无人机遥感技术在林业领域中的应用

刘天娇

摘 要：信息时代背景下，无人机遥感技术得到广泛发展，采用无人机遥感先进技术可实现对林业各项资源的快速、准确调查，提升林业资源在我国发展过程中的重要价值和作用。传统林业各项资源调查受人为因素、环境因素影响，实际调查工作中精度低，不能实现“精准调查”。依据林业的实际发展现状，来加大对林业资源的保护和开发力度，采用无人机遥感技术具有成本低廉、操作灵活、安全性高等优势，可实现小区域精准的资源调查，将无人机遥感技术应用到林业资源调查中，对未来林业发展具有重要意义。

关键词：无人机遥感技术;图像处理;林业资源监测;林业资源调查

伴随着科学技术的迅速发展，我国在无人机遥感技术方面的研究也越来越深入。当前，我国的无人机遥感技术得到了进一步发展和完善，而将其运用于林业生产过程中，在有效降低工作量、节省人力物力消耗的基础上，还可以全面、实时的监测林业的生产动态，从而极大的保障监测信息的准确性、科学性、有效性，并且有效防范各种自然灾害问题，从而提高林业资源的经济效益，将其无人机遥感技术运用于林业生产过程中，能迅速并准确获取大量信息，实现对森林高效、全面监控，节省不必要的人力、物力投入，并且有效防范各种自然灾害问题，从而提高林业资源的经济效益，以期推动其在林业资源生产过程中的良好应用。

一、无人机遥感技术的概述

1.无人机遥感的简介

无人机遥感技术是指利用无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术等进行数据处理、建模和应用分析的应用技术。它具有体积小、重量轻的特点，而费用成本较低，用途多样。无人机遥感技术是以无人飞行器为核心的搭载遥感、图像传感等设备的工作系统，其以无线电和GPS支持，运用CPS系统来准确获取目标相关信息，并且在GIS技术的协助下，来实现其与3s技术的有效融合，可实现准确、高速获取林業资源调查和森林防火监测，为相关工作提供便利。

2.无人机遥感技术的工作原理

无人机感应是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操作的无载人飞机，它以无人飞行器为平台，搭载多种不同的遥感传感器获取远程空间遥感信息，通过电子信息技术加工处理后，按照一定精度要求制作出正射遥感影像。无人机根据预先的设定相关参数，参数设置完毕后，以无人机自驾系统实现智能化自动飞行，需要情况下，也可切换成手动控制飞行，飞行中无人机数据和地面指挥中心数据互通，无人机航拍图像信息能够实时传递给地面指挥中心，指挥中心根据图像和工作需求，可调整无人机航行轨迹。数据后处理是将无人机技术加以利用，发挥数据最大化价值的步骤。国内成熟的无人机数据后处理平台是PixelGrid，其可以实现遥感影响技术一体化处理，将无人机航拍高分辨率图像收集、显示、分析、储存、应用等集为一体。运用数据后处理软件获取DSM、DOM、DEM、CHM、3D Model等，获取一系列数据信息后，可利用Envi、Solapp、ERDAS、AreGIS软件平台处理多光谱数据，将无人机遥感技术应用到林业资源调查和森林防火监测中。

二、无人机在林业资源调查与监测中的应用

近年来，人们加大了对林业资源变化趋势的关注和研究力度，在这种形势下，加强对林业资源的调查，无人机遥感技术具有非常重要的意义，有助于推动林业资源的进一步发展。

1.在林业资源调查中的应用

在调查森林资源的过程中，将无人机遥感技术充分运用于研究森林的蓄积量，是当前无人机遥感技术的重点应用方向。在应用无人机遥感技术来调查森林资源现状时，需充分借助无人机遥感技术，来掌握森林资源的动态变化状况，促使获取的各项信息更加准确和真实;此外，还可依靠无人机遥感技术的图像处理技术，来充分展现森林的现状和覆盖情况。而且无人机遥感具有较快的成像技术，它可以确保当前开展的森林资源调查活动，具有更高的时效性，而且通过运用 和分析遥感资料，可以极大地提高调查的效率，确保调查的质量。采用以往的调查方式来清查林业资源时，大都注重对林业资源的面积及类型的清查，无法实现对林业资源的集中、高效管理。而应用无人机遥感技术来监测森林资源，可以清楚地了解其内部的各项信息，从而据此来把握森林的分布概况。此外，还可以利用无人机遥感技术来实现对森林蓄积量的有效监测，遥感影像信息与森林生物之间具有相关的联系。而有关试验也充分证明，森林蓄积量与波普之间存在着一定的比值关系，因此，运用无人机遥感技术，可以实现对森林蓄积量的有效监测，一方面可以充分发挥遥感数字影像技术的作用，来科学、有效的分析相关数据信息，另一方面，也可以据此来了解植被的分布概况，从而更加准确的调查和分析林业资源情况。

2.在监测病虫害中的应用

近年来，我国在林业资源方面取得了较大的进展，促使其建设规模逐渐扩大，资源类型也更加完善和丰富，然而就其生态系统来看，还仍然处于一种相对薄弱的情况，其中有多种因素影响了林木的正常生长情况，而病虫害作为一种比较严重的影响因素，为了确保林业资源的正常生长，需加大对病虫害的监测和防治力度。运用无人机遥感技术，可以更好地监测林业中的病虫害，并且在可见光相机装置的搭载作用下，可以针对所监测的区域，来有效监测出其中的松线虫等病虫害，并且发挥一定的预警。例如，在运用低空多旋翼无人飞行器时，可以搭载多波段成像传感器，来研究林业资源中的柑橘黄龙病，为了实现对该病虫害的有效辨别和监测，可以分析位于波段范围530nm至900nm之间的数据，及与植被相关的指数数据等来完成。而且在准确识别该病虫害后，为了及时、有效的防治林木的此种病虫害，可以将相应的农药喷雾器悬挂在林木上。

3.在监测森林消防中的应用

森林火灾具有较大的破坏作用、较强的突发性，而且在其救援和防范方面，也具有较大的难度，从而严重制约了森林的正常生长。在经营和管理林业资源时，对于林业火情的监测和防范，是一项非常重要和必要的工作。因此，在针对一些经常发生森林火灾的林区，可以充分发挥无人机遥感技术的作用，来实现对森林火灾的有效预防和准确预测，并且也可借助这种技术，来科学评估发生森林火灾后的现场情况。

（1）利用无人机遥感技术来有效勘察和监测森林火灾。在具体实践的过程中，无人机可以准确探测到发生火灾的具体位置，并且掌握其火灾覆盖范围，从而将发生火点的准确位置及时上报，并及时发出预警和警告。

（2）可以利用无人机遥感技术来获取相应的空间遥感图像，并确保其包含红、绿、蓝三种颜色，即RGB，然后通过运用转换技术，在森林火灾图像的基础上，获得HSV空间，其中包含色相、饱和度及亮度，然后在径向基函数的作用下，来准确识别森林火灾，其精度高达87%，从而表明运用无人机遥感技术可以实现对森林火灾的有效预测。

（3）在判断森林中有无火灾存在时，可以在无人机遥感技术的热成像数字摄像机的协助下，通过运用其形成的视频图像及相关的灰度阈值，来准确探测其中的火灾位置。

（4）在无人机遥感技术的作用下，可以得到火灾发生前及发生后的图像，然后得到其相似度阈值，如果该数值大于0.08，即可认为该地发生了森林火灾，否则，则没有火灾情况的存在，从而实现对火灾的自动化和智能化识别。此外，还可以借助无人机遥感技术，来有效分析林业区域发生火灾后的情况。

4.在提取相关林地生物量信息中的应用

在调查林地资源时，还可以运用无人机遥感技术来拍摄树冠，促使其形成树冠的遥感影像，然后借此来测量和估算林区内的所有生物量信息。在无人机遥感技术的运用下，可以获得分辨率较高的影像，以便对林区内的单木生物量进行有效估算，然后依靠面向对象的分类方式，可以在分析遥感图像的基础上，来获取单木树冠的面积大小，然后根据测量的胸径大小，来创建相应的模型，最后在树干面积和相关生物量经验方程的作用下，来得出树干的生物量信息，这即是无人机遥感技术在提取森林生物量信息方面的应用。运用传统的卫星影像技术所获得的相关生物量信息，由于其具有较低的影像分辨率，因此测得的数据具有一定的不确定性，无法有效保证其测量精度，而应用无人机遥感技术所获得影像，具有较高的分辨率，因此，可以比较准确的反演所测区域内的森林生物量信息。

综上，无人机遥感技术作为一种重要的监测工具，在我国的林业生产中具有非常重要的价值和应用前景，有助于实现对林业生产状况的动态监测和分析，并且通过对数据信息的有效处理，来促进其更好的生产和发展。而且通过人工作业，无法有效林业资源调查和监测工作，人工成本高，效率低，且无法迅速掌握全局。在科学技术发展趋势的推动下，当前的林业生产也逐渐朝着信息化、自动化等方向发展，因此，通过运用无人机遥感技术，来获取相关的林业参数，有助于更好地开展对林业资源的研究。为此，相关研究工作者需加大对无人机遥感技术的研究和创新力度，不断改进其中的缺陷和不足之处，从而充分发挥其在林业资源调查和监测方面的重要作用。

参考文献：

[1]史洁青， 冯仲科， 刘金成. 基于无人机遥感影像的高精度森林资源调查系统设计与试验[J]. 农业工程学报， 2017， 33（11）：82-90.

[2]徐誉远， 胡爽， 王本洋. 无人机遥感在我国森林资源监测中的应用动态[J]. 林业与环境科學， 2017， 33（1）：97-101.

[3]张艳楠. 无人机遥感在林业中的应用[J]. 内蒙古林业调查设计， 2017， 40（6）：77-78.

[4]张绍飞. 森林资源调查中无人机遥感的应用[J]. 农技服务， 2017， 34（6）：104-104.

[5]赵国帅. 无人机遥感在林业中的应用与需求分析[J]. 福建林业科技， 2017（1）：136-140.