无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用

储成林

(清远市林业局清城分局，广东 清远 511500)

随着我国科技的飞速发展，无人机技术在国际形势的影响下也在不断进步，无人机生产技术的日益成熟和对无人机各项应用技术的不断研究，使得无人机技术在各个行业大放异彩，其遥感技术在林业的资源调查和监测环节中更是着重应用，虽然在林业项目中，其技术仍然处于初级发展应用阶段，但是按照其技术的发展速度和应用范围，发展前景是可想而知的，对于我国林业未来的发展有着重大的推动作用。

1 无人机遥感技术的基本状况与优势

1.1 基本状况

在无人机遥感技术之前，传统的卫星遥感监测方式有着诸多的不便之处，现如今的无人机遥感技术在应对各种突发事件时，既没有驾驶员的切实操控所带来的安全问题，还能够根据当时情况记录航拍灾害区域的现状，向相关部门人员汇报实时消息，采集灾害数据，帮助后期的救援工作奠定基础。另外其小巧的外观，节省了大量的制作成本，其机动性也比较灵活，对于飞行环境要求较低，能够在短时间内完成大量的航拍工作。所以无人机技术因为其操作简单、耗能低等显著的优势被广泛应用在各个行业之中，就目前的林业领域而言，无人机遥感技术的应用，提高了林业资源调查的准确率，因为林业复杂的地理环境，通过人为的侦查导致成本量大大增加，无人机的加入降低了时间成本，也增加了调查的可靠性，对于林业的建设和发展起到了巨大的作用。

1.2 优势

首先，无人机的自动化处理工作。利用遥感技术侦测到的数据会根据自身的系统对数据进行自动化处理和校正，通过自身对摄影材料和后期数据处理等各项指标的修正，达到一个高精度的预算成果，为工作人员的数据考量提供一个有效保障，并且，在使用无人机遥感技术的时候，工作人员可以根据GPS系统对航拍信息的数据侦测进行实时处理，在无人机工作的过程中可以将现场收集的数据转换为可读数据，通过这样的转换过程，可读数据和测量软件无缝衔接，可以提供大量可靠数据。其次，无人机遥感技术调查细致且全面。通过精准的无人机分割技术，可以形成一个新型浏览系统，为工作人员呈现细致的数据，并且通过目前的软件技术和精准程度，既保留了数据的完整性，也更大地加强了数据的传输速度，为复杂的森林地理环境梳理出了一个条理清晰的记录表，根据其特殊的图像监测系统，可以形成良好的遥感图像，供工作人员操作和整理，为复杂的林业领域工作提供了便捷。最后，具有高效的反应速度。就目前的科技水平，无人机遥感技术的应用提升了信息采集和加工的效率，在互联网+的加持下，通过遥感技术的应用可以将马赛克数据和处理时间大大缩短，因为其小巧的机型，在数据处理和传输的过程中对于硬件要求也比较低，既缩小了制作的成本，也保证了系统的正常运行。

2 林业资源调查与监测中无人机遥感技术的应用

2.1 在林业调查中的应用分析

在过去较为传统的林业资源调查过程中，因为没有比较先进的技术手段，需要以个体或者小组进行实地勘察，对于林业内的树木种类、草地差异以及不同的地理情况一一检查和记录，不论是在成本还是时间上所消耗的费用都是昂贵的。那么通过无人机遥感技术的应用，可以在工作场所直接由专业人员远程控制无人机进行实地勘察，因为在无人机中搭载的光谱成像仪，利用遥感技术对所勘察区域进行高清调查，可以提供大范围的遥感信息，为后续的林业规划工作奠定良好的基础。并且因为搭配定位系统，对林地的变化可以进行随时的侦测，通过其变化可以快速、精确地进行再次成像，根据其相关的地理信息系统，可以真正实现林业所要发展的确切目标，帮助工作人员将信息条理化。

2.2 提取生物信息，制定林业计划

因为林地的复杂，很多人类无法触及的地方，其树木的高度测量是一个难题，但是无人机遥感技术的应用，可以精准地观察到树木的生长情况和高度，根据观测出的生物数据，包括其树冠面积，工作人员可以通过无人机遥感技术所侦测到的生物生长信息，估算树木的生物基数，并且因为其无人机的高分辨率可以更加精确的估算森林的生物量，实现对目标区域的一个生物推演，根据所侦测的情况信息制作生物信息表，可以快速获得森林覆盖率和叶面指数，通过无人机的空间布局处理功能，搭载特定镜头，可以完成对某一树种的信息提取，结合人工判别可以推测出其树种的分布状况，对于林业调查工作起到重要的信息作用。

2.3 检测森林病虫害问题

近年来，依靠我国政府对林业基础措施的大力扶持，在林业领域中通过工作人员的不断努力，我国的林业资源和林业数据采集得到了有效的拓展，在林业资源和树种生长过程中，病虫害作为影响林业的主要因素一直存在于整个生态系统中，而无人机遥感技术在林业中的普及和应用，能够大范围地准确监测病虫害问题，在无人机外围直接搭载远程相机设备，高清显示功能帮助工作人员判别害虫种类，对各种各样的病虫害问题有一个准确的信息掌握系统，根据后期的人员判别和治理计划，通过无人机的悬挂功能，搭配相应的农药喷雾，进行大面积的害虫清理环节，帮助工作人员展开防治工作，有效地调节林业地区的生态系统。

2.4 侦测森林消防问题

不论是在国内还是国外，森林火灾都是目前非常严峻的问题，救援工作非常困难，其不可控性导致各国家和地区在灾害发生后损失严重，所以做好预防工作是整治森林火灾的重要措施。那么在森林火灾预防的监测中，因为高度和覆盖面积的局限性，无法及时地勘测其关键情况，所以通过无人机的遥感技术，不论是在高度还是面积上都能够游刃有余，其高效、便捷的优势可以把大部分可疑情况及时上报，有利于控制森林火灾，通过信息采集后的比较，能推测出易发生火灾区域，进行严谨的地点侦测，搭载热成像系统，可以快速识别出高温区域，予以上报，有利于林地资源的管理和森林火灾的预防。从采用结果来看，通过无人遥感技术所提取到的RGB颜色空间图像，在经过专业化的技术进行处理以后，能够对火灾区域高精度地识别，在火灾探测以及识别精度方面要高出传统方法近90%，而这也就充分说明，该项技术对火灾能够实现更加高效地探测。此外，通过无人遥感影像作为热成像数字摄像机，能够对疑似存在火灾的区域进行精准化地判断。

2.5 在湿地调查中的应用

在当今全球生态系统当中，湿地起到了非常重要的作用。主要表现于能够有效调节该区域内的小气候，有助于避免水土流失，保护生物的多样性，对于促进生态平衡起到了非常重要的作用。因此人们也称湿地为地球之肾，对于生活于城市的人们而言，在城市化进程不断推进的今天，有限的实体资源就变得更加珍贵。在调查方面大多数都是采用无人遥感技术，不仅可以获得高分辨率的影像，同时也能够为今后城市的发展提供各项精确的数据信息，并且该项技术也能够获取目标城市的相关数据。自2014年开始，江西省在湿地保护方面就开始大规模尝试采用无人遥感技术，在2017年与大范围的湿地开启了全面的调查，获得了大量详实的有效数据信息，并且还在全国，首先编制了城区湿地地图，为相关人员及时掌握江西各城市县区实际情况的变化，提供了重要的数据支撑。

2.6 充分保证林业资源调查与监测工作的全面性

考虑到我国国土资源广阔，尤其是森林资源异常丰富，而在过去受制于技术等各方面的原因，森林资源的调查和监测主要是通过人力的方式，这就需要安排大量的相关工作人员深入林区，不仅耗时费力，并且其工作条件和环境都异常艰苦。尤其是在部分人迹罕至的地区，工作人员也面临了一定程度的生命危险，除此以外，人力资源相比于技术，在调查以及监测能力上都受到了严重的制约，相关的数据信息并不能够充分反映该地区的真实状况。除此以外随着无人遥感技术的大规模使用能够有效避免传统人工的弊端，不仅有助于大幅度提升调查监测的效率以及工作质量，更重要之处还在于人工摘抄记录存在误差，尤其是各地区标准不一，导致出现各自为政的现象。而通过无人机的使用能够快速地跨越复杂的地形地貌，在这之前这些地方工作的开展是存在很大难度的，但通过无人机就轻易突破了这一限制。

2.7 实现林业资源调查与监测的信息化

通过无人遥感技术的充分应用，能够有效取代传统林业调查在技术上的限制，按照传统方法是由人工所调查的各项资源通过表格的形式进行录入。但是这种方法不仅落后，同时由于人员在工作过程中的状态，会不可避免地出现错误，但通过无人遥感技术的应用，可以将直接拍摄到的各种信息及时进行传输。尤其是随着科技的快速发展所拍摄到的图片以及视频的分辨率由原来的1080P达到了2K，现在还出现4K极高清晰度的图像，通过计算机处理系统，能够更加高效地对各种信息进行处理和分析，在人工智能的帮助下，可以大幅度提高整体工作的处理效率和质量。

2.8 提高林业资源调查与监测工作的安全性

就已经分析出的结论，传统的人工调查方法需要有相关的人员深入到森林之中方可开展工作，首先在进入森林以后会面临危险。比如地形复杂容易导致工作人员跌落或者是摔伤，甚至在严重的情况下还会造成人员伤亡。此外，在部分陌生的地区还会遭遇野生动物的袭击。但使用无人遥感技术代替人工作业，就能够起到良好的改善作用，能有利于避免深入到林区，还能够有效避免安全隐患的产生。除此以外，当发生大型火灾等自然事物时，无人机也可以代替人工进入火场，为扑灭工作提供详实的数据支撑。

3 存在的问题

3.1 图像拼接和校正

在森林资源调查和监测的过程中，无人机所拍摄的图像校正效果并不能够满足实际工作需求，这是非常现实的问题，而为了解决这一弊端除了需要不断发展高分辨率和高清晰度的摄像设备以外。作为工作人员也需要不断提升，对于图像处理技术的能力，在平时除需要加强技能培训以外，也需要在工作中同时采用多架无人机共同进行协作，通过多架无人机所传回的图像，有助于对图像开展更加精确的几何校正，才能够有效保证图像的精确性。

3.2 无人机飞行的稳定性问题

无人机在飞行的过程中其稳定性受到了两方面因素的影响，分别为主观和客观，如果不重视上述两大因素，很有可能会导致无人机在飞行的过程中无法按照既定路线飞行。在严重的情况下，还会导致出现坠落的可能从而造成严重的经济损失。因此在使用无人机的过程中，就需要充分考虑当时天气以及风力的状况，以此确保无人机的稳定飞行。

4 结语

综上所述，林业是我国生态系统发展的重要保障，而林业系统的调查问题是后续林业资源开展的航标，是发展林业资源行业的基础，那么通过无人机遥感技术在林业中的应用，在调查的效率上得到了显著的提升，在数据处理和图像侦测问题上为现阶段工作人员解决了大部分难题，为后续的林业工作提供了充足的数据和图像基础，相信随着无人机技术的不断提升，我国的林业建设会有一个更好的未来。