关于无人机在林业有害生物防治中的应用探讨

陶 芬

（甘肃省迭部生态建设管护中心，甘肃 迭部 747401）

1 前言

现代科技持续进步的今天，大众的日常生活当中不断有科技新产品出现，凭借其快速及平稳的信息传播突进，可以借助各类机器设备来取代人工手动操作。该方式既可以提升工作效率，并且还可以减少操作人员发生安全事故的风险。而无人机就是现代科技的典型代表。在电网线路检查、农业农药喷洒时可以看见无人机的出没，操作者借助无人机对地形崎岖的地区道路展开核查，该操作快捷、方便，并且还提升了工作效率。并且农业种植过程中，若是可以借助无人机对林业有害生物展开预防及监测，则可以一定程度上提升工作的效率。部分林地植被覆盖面积较大，分散的林业种植面积也多，一旦树木产生有害生物则必须尽快喷洒相关驱虫药物，若是仅依靠人工，则工作效率是无法保证，然而若是可以借助无人机施行药物喷洒，那么工作效率会有大幅度的提升。此外还能借助无人机来开展日常巡逻工作，实时找出农地正在出现的有害生物隐患，尽可能地对该类隐患进行把控。

2 无人机应用于林业有害生物防治的优势

林业有害生物灾害也被称为“无烟森林火灾”，其对林业的可持续发展、生态环境的绿色创建都可以说是较大的隐患。林业有几大灾难：水灾、火灾以及有害生物。最特殊便是有害生物了，其不单单有着水灾、火灾性质的毁坏程度，同时还有着生物灾害的特殊性以及根治上的长期性、艰巨性。无人机在农业方面已有一段时间的实践，利用提升无人机的承运水平，当喷洒农药时能够做到更加便捷，在一定程度上减少了人力成本。同时在林业有害生物防治方面其也有着无法忽视的特点。

2.1 无人机操作灵活

操作灵活是无人机日常开展任务中的最大优势，目前实践中的无人机大部分是四旋翼无人机，该类无人机能够在普通地面进行起降，不要求特定的起飞实施抑或特定跑道。此外，无人机可以进行快速地飞行，不仅可以在相对较短时间内完成对相关区域的巡逻任务，此外还可以在高空中对某些地区林木大体情况展开静态观察。现阶段利用在无人机上安装高清摄像头，能够把机器航拍的相关影像回传，相关技术人员通过传回的影片能够精准地研究出林木中病虫害情况，同时了解受波及面积，尽快采取措施，确保地区树木的健康生长。

2.2 较大程度减少林业有害生物防治成本

以往的林业防护任务大多数情况是借助人工开展，然而在植被覆盖率高、林木种植区域多的地方，若是只借助人工对相关地区展开日常任务，便需要付出一定的时间、人力成本。此外，人工监测通常仅能观察树木下部枝干的相关情况，不能对树叶等上部位进行监测，会有部分盲区。如此管理既会有一定的成本支出，此外其监测效果不佳，如果出现林业有害生物一般是没办法尽早确定其发病面积的，因而对树木有害生物的防治便也贻误最佳时机。但是无人机便可以在相应方面做到人工所不能企及的任务范围，同时利用增加无人机的承运，可以实现药物喷洒等任务，预防效果更佳。

3 无人机在林业有害生物防治中的应用优势

喷药形式大致有：（1）相关林业有害生物防治专业工作者对每一座山头、地块、林区开展防治任务；（2）地 势平坦区域借助有害生物防治车来开展药物喷洒任务； （3）通过有人机、无人机喷洒等形式来开展任务。

最近一段时间来，林业有害生物防治领域持续出现高新技术手段，这在一定程度上推动了林业有害生物防治能力的进步。而无人机作为新兴的药物喷洒手段，有着强大的技术优势。人力开展防治任务不但效率不高、增加成本，同时手动喷洒还存在农药残留的隐患，对技术工作者的身心健康有一定危害。尽管有害生物防治车的喷洒效率会比人工喷洒稍微高一些，然而鉴于森林里道路平坦程度的不同，有时不能较为深入地对森林开展喷洒任务，无法做到受有害生物波及林木的药物全覆盖。任务通常会耗费近一天的时间，而任务覆盖面积仅有三百到四百亩，所需技术人员数量为五到八人。因而，人工喷洒无法实现有效、全面的目的。有人机飞防覆盖率高，一次飞行仅需十五分钟喷洒任务面积便可以达到六百至一千亩。然而，鉴于有时没有下压风场，便会导致药物喷洒均匀度不高。除去支出高、维修难度系数高外，有人机最核心的隐患是一旦发生故障便会对驾驶员的安全造成危害。

无人机作业覆盖率高、安全性佳，可以完成复杂条件下的任务同时喷洒效率较高。除农药喷洒外，还能开展疫情和日常环境监测任务。把无人机时间在林业行业，既可以减少人工任务量，同时实现了对林业种植相关环节的实时把控，合理预防林业火灾、自然灾害等现象的出现，进而提升林业生产的经济利润。

3.1 经济效益高

无人机通过高压喷发的形式开展喷洒任务，完成了药物形态从水流向雾状的转化，降低了药物液体的流失速度，提升了药物的覆盖率，强化了药物的附着性、实效性，进而提升了杀虫率，减少了药物液体整体用量，助力药物均匀覆盖程度，减少了有害生物治理成本，进而减少了林业生产时的药物采购支出。与此同时，还能借助无人机来监察林区生态环境，实时发现病虫害同时进行局部施药，一定程度上减少了药物用量对环境的污染，加快推动林业病虫害绿色防控技术示范，统防统治社会化服务的有效结合，推进了林业供给侧结构性改革进度。

3.2 查施一体化

无人机的装置结构较全，大部分均包含图像记录设备、数据资料传导系统、灭火设备等，功能较多，操作简便，可以在一定程度上减少恶劣天气等外界条件对设备效果的所造成的阻碍，提升了其传输数据资料的完整性和影响的清晰度。同时，无人机还配有灭火设备，在发现同时确认是火灾后便能够及时实施灭火措施。

3.3 适用范围较广

无人机不受空间对林业有害生物防治的约束，能够横穿于大山、盆地等各种复杂地形，一定程度上解决了林业有害生物监测盲区的问题，减少了林业有害生物防治工作的复杂程度。

喷洒效果佳：单词作业的杀虫率能够达到80%以上。

减少成本：借助高压的爆发力由机体以雾状形态瞬间喷发，不存在药液流失情况。药液用量极低，减少了施药成本。

查施一体：设置了图像采集和传输系统、高效灭火弹等装置，有查施一体功能。有一定的抗干扰、大面积覆盖功能，能够保证清晰回传影像，实时监测疫情、隐患同时开展补救。

雾化效果佳：雾滴直径小，节水、药，药物附着性强。

承运重航行久：能够承运一定量的药物前往指定喷洒区域，节省各项成本效率极高。性能佳：对松树、桦树、毛竹等高植株、密叶片树木均具备一定作业经验；对丘陵、山地等各类作业环境适应力较强。

强大的下压风场：能够翻动叶片，把药物高效地喷洒在树叶正反面等部位。

仿地飞行：地形适应功能，能进行仿地形飞行，可以完成不同作物及山地、山谷等地形飞行任务。

4 无人机在林业有害生物防治中的应用

2021年8月，甘肃陇南市武都区为合理把控林区华山松大小蠹、中华松针蚧等林业有害生物在武都区的出现、发展，保护林区生态稳定，依据武都区林草局的安排，森林病虫害防治检疫站同甘肃省某农林有限公司，在武都区相关林区开展了无人机飞播防治任务，为甘肃南部林区进行无人机防治林业有害生物树立模范作用。

4.1 在监测环节中的应用

监测是林业有害生物防治任务的重中之重，是能够影响甚至决定防治形式与防治规划的核心因素。通常来说，监测结果影响着防治预案的有效性以及防治效率。此外，工作人员依据监测情况来确立防治途径和所需药物等，提升了防治预案的精准性和灵活性。借助无人机技术进而对林业有害生物展开系统的实时监测，不仅拓宽了监测范围，也完成了高空遥感监测到低空遥感监测的转变，完成了森林区域遥感监测的大面积覆盖，特别是地势崎岖、人工监测的盲区。

无人机技术在确定林业有害生物种类的基础上，还可以分析其变化趋势，对枯死木、变色树等展开精准定位，全面研究引发森林病虫害的因素，归纳出病虫害的相关特征和发展规律，预判其接下来的时间内有可能出现的发展及造成损失情况，同时制定不同的处理方案，甚至能够分析各个处理预案的优势和不足，进而助力技术人员结合本地气候情况等相关信息来挑选最合适的处理方案。同时，技术人员还能够借助微信公众号等新媒体手段来宣传无人机技术与林业有害生物防治工作，发布无人机传输的有关森林病虫害的相关信息，引导有关人员对灾害树立相关认知，提高其对森林病虫害监测任务的关注度，尽可能地加大巡查力度，全面观察森林中不同植物的生长状况，实时找出问题同时尽快采取补救措施，在病虫害扩大范围前处理好相关隐患，继而减少森林病虫害对生态环境甚至是本地经济造成的损失。

4.2 在防治环节中的应用

无人机防治能够结合监测结果展开实地勘察，取得较为直观具体的病虫害数据，达成无人机宏观监测结果同人工微观监测结果的高效结合，为技术人员确立防治途径以及防治计划给出了有一定参考价值的数据信息，提升了防治方案的准确性及高效性。某些区域的森林面积广、地势崎岖、交通阻塞，技术人员深入该区域监测病虫害的频次不高，进而影响了对该地区植物生长情况的把控。部分森林地区病虫害十分严峻，以往的防治模式既浪费了一定量的人力财力，其防治效果还不佳，甚至会给相关技术的人员的身心健康产生一定的威胁。而借助无人机便能够完全处理好相关问题，通过远程遥感操作能够控制无人机飞行高度、方向和药物液体喷洒速度等，对特定区域开展全面的药物喷洒；借助无人机机翼高速旋转能够提升药物液体薄雾的穿透力度，提升对药物使用量的把控，规避重喷、少喷等现象的出现，完成了防治任务的系统化及机械化。此外，无人机在林业有害生物防治过程中的实践也推动了“四查”（疫情区域普查、外业核查、防治复查、总体督查）地理国情监测技术体系的创建速度，不仅可以使技术人员远离药物喷洒区域，提升其工作条件的安全性与稳定性，也提升了药物液体覆盖地区的层次化，减少了因药物液体未能附着到树干等部位而导致治理效果不佳的情况出现。

5 无人机应用时注意事项

无人机开展林业有害生物防治虽然比人力有着监测精度高、范围广等优势，但是日常常见的旋翼无人机在无负载情况下最大飞行时间不长，一般为10到30分钟，续航时长明显是无人机在航行过程中最大的缺点。同时，由于无人机载重能力较低，限制了航行效率的提高，而要增加航行次数就增加了无人机使用费用。其次旋翼无人机相比固定翼无人机运行的费用较低，但依照国家规定，需要培养专业操控人员并考取无人机驾驶执照，在一定程度上也增加了监测费用。在林区对目标区域进行防治监测的过程中，无人机会受到许多客观因素的影响，对监测数据准确性和防治效果有着较大影响。在大风、大雾、雨天等天气，山区气流变化多端，考虑安全因素，无人机也不宜飞行。操作人员在操作飞机前必须对飞机和遥控器的电池开展检查，这样既可以保证电量，同时还可以及时发现电池被腐蚀或磨损情况并进行替换。

技术人员在开展任务时必须保证遥控远离人群。田间有人的情况下是不可以开展飞行任务的。在垂直飞行过程中，必须保证离障碍物有近10m的举例，平行飞行就要求与障碍物有近5m的距离。飞行前对遥控器、对讲机、飞机的性能等方面展开安全及功能的检测。检测流程包含确认语音清晰程度，信号强弱程度。在开展飞行任务时必须同操作人员有10m以上的距离，同时保证飞机机头不会正对附近人员。禁止在天气情况不佳的情况下开展任务，含雨天、雪天、雷电等天气。技术人员一定要保证飞机一直在可见的视线范围内，如果有在大风天气飞行的要求，就必须更加认真地开展遥控和操作任务。

技术人员必须实时查看同时关注飞机喷头喷雾的运作网课，如果发现出现阻塞的现象，必须即刻去除杂物同时实时替换。替换的喷头一定要静置在清水中进行清洁，预防凝结现象的出现。

出于保障操作人员自身安全的目的，必须出具明令禁止的操作要求，比如禁止在酒后或疲劳时开展无人机飞行任务；禁止飞机在人头上乱飞；此外飞机在开展任务时必须远离高压线以及其他相关设备，进而确保飞行效率以及喷洒效果。部分田地可能存在面积大以及喷洒需求量多的情况，因此植保无人机的数量要求也相对较多，需要多个操作人员进行同时操作。例如主副操作人员在进行交换操作和同时操作的过程当中，需要严格控制遥控器的模式，使由个人的状态逐渐恢复到原始状态，并将飞机当下的飞行状态交代明确，以保障出现任何问题可以追责责任主体。

6 结语

综上所述，以往的林业防护效率不高，仅仅依赖人力开展林地监测任务既有一定的风险，同时鉴于面积较大需要一定量的人力、物力。而借助无人机开展行林地的巡查以及病虫害的防治工作可以较大程度地节约工作时间，此外无人机灵活和机动性强的特征还可以帮助技术人员尽快掌握林地的情况，尽早找出存在的隐患，确保林区的安全。下一步，我局将安排森林病虫害防治检疫站专业技术人员对防治效果进行严密监测，对飞防死角进行人工防治，确保全区森林资源安全。