关于无人机遥感在森林资源调查中的运用分析

2021-12-22石博

林业科技情报 2021年4期

石博

(岫岩满族自治县自然资源事务服务中心，辽宁岫岩 114300)

森林资源调查可以更系统性地掌握森林资源的情况，促进林业科学、合理发展。经过调查一定区域的森林资源进行动态分析与监控，可以为日后林业的发展与管理奠定基础。当前，林业部门面临着森林资源流失的严峻挑战，因此，加大利用无人机遥感对林业资源的调查运用成为当前工作的重心[1]。

1 无人机遥感在森林资源调查中的主要作用

1.1 调查森林资源

人们对于森林资源的变化愈发关注，所以，在林业发展进程中需要引进更为先进的技术。无人机遥感技术被运用到森林资源的调查之中，可对森林积蓄量进行整体调查，并充分发挥出该技术在调查中的优势，不但能动态监视森林资源的变化情况，还可以更加真实的获取数据信息，无人机遥感所观察到的图像信息，可切实展现当前森林覆盖状况与生长情况[2]。

在调查森林资源的过程中，以往的森林资源多是调查面积与树木种类方面的信息，难以实现对森林资源的管理。无人机技术的运用，能对森林内部信息进行实时监控和全面掌握，还能真实反映出森林资源分布的状况[3]。

监测森林的蓄积量是资源调查工作的重要部分，无人机遥感的影像光谱信息与生物之间会有一定的联系，相关数据信息，可以反映森林蓄积量，所以，无人机遥感可很好地完成森林蓄积量的测量任务。无人机遥感成像速度快，可保证森林资源调查工作高效完成，相关部门能够把控森林资源数据信息制定合理的森林资源规划措施。

1.2 掌握植被覆盖率

在有关部门实行森林资源调查的过程中，对植物覆盖情况的了解是工作核心，了解森林储存量可合理对森林资源进行开发利用，科学规划生态建设。在具体实践中由于森林面积较大环境复杂多变，交通工具无法进入，增加了调查人员的工作难度，一般的调查数据通常不科学，而使用无人机遥感技术能有效解决该问题，深入掌握森林覆盖情况了解植物生长密度[4]。

1.3 评估和检测森林火灾

在森林资源的调查过程中对火灾情况的预判是一项重要工作，使用无人机遥感的光波与热红外技术可以实现对森林的全面监控，精准定位森林火灾情况准确预测森林火灾的蔓延朝向，大大提升森林火灾救援工作效率，该技术借助自身优点可以有效减少森林大火造成的损失。

1.4 体现森林水文状况

运用无人机遥感可以真实展示出森林的水文情况，不但维持了生态平衡还在某种程度上起到了防洪防旱的作用[5]。无人机技术的运用能够及时了解森林水文现象与发展的程度，是保障森林能够可持续发展的高效方法。当前水土流失对森林发展产生了一定程度的影响，使用无人机遥感技术可有效减少该问题的发生[6]。

1.5 森林生态环境调查

由于人们环保意识的逐步增强，森林生态环境调查工作强度不断提高，森林环境调查是对生态系统进行研究的前提。目前由于经济活动的不断推进，生态环境遭到严重破坏。另外，森林生态环境问题日渐严峻，滥砍滥伐现象导致的森林覆盖面积减少和森林资源流失愈发严重。这不仅破坏了森林生态环境，也不符合可持续发展战略的目标，会引起气候变化导致极端天气的出现，例如厄尔尼诺现象、拉尼娜现象和热岛效应等[7]。无人机遥感技术在森林环境调查工作中主要发挥上述几方面作用，在对森林资源动态变化有一定理解后，使得生态环境保护工作有据可循，无人机遥感拍摄照片更加清晰，可对森林当中的树木种类与空间构成进行评测，促进维持森林生态平衡[8]。

2 无人机遥感在森林资源调查中的应用策略

2.1 森林消防

经常出现火情的区域，运用无人机遥感可有效预测森林火灾的发生，若出现森林火情无人机遥感技术能够迅速察觉火情，并且对发生火灾后现场的真实情况进行高效评估。

无人机遥感运用在预测火灾中，能够精准地观察到森林火灾的火源与覆盖范围，并马上进行报警，为消防人员提供发生火灾的位置。在森林消防过程中使用热成像数字摄像机，这种相机是以无人机遥感影像作为基础，通过灰度阈值与视频图像检测灾情能够更加直观地判断是否会爆发火情。将无人机遥感取得的火灾前后现象图像进行比对，获得相似度阈值，若数值高于0.008可断定出现火情，若小于该值则无火情发生[9]。

在春季与冬季容易出现火情，若火灾出现要及时锁定火源方位。根据火势的情况可判断火灾特征，要对火势的大小有所掌控，依据季节特性和周围植物类型进行确定，这时无人机遥感技术便可发挥出作用，利用卫星定位技术得出精准信息。按照无人机所呈现的火灾位置与水分状况，相关部门能及时得到火灾信息，根据数据制定出科学的灭火方案，既保障森林资源不流失，又降低了财产损失和人员伤亡。

2.2 研究森林生态环境

由于社会的飞速发展，人们环保意识逐渐增强。森林资源是生态环境的重要组成成分及重点保护对象。经济的飞速发展，城市与乡村建设工作得到广泛关注，人们滥砍滥伐占据土地森林面积逐渐减少，植物密度大幅度减少在一定程度上破坏了生态平衡，空气质量下降自然灾难频发并且全球气温在逐渐升高。这种趋势下阻碍了国家经济发展，违背可持续发展的原则。借助无人机遥感技术对森林资源实行合理管理，经过对森林变化的了解迅速制定改善森林生态环境的措施，对资源进行合理利用保证生态平衡。

2.3 提取森林生物量信息

无人机遥感运用在森林资源调查当中，可以通过无人机航拍对森林生物信息进行预估与获取。无人机遥感取得的图像拥有比较高的分辨率，借助图像可对单木生物量进行预估，要想获得单木树冠的面积可通过面向对象分类的方式。按照森林现场单木胸径的具体测量，获得树冠的面积值。构建单木胸径模型，运用单木胸径得到树生物量的方程，运用树冠面积对树干生物量实行预估。经过实践探究，树冠直径和胸径互相之间具有一定联系，通过树冠直径可推算出胸径，再利用胸径和生物量之间的联系可得到森林生物量[10]。

利用无人机遥感，可见光波能对森林植被指数进行数据获取，这种方法能够大范围预估森林生物量信息。利用卫星图像实现大范围评估森林生物量数据，卫星图像清晰度不高将导致森林生物量信息的估算精准度出现误差。运用无人机遥感技术获取森林生物量数据是以后森林资源调查的发展方向。无人机遥感不但能够充实数据信息资源，还可以同卫星遥感相配合，为反演森林生物量高精准度打下坚实基础。

2.4 对森林病虫害进行监测

多数植物在生长过程当中，无法避免会染上病虫害，较为严重的病虫害会导致整个森林的生态环境受到影响。在防治工作中有关部门可利用无人机遥感技术，观测各个地区的病虫害状况。每种植物出现的病虫害不同，随着时间的流逝病虫害会出现一定程度的改变，展现出不一样的病症。树木染上病虫害后叶子会发黄并缺少光泽，在不同时期树叶的颜色不尽相同。通过无人机技术能够断定病虫害的发生程度，认定病虫害等级并进行有目的的调控。高效的治理方法，能够阻止病虫害的蔓延降低对植物的伤害减少经济损失[11]。

航拍得到的图片可判断病死与枯死树木的方位，有利于实施清理工作。无人机具有双光谱摄像功能，工作人员在拍摄的照片当中，能够准确判别森林的虫害与植物病害。同时，相同类型的树木在不同的病虫害时期，表现出的病症不同。比如，有些树木在感染一些病虫害后，树叶会显现出黄色，由于时间的流逝，树叶颜色会逐渐加深，显现出黑色或褐色。无人机遥感的运用，可及时观测到树木在病虫害不同时期的表现，采取不同的治疗方案可大幅减少病虫害带来的危害控制财产损失。在拍摄航拍图像的前提下，运用非监督分类方法对病虫害区域进行合理区分。

2.5 获取森林树木的几何参数

在进行森林资源调查工作中，工作人员要对无人机所拍摄到的画面进行综合分析，从当中取得森林树木的参数信息，将此作为划分土地种类与树木种类的根据[12]。所以无人机遥感技术可以提高树木种类划分的正确性。运用人工视觉技术获得单一树木的冠幅，得到该树木冠幅的有关信息，算出样地面积与树冠面积的比值。所以遥感技术的运用有利于提升单一树木冠幅有关数据的正确性，从而提升郁闭度的准确率。