无人机在森林资源管理中的应用

彭晓燕

（新绛县林业局林业技术站，山西 新绛 043100）

森林资源管理是林业工作的核心内容之一。目前国家林业局制定了《关于加快实施创新驱动发展战略支撑林业现代化建设的意见》，指出应深化林业科技体制改革，增强林业自主创新能力，要充分应用3S技术、红外感应技术、无人机技术端等现代化先进技术，形成推动林业现代化发展的强劲动力，提高森林资源的总体功能与生态效益，进一步为建设生态文明和美丽中国目标提供强有力的支撑。本文在分析作为现代化高新技术之一的无人机特点的基础上，分析探讨其在森林资源管理中的应用方法与前景，以期为营造林创新驱动发展提供科技支撑。

1 无人机及其特点

无人机（UA）是无人驾驶飞机的简称，是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置的不载人飞机。无人机具有自主航行能力，利用自备的自动化飞行控制，进行航空拍摄、实时监控等功能。

具体而言，无人机技术具有如下特点：①环境适应能力强。无人机无人驾驶，在人力所不能及的地区及极端恶劣的环境下，都能代替人类出色地完成任务。②执行任务多元化。无人机系统在设计时采用平台化、模块化的设计，其具有负载、维护等多方面的综合优势，可根据实际情况进行任务模块间的灵活调整，在适应不同行业的任务需求同时，能精准完成各项指令任务。③信息获取及时。无人机结合4G、5G及无线中继等通信技术，可以达到信息的及时获取。④回报效益高。无人机体积小、操作简单，且风险性小、成本低，操作员可以运用地面站程序对无人机实现远程遥控，完成对目标区域的作业操作，以低成本的投入产生高效益的回报。近年来，无人机技术的高速发展，使无人机遥感技术逐渐受到各个行业的青睐，应用领域不断扩大，应用频率不断提高。

2 无人机在森林资源管理中的应用需求分析

我国日常的林业管理工作有森林资源监测调查、有害生物监测防治、森林防火等。然而，我国森林覆盖区多为交通不便的山区，传统的深入森林深处开展外业工作，环境艰苦、任务量大，且实效性差，导致森林资源受到一定的天然或人为的威胁，因此引入新技术、新设备辅助林业管理已亟不可待。

无人机技术的发展与应用无疑是给林业工作插上了“翅膀”，能够对面积辽阔、地形复杂的森林进行迅速实时的巡查监测，为科学管理森林资源提供了依据，为林业建设和生态文明可持续发展提供了技术支持。可以说，在生态文明建设与生态环境保护的大形势下，无人机技术在林业领域的应用发挥着得天独厚的优势，是森林资源管理工作的“空中保护伞”。

2.1 无人机在森林资源管理中的应用需求

2.1.1 森林资源调查目的和特点

及时掌握森林资源的数量、质量和生产、消亡的动态规律，为制订林业政策、编制林业规划和鉴定森林经营效果服务。特点是工作量大、环境艰苦、内容繁杂、周期短且数据要求精细。

2.1.2 造林面积核查目的和物点

造林面积指标是衡量林业生产情况的主要指标，可以为林业行政管理部门管理、决策营造林工程提供重要依据。特点是工作量大、环境艰苦、周期短且数据要求精细。

2.1.3 森林防火救灾目的和特点

火灾对森林及其生态系统带来严重的危害和损失。森林防火是森林资源管理的重要内容。特点是突发性强、燃烧面积大、火势蔓延快、火场救援困难等。

2.1.4 森林病虫害防治目的和特点

森林病虫害往往被称为“不冒烟的森林火灾”，其会破坏森林资源及其内部生物的动态平衡。特点是突发性强、扩散速度快、防治困难等。

2.1.5 林业执法管理目的和特点

防止不法分子为了实现短期个人或部门利益，非法破坏森林资源和生态平衡。特点是作量大、环境艰苦、违法行为难以发现。

2.2 需求分析

我国是森林资源大国，又是森林火灾、病虫害多发国，存在森林资源管理难度大、传统管理手段落后等问题。为此，借助现代高新技术辅助林业管理，通过合理、科学、高效的森林资源管理，促使森林资源管理走上现代化可持续发展道路，就显得尤为重要。

2.3 无人机在林业应用中的技术优势

无人机是现代高科技发展的产物，可以很好地弥补传统森林资源管理方法的不足和局限性，具体表现在：①无人机体积小、便于携带、环境适应能力强、操作简单、便于运输、风险性低、制造成本低，且不用过多考虑驾驶员的因素限制，能代替人类出色地完成任务，并实现人员零伤亡的目标；②无人机可以变“不能干”为“能干”，且技术精准，使林业调查简单化、技术含量科技化、工作效率高效化。

3 无人机在森林资源管理中应用探讨

3.1 在森林资源调查及造林面积核查中的应用

无人机技术具备机动、灵活、迅速、受干扰小等特点，可快速、实时获取森林资源的高清航拍数据，调查人员无需过多的户外作业，有效地降低了劳动强度，提高了调查工作的准确率和效率。

通过无人机低空飞行的高清正射影像，能为核查区造林提供真实、精确的信息依据。如果能准确的定位到需要补植的位置，还为营造林面积核查工作提供新的技术手段，并为补植补造提供了便利。

3.2 在高效解决森林防火及森林病虫害防治中的应用

目前，国内外都在探索利用高新技术手段解决森林防火中存在的问题。如美国利用“大地”卫星来探测地面高温、浓烟和火灾遗址等，其耗费了巨大的人力、财力，但效果一般；我国在森林防火上也先后利用过卫星遥感、视频监控系统等，但还是无法满足对森林防火的需求。现在已有企业和机构提出“森林防火无人机预警系统”，应用无人机技术进行森林防火监测，可以打破传统森林防火在不可见恶劣、极端地理环境下及重事故灾害现场难以救火的弊端，利用云台所承载的高清相机、红外相机等设备准确掌握火情，并完成小面积火情灭火弹、灭火吊桶的投掷，将森林火灾扼杀在萌芽状态。同时，在扑火灭火阶段，可以迅速锁定火场区域具有生命特征的物体，对救火员、野生动物保护起到了积极作用。

农林植保无人机装备的红外成像、多光谱等设备，能精确定位森林中存在的病虫害、变色树、异常林等状况，进一步掌握林地受病虫害影响范围、面积、程度等信息。同时，还能进行农药喷洒，有助于精准、快速、及时、有效地进行森林病虫害防治。

3.3 在助力林业执法及生态环境整治中的应用

无人机具有操作便捷、高清航拍、实时传输数据等优势。运用无人机技术联合执法，可根据地面站事先设定的飞行航线对森林资源定期巡检，准确定位违法行为，并对违法分子进行定位跟踪，为林业执法提供强有力的证据，以维护森林资源安全。

同时，利用无人机采集的该地区不同时期的高清图片，经过智能筛选，可以发现发生明显变化的图斑显现。通过对疑似图斑地形图和GPS或平板到现地进行核实，并将其与林地档案对照，有助于为生态环境评价与整治提供基础资料，也可以实时快速跟踪和监测环境污染事件，减少污染造成的损失。