机进行操作。现阶段我国的民用无人机小巧灵敏、携带便捷、操作简单、制造成本也相对低下，已经能够广泛应用影视拍摄、电力检修﹑高速公路监测和遥感监测等领域。随着无人机的不断使用，现在已经出现专门用于农业生产的无人机，不仅可以自动调整高度和航行速度，还能够自主进行药物喷施和林业监控，极大地节约了人力资源成本的投资。传统的林区巡视工作只能依赖林业保护人员完成，由于林区复杂的环境可能对林保人员的人身安全造成一定的威胁，而现在可以使用无人机，通过卫星定位系统，可以让林业管理人员足不出户就可以了解到林区的动态特征，让林保人员可以更为迅速地应对林区出现的火情及其它紧急情况，有效降低野外作业风险[1]。

2 无人机在林业上的应用

2.1 林业执法

近年来，虽然国家加强了对于林业生态环境的保护力度，但依然有部分危害森林资源的事件发生。传统的林业执法工作由于人员和环境限制，工作开展难度较大，现如今利用无人机技术可以在各种复杂条件下完成执法工作。对于野外林场、公园和湿地等违法犯罪的重灾区，无人机对于袭击、放火等损害林业生态环境的行为可以及时进行定位，并通过机组所携带的摄像头记录犯罪嫌疑人的特征，便于相关部门的追责[2]。

通过加装广播声控系统，无人机在进行犯罪预防和保障人员安全上也能够起到非常理想的作用。在检测到人员进入林区时，可以通过广播给予一定的提醒，发现人员向较为危险的地方移动时也可以对其进行阻止，防止发生安全问题。在林业执法工作中引入无人机技术，不仅有效地提高了执法人员的工作效率，提高了执法的精度和准确度，还有效规避了传统执法工作中林区复杂恶劣环境对执法人员人身安全造成的威胁。无人机技术已经成为现阶段林业执法工作的重要手段之一，有效地打击了犯罪违法行为，为林区生态健康的保护提供了重要保障[3]。

2.2 林业病虫害遥感监测

除了人为因素对林业生态环境的危害，病虫害的爆发也会对植株的生长发育产生一定的威胁。基层林区的植被种类比较繁杂，不同植株的生态特征也大不相同。传统的病虫害检测手段不仅需要大量的人力资源投入，还需要专业技术的支持，一般等到病虫害大范围爆发时才能够被发现，而利用无人机拍摄技术可以对于林区植被的生长状态进行实时监控，可以及时通过摄像头拍摄记录下植株的株型特征和生理指标，交由专业的技术人员进行分析。在借助人工智能的帮助下，现在部分无人机可以自主分析一些常见的林业病虫害，例如当摄像头捕捉到林区部分植株出现叶片大范围脱落，导致树冠反射特征发生改变，经过数据库的对比分析就可以确定植株正在遭受橡木彩甲虫侵害。利用无人机技术进行林业病虫害遥感监测不仅极大地提高了病虫害数据检测的精细度和准确度，提高了相关数据的收集效率，还能够在短时间内对多地区多物种的生长发育状况进行连续监测，极大地缩短了病虫害发生到被检测发现的时间，为病虫害的有效防治提供了极为重要的保障。

2.3 森林防火

火灾是威胁林业生态健康最为严重的灾害之一，我国的大部分林区居住人口相对较少，火灾一旦爆发不仅缺乏足够的人力进行施救，再加上林区环境相对复杂，在救火过程中可能对消防人员的生命安全产生威胁。我国森林火灾爆发频繁，随机性和突发性都比较严重，每年由于火灾导致上百万亩森林受到影响。如何有效地检测森林火情，在第一时间确定火灾爆发位置，确定火势状态对于森林火灾的防控有着重要意义，而无人机由于其灵巧、便捷和能够灵活应对复杂环境的特点在近些年的火灾防控中发挥了不可或缺的作用。森林火灾一旦发生，通过卫星监控技术可以迅速确定发生的大致位置，并向相关部门发出紧急预警，消防人员通过无人机可以对火情爆发的具体地点和状态进行了解后快速出动，及时控制火情。在相对复杂的地区，无人机还可以通过自身的喷洒系统自主灭火，有效地减轻了森林火灾的危害。

2.4 森林资源调查、营造林成效检查与动态监测

森林管理工作者需要定期对林区内植被的种类、植株分布情况及其它生态学指标进行调查分析。传统的数据收集方法有人工采集和卫星遥感检测两种手段，人工采集对于人力资源的需求和相关人员的专业素养要求较高，且耗时较长，一些发展相对落后的地区难以采用这种方法，而后者的花费较大，缺乏足够的精确度，一些关键数据还需要后续进行补充。使用无人机技术就可以有效解决2种检测方法的不足，通过安装特定的数据分析程序，无人机通过摄像头收集数据，再通过人工智能程序对数据进行分析，可以快速精确地得到林区内的植被分布情况和森林覆盖率，既节约了成本，又降低了人员投入过程中可能产生的安全事故风险。

3 无人机技术在林业应用中的优缺点

3.1 无人机技术的优点

无人机技术的广泛应用可以有效解决林业调查过程中人力缺乏的问题，在进行林场生态环境调查工作中不仅可以有效提高工作效率，降低成本投入，还可以有效提高数据采集的准确性和精确性，有助于在复杂环境条件下进行数据采集，保障调查人员的人身安全。由于无人机是从空中进行数据采集，数据采集的时效性要远高于人工采集，在进行病虫害防治和火灾检测时可以极大缩短预警时间。无人机的工作不容易受到外界环境、天气和地形的影响，具有较高的抗风险能力，可以在全地形情况下进行工作，通过人工智能分析系统，无人机还可以快速形成自我检测能力，和人工检测相比，无人机是通过摄像头拍摄进行数据收集，所有的数据都可以进行回溯，更加方便进行科学研究和故障排查。

3.2 无人机技术的缺点

民用无人机的购买成本相对较高，实际操作过程需要进行专业的培训。由于无人机自身动力存在一定的限制，在暴雨、狂风等恶劣条件下无法进行工作。一些特殊的数据指标，比如地下微生物数目、土壤根系微生物富集情况无法进行测量，还需要人工取样调查。无人机在复杂的森林环境中一旦损坏，回收难度和维修难度都相对较大。由于无人机的承载能力相对较小，在森林火灾的防护工作中只能扑灭较小的火势，更多的是提供预警工作。

4 展望

无论是从无人机的动力续航能力出发，还是从无人机的操作性和功能多样性来看，无人机的发展空间都很广阔。在现代化的生产工作中，无人机作为一种便捷式的信息检测手段，正在众多行业中发挥着不可或缺的作用。在未来的发展过程中，农用无人机还需要进一步改善动力系统，提高续航能力和抗风险能力，进一步提高无人机数据处理的精细度和智能化处理能力，帮助林业检测工作者取得更多多尺度、多时相、高分辨率的信息。尽管现阶段国家对农用无人机的购买进行了一部分补贴，但是大型无人机的购买成本还是相对较高，相关部门应尽可能地加大补贴力度，让无人机能够被越来越多的人使用。无人机技术的不断发展必然为林业生态的维护和发展提供前进的动力。

5 结语

我国是林业大国，森林覆盖面积居于世界前列，广阔的林业面积需要更为精确的林业信息检测手段，灵活运用无人机等先进的科技手段对传统的林业检测进行改革是大势所趋。通过使用无人机设备可以在林业防护工作中提高林业执法能力，加强林业病虫害监测准确度，完善森林防火和预警工作，实现对于森林生态信息和野生动植物的保护，不仅能够有效地节约成本投入，减少对于人力资源的需求，还可以有效提高数据采集的精密度，保障林保人员的生命安全。但无人机也不是万能的，林业管理人员不能过分依赖无人机技术，对于特定数据的采集还是要保持足够的耐心和细心。无人机的操作者在实践过程中也要不断地学习操作知识和操作技巧，掌握摇杆操控技术和自动化技术，只有这样才能够推动现代化智慧林业的发展，为林业生态系统保护提供有力支持。