无人机技术在林地动态监管中的应用

王生，李立

（1.湖北省林业局驻秦巴山区森林资源监督办，湖北 武汉430079；2.湖北省林业局驻大别山区森林资源监督办，湖北 武汉430079）

林地是森林资源的核心要素，是林业的立足之本和根基，是生态环境的重要载体，因此良好的林地管理是森林资源保护的基础，事关林业发展和生态安全[1-2]。随着社会经济的快速发展及城市化建设、各项工程建设、矿产开采等众多领域都需要征占用林地，大量消耗了林地资源，开发与保护矛盾越发突显，各地未批先占、少批多占、批东占西等违法违规占用林地的问题突出。由于建设项目使用林地点多面广，且多数区域交通不便、地理环境较差，发挥无人机精准、高效、安全、智能等优势对林地进行全方位动态监测，可以及时预警、准确核查和锁定证据，为林地管理工作提供有力的技术支撑，有效提升林地管理能力和林业治理水平。

1 运用无人机技术在林地管理中的优势

1.1 实地勘测精准度高

传统林地勘验中多运用卫片、地形图人工勾画或结合移动终端进行GPS 拐点定位，存在地形图拼接错位、卫片偏移等基础数据误差和人工判读的人为误差。使用无人机进行航拍形成高清正射影像，面积误差可以控制在1 m2内，大大提高了林地实地勘测的精度[3-4]。

1.2 动态监测具有即时性

目前，各地林地核查以卫片判读结合实地调查为主。林地核查中使用的卫片多为上一年度航拍，时间上存在3～10 个月的滞后期；同时，部分山区由于天气原因还存在连续多年云层遮挡不能及时更新卫星影像。现代工程技术的快速发展，短时内就能对林地造成大面积的破坏，如大型工矿开采15 d 内即可侵占数十公顷林地。因此，及时发现异常、及早排查和查处问题尤为关键。利用无人机可以获取即时影像，准确及时反映林地实况，为林地的动态监管提供有力支撑[5]。

1.3 对疑似图斑核查效率高

传统的疑似图斑核查多采用移动终端GPS 定位、边线绕行等方式，效率不高，特别是对分散式多小班、山区线性道路的实地核查工作量大。以采矿区核查为例，面积10 hm2的区域边线长度2～5 km，实地核查需要两人花费2～5 d；而采用无人机航测仅需1 人1 架次约30 min 即可完成，疑似图斑实地核查无人机作业效率可以达到人工核查的10 倍以上[6]。

1.4 可有效克服地理限制

有些林地因地理条件受限，人工进入难度大、危险性高，特别是工矿区、山区道路、风电工程等项目的施工阶段，施工现场进入困难且存在安全隐患，有些区域甚至无法进入现场进行实地核查。运用无人机技术，可以有效克服传统林业工作中受到的地理限制与环境险情，降低作业风险[7]。

2 应用无人机动态监管林地的技术要点

2.1 技术准备

对监测区域内的林地“一张图”数据库、建设项目审批红线图、公益林数据库等基础数据进行整理，转化成同一坐标系数据。对卫星影像、森林督查图斑进行叠加分析，进行室内判读，拟定实地核查目标。做好机器设备的调试，飞控、飞行器软件系统需要同步更新，相互匹配。根据目标区域的特点和任务选择飞行载荷并与飞行器进行组装调试，对飞行器的存储设备SD 卡进行检查，预留足够的存储空间。

2.2 巡飞测量

起降点、操作台应选择开阔无遮挡区域。地形复杂区域要对飞行区域内的地形地貌进行调查，对制高点、风口、电磁干扰物、信号绕射物进行标注，起降点选择时应尽量避免这些危险因素。做好飞行前检查，对电池电压、螺旋桨安装、传感器信号连接、磁场校定等逐一检查调试。做好航线预规划，现在多数操作平台可对框定的目标区域进行自动航线生成，目标范围区划尽量避免跨山脊作业以免信号中断造成飞行器失控。飞行高度、速度均严格按照无人机操作指南要求设定在安全值范围内。关注任务执行全过程，任务执行过程中要密切关注飞行器的运行状态、任务载荷的工作状况、操作平台的连通状况，确保安全飞行[8]。

2.3 数据处理

任务执行完毕，应对飞行器进行检查。先断开飞行器电源，对螺旋桨、传感器、电池等部件进行检查，如有损坏和异常应予更换和维修。及时做好数据拷贝和备份，对航拍数据进行处理形成正射影像，导入Arcgis 中，与林地“一张图”、审批红线图、公益林数据库等数据进行叠加分析，新建shp 图层，勾画出疑似图斑进行面积计算，导出地图，形成林地核查本底数据，为林地动态监管提供数据支撑。

3 结语

应用无人机技术，可以实现对林地的精准测算、动态巡查、高效核查，具有机动、时效性强、降低劳动强度、克服地形限制、安全系数高等优势，已在林地动态监管中被广泛应用。

当前无人机应用于林地动态监管还存在一些瓶颈。如无人机电池续航时间短、即时成图难、林业专用软件欠缺等，尚需结合林业行业特点进一步研发和更新应用软件。目前无人机数据与林地监管及林业行业各项数据之间的端口、格式尚未统一，数据后期处理工作量大、难度高[9]。无人机应用专业性强，需要林业、地理信息、计算机及无人机操控等多种知识和技能，目前林地管理相关专业技能人才较为紧缺。无人机应用需要严格遵守相关法律法规的规定，确保安全作业。