无人机遥感技术在林业病虫害防治中的应用浅析

摘 要 随着对自然资源开发程度的加深，人们逐渐认识到生态环境遭到破坏将要面临的严重后果，因此寻找科学高效的方法控制林业病虫害至关重要。在现代科技水平不断提升的背景下，无人机遥感技术开始被应用于林业病虫害的监测防治工作中。为推广无人机遥感技术，介绍该技术在林业有害生物防治中的应用优势，并对无人机的具体应用展开详细探讨。

关键词 无人机遥感技术；林业病虫害防治；应用

中图分类号：S763 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.045

无人机制造技术水平的不断提升，不仅拓宽了无人机的应用范围，而且极大地优化了无人机的应用效果。在林业病虫害防治过程中合理应用无人机，不但能够提升林业病虫害监测结果的准确性，提高防治效果，而且能降低管护成本。同时，最新的无人机技术能更好地兼容现代化技术及设备，继而达到优化林业病虫害防治体系的目的。基于此，笔者通过对无人机在林业病虫害监测方面的应用情况进行深入探讨，提高无人机在该领域的利用率，从而促使林业病虫害防治效果的提升，继而提高我国的林业产量并取得更高的经济效益。

1 开展林业病虫害防治工作的意义

林业病虫害指的是对森林植被的健康造成影响的病害和虫害。大部分的病原菌和害虫通过破坏、啃食树木的不同部位获得营养支持，导致树木出现营养不良的情况，甚至造成树木死亡[1]。如果不及时采取防治措施，可能会导致森林资源严重损失。因此，病虫害防治工作旨在保护森林资源，维护其健康生长，确保森林生态系统的平衡与稳定。

2 无人机遥感技术简介

基于遥测遥控、遥感传感和无人机控制等多项前沿科技的发展，无人机遥感技术已逐渐渗透至众多行业，展现出智能化的特性与自动化的能力。这种技术的运用能快速收集各种地理信息的特征，同时对其进行实时处理及深层解析，构建完整的空间模式。由于具备使用方便、节约成本、可灵活移动等诸多优点，无人机遥感技术目前已进入实践应用环节，且成为航空遥感的研究主题之一。无人机作为一种无人员乘坐的飞行设备，可通过电脑实现远距离操纵，可完成人类难以承担的工作；还可以固定地点升空，对飞行的环境和起降场所的要求相对宽松，在实践中可有十分广泛的应用。

3 传统林业资源调查和病虫害防治方法的局限性分析

3.1 传统林业资源调查方法的局限性

人力巡查是最传统的森林资源评估方法，但这种方法具有明显的不足，如人力资源消耗巨大且效率较低、人员技能差异可能影响数据采集的准确度等，不能适应现代林业资源调查的要求。卫星图像分析也是较为常用的调查方法，然而尽管卫星图像可以替代部分人力，但仍面临操作烦琐、信息收集时间较长等问题。而使用飞行器虽然能提高工作效率并缩短周期，但因其昂贵的维护成本无法作为常规的数据收集工具。

3.2 传统方法的局限性

3.2.1 监测方法的局限性

1）调查方式。当前，我国森林保护中关于疾病与昆虫的数据收集主要依赖植物保护专家的现场勘察及样本获取，这种传统的劳动密集型方式存在诸多问题，如消耗体力、浪费时间、效果不佳等。此外，这种方法有较强的主观性，可能造成错误，从而影响对森林生态系统疾病的识别，不利于病虫害防治。

2）实验检测方式。传统的实验检测方法需要人工进行样本采集，之后结合林业资源实际情况进行实验观察。该方法不仅实施难度大，而且可能会在大规模对植物样本进行采集时破坏原本的林业生态环境。

3）星载、机载平台调查监测方式。不管是采用卫星平台还是机载平台开展全天候作业，采集到的动态数据都存在准确性不足的问题。之所以会出现这种情况，主要是受实时气候及空间分辨率等因素的影响，导致采集到的数据误差率较大。加之此方法采集过程烦琐复杂，成本高昂，无法有效满足林业有害生物监测需求。

3.2.2 防治方法的局限性

当前我国采用的主要林业病虫害控制策略以物理方式为主，尤其是针对害虫。主要方式包括以下3种。1）利用昆虫网吸引并捕捉。该方法只能针对飞行害虫，需要大量的人力进行操作和维护，且覆盖范围有限，无法有效应对大规模或广泛分布的病虫害。2）使用性引诱剂进行诱杀。该方法的使用效果受到多种因素的影响，如天气、温度、湿度等。3）使用黑光灯进行灭杀。这种方法可能对非目标昆虫造成影响。

人工施用农药也是传统林业病虫害防治方式。这种方式见效较快，但农药过量使用会破坏生态平衡，导致害虫的天敌减少，还会增强病虫害抗药性，从而加剧病虫害的反弹。我国的森林资源每年都在增长，气候条件也在不断变化，导致林业病虫害的发生范围逐渐扩大，因此传统的方法已经无法满足需求。

4 无人机在林业病虫害防治中的应用优势

4.1 经济效益高

借助无人机，可通过高压喷发的方式喷洒药物，通过将药物的状态由液态改变为雾状，可有效降低药物的流动速度，逐步扩大药物的喷洒范围。在药剂使用量相同的情况下，因药物能够更加均匀地覆盖在植物上，防治效率可得到显著提升[2]。不仅如此，无人机遥感技术的应用使得林区生态环境的监测更加便利，能够更加及时地发现病虫害并能对局部有针对性地施加药物，减轻了药物对环境的污染，且能获得更加理想的病虫害控制效果。

4.2 机动灵活

相较于传统的人工作业方式，无人机工作主要的优势在于机动且灵活。以目前应用最广泛的四旋翼无人机为例，在正常地面上，不需要使用发射器或借助特殊跑道便可轻松完成起飞和降落动作。同时，无人机具有极快的飞行速度，能大幅缩短检查时间，并且能从高空观察林区树木的情况，相较于人工仰头观察的方式更能获知树木的总体状况。搭配高分辨率的相机，无人机便可将实时拍摄到的高分辨率图像发送至计算机，管理人员便可依据高分辨率的图像或影像更为准确地判断林业病虫害发生情况，继而及时采取有效措施来维护地区的林木安全。

4.3 高效安全

无人机遥感技术的应用让化学喷洒作业的安全性得到了显著改善，且让防治效果更加可靠且有效[3]。1）无人机遥感技术集成先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通信技术、差分全球定位技术和遥感应用技术。这些技术的结合使得无人机能够自动化、智能化地执行化学药剂喷洒任务，避免了传统人工喷洒中可能存在的操作误差和重复喷洒问题，从而提高了喷洒效率。2）无人机具有高度的机动性和灵活性，可以轻松到达一些人工难以进入的区域，确保化学药剂能够准确、均匀地喷洒到目标区域。这种灵活性不仅提高了作业效率，还降低了人工操作的风险。3）利用无人机进行化学喷洒作业时，人员可以远离作业区域，降低了接触化学药剂带来的健康风险。同时，无人机的操作减少了人工干预和操作时间，提高了作业的安全性。随着林业繁荣发展，无人机能产生的经济与生态效益还将持续提高，这也是传统人工作业方式无法比拟的。

5 实际应用

5.1 在监测环节的应用

在林业病虫害防治过程中，监测是非常重要的一个环节。对林业病虫害监测的不到位，会严重影响林业病虫害防治计划的实施效果；林业有害生物监测结果越准确，其防控计划在实施的时候就越有效，取得的防控效果就越好。工作人员可结合监测结果，采取合理的预防与治疗方法，以此确保治疗计划的有效性。采用无人机进行森林病虫害动态监测，不仅能够扩大监测范围，而且可以实现由远程高海拔监测到远程低海拔监测的转变，从而对林区进行全方位监测。例如，一般情况下，林区树木若正常生长，对红、蓝光波的吸收能力很强，这就代表森林区域对绿光和红外波段的反射率较高。在遭受病虫害侵蚀时，树木的叶片大量枯萎，导致该片森林区域的红蓝光吸收率明显下降，对绿光和红外波段的反射率也随之降低。以山东省曲阜市国有石门寺林场为例，在该林场对赤松林及林下构树、黄荆等灌木生长状况的调查工作中，通过无人机大范围调查了松林情况，并准确标记出现松树枯死或松针变色的区域，为之后的人工调查提供了方向。对郁闭度小的林分，无人机拍照后，计算机可以有效分析林下构树、黄荆等灌木的覆盖度、长势情况等因子，进而研究林下天然灌木对目标林分的生长

胁迫。

此外，应用无人机遥感技术能够进一步明确林业病虫害的发展态势，在准确定位异常林情的同时，深入分析林业病虫害的发生原因，对病虫害的特征及原理进行总结，预测其可能造成的经济损失，并在此基础上根据当地实际情况提出最佳解决方案[4]。例如，在国有石门寺林场病虫害防治工作中，工作人员可以清楚地掌握监控范围，并且可以准确地指定无人机的上升或下降位置；利用无人机飞行控制软件，可以根据当地的风向和风速变化，实现精准的飞行路线规划，从而获得最优的监测效果。

5.2 在防治环节的应用

控制无人机，能够实时监测环境情况，并将其与手动微观监测结果相结合，从而获取更加直观、准确的病虫害信息，帮助工作人员更好地制订防控方案，从而增强防治效果。部分地区不易到达，而利用无人机，可实现精准防治[5]。在曲阜市国有石门寺林场，由于地形复杂、面积广阔，传统的林业病虫害防治方法难以有效实施。随着植保无人机的引入，该地区的林业病虫害防治工作取得了显著成效。在一次针对落叶松早落病的防治行动中，曲阜市国有石门寺林场利用植保无人机搭载特制药剂，在飞行过程中进行精准喷洒，出色地完成了防治工作。

与传统的防治方法相比，无人机的应用大大提高了防治效率。同时，由于无人机能够精确控制药剂喷洒量和范围，减少了化学药剂的使用量，降低了对环境的污染。此外，通过实时监测和数据分析，防治人员能够及时评估防治效果，调整防治策略。采用无人机技术进行林业病虫害预防和控制可以节省大量的人力物力，并且能够取得更好的预防和控制效果。

6 结语

通过分析传统森林有害生物防治模式的缺点和不足，充分认识到使用无人机遥感技术提高森林病虫害防治效率的重要性。提高无人机在森林病虫害监测和控制中的使用率，可以有效提高林业病虫害防治的科学性，为林业健康可持续发展提供基本保障。

参考文献：

[1] 陈业文.无人机在林业有害生物防治中的作用分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）农业科学，2023（3）：125-128.

[2] 李智慧.浅谈无人机在林业有害生物防治中的应用[J].南方农业，2019，13（26）：72-73.

[3] 赵强，章武英.植保无人机在林业有害生物防治上的应用[J].新农业，2022（20）：31-32.

[4] 任振波.探究林业有害生物无人机防治作业技术[J].中文科技期刊数据库（全文版）自然科学，2022（6）：295-298.

[5] 王珺，马德辉，李睿霞.浅谈多旋翼无人机在林业生产中的应用[J].农业科技与信息，2017（22）：100.

（责任编辑：刘宁宁）