林业管理中无人机的应用价值浅析

钟梦骅

（广西壮族自治区国有雅长林场，广西 百色 533000）

无人机的使用，对林业管理工作具有重要意义，同时也是智慧林业建设的重要组成部分，通过无人机控制可以对林区情况实时监测，加大信号传输距离，实现林区“云监控”，极大地提高巡山效率，将“传统人防”向“智能技防”转变。从这一层面来讲，无人机技术的使用，可以降低林区火灾风险，精准监控林区情况，基于此，笔者以广西壮族自治区为例，分析无人机在该地区的应用价值，给出无人机在林业管理中的具体应用，为其他部门和相关技术人员提供可参考性建议。

1.林业管理的基本概念

林业管理从本质上讲，也可以称之为森林资源管理或者林业资源管理，是林业工作的核心内容之一。在信息化技术的加持下，利用高科技手段可以提升森林资源管理水平，在森林防火防灾、巡防监视、面积核查、资源调查、分类归类、病虫害监测、林业执法等方面具有极高的应用价值。如今林业建设是生态文明建设的重中之重，已经上升为国家发展战略高度，在建设美丽中国背景下，森林作为陆地生态系统的主体，通过高效、科学的资源管理方法，可以促进生态绿色发展。

2.无人机技术的主要概述和应用价值

2.1 无人机技术的基本概念

无人机也被称为“无人驾驶飞机”，也是无人驾驶飞行器的统称。利用无线电遥控设备，在自备程序的控制下，实现“不载人飞行”，主要分为“无人固定机”“无人直升机”“无人多旋翼飞行器”等，都是无人机的类别之一。主要应用在电力巡检、物流运输、农林植保等多个行业，具体市场应用结构如下：

笔者以广西地区农林植保无人机使用为例，该地区林地面积幅员辽阔，并且其独特的地形特点直接导致森林资源复杂多样，因此，在林业管理和森林调查工作中，利用无人机进行监测已经成为常态化工作手段之一，林用无人机与其他类型无人机相比，具有多任务载荷功能，可以适应复杂多变的森林资源条件，在极端恶劣天气，也可以保障任务执行的连续性，即使在大风天、火场、雨雪天、夜晚也可以对地理位置坐标进行准确定位，满足林业管理的基本要求。其具体的应用方向主要体现在辅助森林执法、森林资源监测调查、病虫害防治、火源检测、日常巡防这五个方面，无人机技术与人为巡检技术相比，具有高清成像、低空承载、云台承载、红外成像等得天独厚的优势。

2.2 无人机的应用价值

2.2.1 可以对森林资源进行动态监测

通过无人机技术的基本概念，我们可以得知，该种技术的使用，可以提升林业信息资源获取的实效性，通过动态化的监测，反映森林资源情况的真实性，比如对现阶段森林状态和植被立地覆盖情况进行调查，通过无人机技术的操作，提高工作实效性和调查准确性，利用遥感成像速度快、高清、便捷化优势，直接性反应不同植被的分布规律。也可以将无人机技术和激光雷达技术相结合，进一步提升森林资源监测效率，提高工作质量，尤其在森林资源调查过程中，如果通过传统人为方式，很难获取所有林分因子情况，森林资源调查不够充分，而利用无人机技术避免传统工作方式的耗时耗力，可以快速对林分因子进行及时掌握，做好森林蓄积调查，客观掌握林分分布情况，掌握植被分布规律。结合遥感技术，分析波谱比值和植被蓄积之间的关系，最终形成数字影像，便于森林管理者和林业部门对林区内基本情况进行分析，为下一步工作提供保障。

2.2.2 提高森林防灾减灾水平

森林灾害主要分为火灾、地震灾害等多种自然灾害，并且森林火灾具有突发性强、危险性高、辐射面积广泛、破坏性巨大等特点，是最为严重的自然灾害之一，为我国林业建设造成难以估量的损失，不利于国家森林资源建设和绿色生态发展，甚至引发生态灾难和社会危机。各地每年投入大量的人力、财力防治森林火灾火势，获得良好成效，但是也应该认识到，森林防火工作难以得到全面的遏制，因此利用无人机技术，结合遥感手段，可以对森林防火进行准确监测，通过早发现、早扑救对林区实施快速巡查、检测，将“有灾变为无灾”，将“大灾变为小灾”。同时营林技术人员也可以结合可见光热红外视频监测系统，对林区的火情火势进行精准反映，帮助相关部门和扑救人员及时赶到火场进行扑救，并且该种无人机技术具有成本较低、低空监测、机动快速、操作便捷的优势，通过云台载重，有效防止火情蔓延，便于低空灭火工作的顺利实施。

2.2.3 及时有效防止森林病虫害

森林病虫害防治工作是林业资源管理的重要组成部分。广西地区由于气候温暖潮湿，地处亚热带季风气候区，雨热同期的环境条件为病虫害的滋生和蔓延提供场所，每年病虫害发生都会给当地造成不可估量的经济损失。因此为了控制病虫害发生率，防止其蔓延和扩散，加大对林业生态环境的保护力度，各级地区和部门采用信息技术防治措施，对森林资源进行全方位的监测，及时发现有害生物，提早治疗，比如利用无人机技术，将绿色植保技术相结合，通过无人机喷药、无人机巡逻，实现灾虫防治监测效果，有助于提升森林生长质量。其中相关营林技术人员应该注意到，无人机技术和传统3S技术具有一定差异性，遥感技术、定位技术和测绘技术，具有一定单一性和固定性，如果利用无人机技术操作，可以动态化地掌握害虫情况，将有害植株的茎叶、枝干等发病部位进行放大拍摄，帮助营林技术人员更好地掌握病虫害发病情况，获得更为真实可靠的结论，从而降低病虫害不良影响，避免传统工作方式中工作人员亲自深入林区进行调查取样，直接通过航拍工作完成监测任务，加大工作实效性。尤其在地势险峻区域，通信讯号较差区域和植被覆盖面积较大区域，营林技术人员难以深入监测其病虫害情况，无人机技术在精准掌握其发病规律的基础上，利用旋翼无人机可以使得绿色植保药物更好地穿过森林层次，实现大范围、大面积的喷洒，提升药物传播时效性，避免工作人员和药物直接接触，在节约生物药剂和水资源的情况下，可以确保森林技术工作者的身心健康。

2.2.4 有利于加大森林生物保护

野生动物是森林资源的重要组成部分，不仅事关大自然的生态平衡，也对林业生态可持续发展具有重大意义，在传统的监测方法下，技术人员一般利用样带样方图算法和人工直接计数法，对野生动物的数量进行测算，掌握野生动物的种类和分布规律，但是人工成本、经济成本较高，并且准确率较低，难以达到森林深处，一旦操作不当，将会导致野生动物对监测人员的伤害，加大对野生动物群的干扰。而利用无人机技术经济成本较低，工作实效性强，准确度高，可以避免野生动物对人类的伤害，利用无线操作，可以深入森林野生动物保护区，对动物活动进行实时监测，尤其是大型野生动物的分布规律和数量，运用热成像监测设备，结合无人机技术，可以对国家级自然保护区动物进行监测，最终总结出具体数据，对森林生物量进行估计，获取高分辨率影像。

2.2.5 有利于对森林资源郁闭度的估测

在广西地区，林业保护区多数是阔叶林和乔木林。在计算树干遮蔽地面的程度时，营林技术人员可以利用样线样点法、目测法等多种手段，计算其森林郁闭度，以R围郁闭度测定，工作误差较大。利用无人机技术将遥感技术相结合，可以准确评估森林郁闭度信息，该种技术影像分辨率较高，精度可以高达90%以上，基本符合实地目测结果。其次，利用无人机技术，可以精准统计该林区内林木死亡株数和总株数，通过影像分析得出保存率和成活率，大力提高了营林工作质量和效率，降低技术人员的工作强度和压力，与传统工作方法相比，营林核查成效更加明显，为后续林业执法管理提供基础，合理规避毁林开荒、滥砍滥伐、违法征地等行为，利用无人机技术可以对森林资源现场进行及时调查取证，满足实时监控的要求，加强林业执法管理精准性和实效性，真正实现智慧理念和现代理念。

3.无人机技术在林业管理工作中的具体应用

为了分析无人机技术在林业管理工作中的具体应用，笔者以广西地区为例，对该地区的阔叶林、针叶林和竹林进行分类识别，其中无人机主要利用蓝、绿、红三种波段光谱信息，对森林资源情况生成数字正射影像图，通过预处理得出数字表面模型，以此来监测森林资源生长情况、林分类型、林间郁闭度、病虫害情况、森林消防效果。具体应用措施如下：

3.1 在森林资源调查中的应用

广西地区森林面积广阔，营林技术人员和调查工作者需要深入林区开展外业工作，通过新设备、新技术的支持，结合视频监控、卫星遥感等手段，有助于林业森林资源管理成效的提升。比如通过无人机技术，仿佛为林业工作“插上翅膀”，将其作为资源管理工作中的“空中保护伞”，对林区内野生动植物进行跟踪，发挥无人机便捷性、飞行稳定性、监控精准性、平台灵活性等得天独厚的优势，为森林资源调查工作装上“空中之眼”，准确获取森林信息，节省人力、财力。该地区可以利用无人机LiDAR测量系统，该系统主要由储存控制系统、固定安装支架和时间同步系统组成，工作原理为：无人机利用三维激光扫描仪，对森林情况进行主动探测，根据激光信号的反射，来确定调查目标的方位和散射回波距离，最终得出具体的三维测量信息，形成空间分布模型，该种测量系统不依赖自然光，与传统方式相比不会受到雨雪天气、太阳高度角等因素的影响，成像不会出现阴影，获取数据更加方便快捷，测量精度可以达到1cm。并且该种技术的使用通过激光脉冲功能，可以对森林资源、树枝、树干、树冠等多种高程工具进行测量，对植被的穿透性能较强，可以真实地反映被探测林区的真实地形，已经成为森林资源调查的好帮手。

3.2 在森林病虫害防治中的应用

森林病虫害防治工作就是指对病害和虫害进行预防和根除，避免因为该种病虫灾害对林业资源的管护带来损失，通过专项调查和全面检查，精准掌握病虫灾害，利用无人机技术分析病虫害危害情况和分布特点，开展野外巡查，比如广西某林场利用无人机技术，对林场2016-2020年病虫害发生情况进行调查，得出以下数据：

该林场利用快速机动的飞行能力，有效规避侦查人员的人力资源不足问题，以无人机技术代替人工劳力，搭载多光谱仪，可以在不同日光条件下，对调查数据进行精准反射，自动调整参数，形成高质量、多光谱图像。以此分析某区域是否存在病虫害威胁，有效加强林业害虫监测预警，提升防灾减灾水平。科学掌握林业生长信息，无人机根据地面站事先设定的飞行航线进行定期巡检，对异常林分布、变色树、枯死树等情况进行综合反馈，技术人员和林区管理者判断森林健康状况，制定精准化的病虫害防控措施，也可以利用绿色植保技术进行农药喷洒，根据每次巡查情况，统一部署，科学治理，对病虫害问题及早遏制，分析其发生规律，提高防治效果。同时，应该加强对无人机操作人员的培训，提高其无人机应用的专业性和技术含量，最终发挥其在林业资源管理中的作用。

3.3 在森林消防中的应用

广西地区利用无人机技术，可以有效解决森林防火问题，比如：通过可见光高清相机和无人机云台搭载红外等技术，进行排查和巡逻，形成一套视频监控系统，打造陆空一体化森林防火体系，实时将林区的热点、火场、轮廓、火点蔓延速度、火情火灾面积、传播趋势等信息回传到综合性指挥中心，方便林业管理人员做出准确地判断，分析火情状况，尤其对“隐火”和“初发火”防范效果更为明显。比如该地区可以利用无人机系统投放简易、机动性好、应用简便等优势，构建防火预警系统，通过无线支配。使得无人机可以全天候执勤，自动跟踪，实时回传异常数据，找出地面监控系统可能出现的盲点，对火点进行精准定位，并且该云台具有灵活性、穿透性强等特点，不会受地表温度影响，成像较为清晰，在雨雪天气、雾霾天气等极端恶劣现象下，也可以对火情进行监管，真正实现森林防火工作的数字化，避免野外架线。也可以将卫星遥感技术和无人机技术相结合，对非法砍伐、非法征地工作进行调查取证，真正实现无人化空中巡检，将数据实时传输回地面，将其作为依法办案的有力证据，第一时间锁定违法行为，最大化维护森林资源安全，将发生违法行为的坐标发布给森林公安，使其快速响应和反馈，及时对违法行为进行警告和制止，通过高空喊话和定位跟踪等技术为林业管理提供强有力的证据。

结束语

综上所述，在信息化技术的加持下，利用高科技手段可以提升森林资源管理水平，在无人机技术的使用下，工作人员通过全天候执勤、自动跟踪、实时回传异常数据，对森林资源进行调查，真正实现森林防火工作的数字化，降低病虫害爆发概率。因此在今后工作中，营林技术人员应该加大对该项技术的应用，科学掌握林业生长信息，提升工作效率和准确性。