无人机遥感在森林资源监测中的应用

谢超

摘 要：无人机技术是一种机体上无人驾驶可通过程序或无线电远程遥控，无人机遥感技术是在无人机上搭载各种类型的传感器，包括光学、热成像、激光传感器等。在林业领域，我国森林资源监测早期采用的是地面实测的方法，使用的都是传统工具。如今可利用无人机遥感技术获得的高分辨率影像获取林木冠幅、郁闭度、树高等参数以及林分生物量、病虫害发生地和火情信息。

关键词：无人机遥感;森林资源;监测

无人机遥感技术就是在无人机上装载各种传感器可以通过程序控制或者无线电操控对无人机的运行轨迹进行控制。可以分为固定翼型无人机 通过动力系统和机翼的滑行实现起降和飞行，遥控飞行和程控飞行均容易实现，抗风能力也比较强，类型较多，能同时搭载多种遥感传感器。起飞方式有滑行、弹射、车载、火箭助推和飞机投放等;降落方式有滑行、伞降和撞网等。固定翼型无人机的起降需要比较空旷的场地，非常适合森林资源的监测。还有就是无人驾驶直升机，次技术优势是能够定点起飞、降落，对起降场地的条件要求不高，其飞行也是通过无线电遥控或通过机载计算机实现程控。但是无人驾驶直升机的结构相对来说比较复杂，操控难度也较大，在森林资源监测中因为森林的环境非常复杂，所以应用无人驾驶直升机技术困难太大。无人机遥感传感器可以根据不同类型的任务，使用相应的机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、多光谱成像仪、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪、合成孔径雷达等。使用的遥感传感器应具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异等特点。

一、无人机遥感技术监测森林资源的步骤

无人机遥感技术监测森林资源需要遵循一定的步骤来进行，不能随意进行，具体分为三个步骤，既前期内业准备、外业调查和后期内业处理，接下来将分步进行详细的介绍。首先是前期内业准备，就是做好监测前的准备工作，对所要进行监测的林区进行调查，清楚其具体面积，林内主要林分有哪些，了解当地的树种组成，为监测工作的开展提供切实有效的参照依据。之后便是选择合适的天气以及监测的地点，一般都会选择地势较为平缓，坡度不太大的地形条件下进行，设置好无人机飞行的航线。由于风雨等天气状况下会对无人机的飞行状况以及拍摄效果造成非常大的影响，所以要选择无风、无雨、无雾的晴朗天气进行监测。然后进行外业调查也就是实际监测，按照设定好的路线放无人机，使其自动飞行，在此过程中相机会进入连续自动拍摄状态，而此时需要做的就是时刻监视无人机是否按照正确的航线飞行，飞行过程中是否安全，以及相机的拍摄状态，在监测结束之后，人工操控将无人机停落在安全的位置上，这样就完成了外业调查了。最后是后期内业处理，也就是对外业调查所获得的影像进行处理，因为在拍摄过程中受到各种原因的影响，会使得拍出来的照片不太理想，所以就需要利用一些技术使其转换成理想的状态，再对其进行分析，最终得到监测结果。严格地按照以上步骤进行操作，确保每一个环节都是准确无误的，就能够起到非常好的监测作用。

二、无人机遥感技术的应用优势

无人机遥感技术的应用非常广泛，并且受到了一致的欢迎，是因为其具有独特的应用优势，才会在竞爭中脱颖而出。最为显著的优势就是操作简单、成本低、获取信息的速度快，最主要的是省去了大量的人力物力。因为森林资源面积非常大，在无人机遥感技术出现之前，大部分还都是人工勘测，不仅准确率难以保障，还需要耗费大量的时间，要投入很多人力资源才能够完成监测工作，对于监测人员体力和能力方面是一个双重考验。而使用无人机遥感技术就彻底解决了这一问题，利用智能技术，不再需要大量人员去实地监测，只需要有人操控无人机，之后对所得信息进行处理就可以了。而且无人机操作简便，不需要有非常高的技术水平，在难度上不足以影响到监测工作的开展，由此可见，无人机遥感技术在森林资源监测中确实具备非常明显的应用优势。

三、无人机遥感在森林资源监测中的应用

1.监测林木的生长状况

保护森林资源最主要的就是要保障树木健康生长，所以需要时刻监测林木的生长状况，包括林分组成、郁闭度以及生物量等，这些数据的测定都是比较麻烦的，并且准确率难以保障。而利用无人机遥感技术能够实现监测林木生长状况的目的，测量结果更加准确，通过对图像的处理能够直观了解整片森林的状况，这对于保护森林资源来说是能够提供非常大的帮助的。不仅是在这方面，无人机遥感技术还贯穿于森林资源监测的很多领域中，都或多或少发挥了一定的作用，所以还是需要加大研究力度，好好利用这项技术的。

2.监测林木病虫害情况

因为无人机遥感技术可以实现高清图像的呈现，所以利用无人机遥感可有效获取森林病死木、病虫害的位置信息;利用无人机遥感获得的影像，采取人工目视法寻找感病变色的病死木，可以满足人工现场采伐的要求。利用无人机平台搭载的相机，同时获取高清细致的图像，可精确划分出病虫害发生区域。 基于无人机遥感图像，利用非监督分类方法，即根据图像的相似性进行分类的方法，结合实际的检测图像，分析出有特点的区域是有病虫害侵害的，证明无人航拍图像能够真实显示发病中心及发病区域。利用此技术可以实现对森林现状的时时监测，对出现病虫害的地区能够及时的发现快速的对区域林木进行专一治疗，这对于森林的保护是非常重要的保护手段之一。

3.监测森林火灾的发生

无人机遥感技术在森林火灾的监测上发挥了非常重要的作用，保护了森林资源的安全，利用无人机遥感技术拍摄回的照片中，通过对图像进行智能化处理，能够分析出是否存在发生森林火灾的隐患，这样能够提前采取应对措施。即使已经发生火灾了，无人机也能够在准确的位置发出警报，人们就能够及时找到着火点进行扑灭，争取到更多的扑救时间，将损失降到了最低。森林火灾对于森林资源的危害是最大的，既有人为火灾也有自然火灾，但是一旦火势较大是难以采取有效的扑救措施的，所以主要依靠的还是预防，这就需要进行及时的监测，无人机遥感技术的应用正好达到了这一目的。

四、结语

通过本文的讨论可以确认无人机遥感具有采集灵活方便，成本低、效率高的特点非常适合于森林资源监测，但是无人机的载荷有限，飞行稳定性不足，难以满足实际飞行任务的需求，限制了无人机遥感技术在森林资源监测中的应用，在未来发展研究中应加强此方面能力。目前，在无人机上可以搭载各种传感器以及合成孔径雷达等可做到综合化使用，为解决高郁密度林分树高的监测问题提供了支持。国家应加大对无人机遥感技术的研发力度，有效促进无人机遥感技术在森林资源监测中的应用。

参考文献

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