无人机技术在林业调查规划设计中的应用

杨 晨，孔维俊

（山东青华园林设计有限公司，山东潍坊 261000）

0 引言

传统测绘工作的开展主要以人工手持仪器为主。这样的工作方式使得测绘工作量大，且测量精度容易受到影响。近年来，科学技术的快速发展使得人造卫星进入大众视野，航空遥感也基于这一科技进步取得了新的突破。无人机技术作为航空遥感手段的主要衍生体，也逐渐应用于多个领域。其中，就林业调查规划设计方面来说，无人机技术的应用能够及时获取森林资源调查信息，有助于森林资源的合理监控及作业效率等的提升。

1 无人机技术特点

1.1 灵活性高，环境适应性强

灵活性高是无人机技术的主要技术特点。传统工作模式下，飞机驾驶以人工为主，需要考虑能够作业的领域与不能作业的领域，多数危险区域难以进入。而采用无人机技术，即便环境条件危险，也可以通过航拍获取精准数据。另外，从体型方面来说，无人机更加轻便，这也为操作灵活奠定了基础，能够快速适应各种地形环境。

1.2 配置灵活，执行任务多元化

无人机的功能是所种多样的，且多数功能型设备可以拆卸或重组。换句话说，可以根据具体的作业条件对设备进行提前调整。通常，林业调查规划设计工作的开展需要配备云台负载物。该设备的功能十分多元，且易于调整。一般来说，在设计无人机时，都会考虑到它的功能，以保证它可以在不同的任务中调用不同的功能模式。

1.3 信息获取及时，任务执行更精准

近年来，科学技术的发展使得无人机技术成功与4G、5G无线终端相结合，这大大提升了信息收集的准确性，且无人机收集到的所有信息会同步传达给任务中心，信息传递更加及时，且有效性得以保证。

2 无人机技术在林业调查规划设计中的应用

2.1 无人机技术在林业虫害调查与防治中的应用

在全球气候、社会经济等多重因素的影响下，森林病虫害问题愈发严重。例如，白蛾的入侵就对美国森林的生长产生了极大威胁。由于森林病变初期指征变化并不明显，且部分林业调查周期较长，很容易错过森林虫害防治的最佳时期。其次，不同时期的害虫特点不同，这就导致不同时期林间的形态会存有差异，同时也使得森林虫害防控工作开展难度提升。借助无人机技术的自动化特征，可以实时监控林间情况。与传统调查防治方式相比，该方法的工作量大大降低，调查周期也大大缩短。一般来说，受到病虫害的植被会出现一定的病状特征，相关工作人员可结合遥感影像图确定受影响的森林区域及其面积，从而深入区域内部进行原因调查，减少病虫害大爆发的可能。除此以外，在一些人类不能进入的危险区域，通过无人机技术，也能够进行遥感监测。这样一来，工作人员能够更加全面地了解病虫害的始发地，减少了传统调查工作的局限性。

2.2 无人机技术在森林火灾防范中的应用

我国森林火灾发生频率相对较高。就目前的统计结果来说，每年全国森林火灾平均达到10 000起，受火灾影响的森林已经超过百万公顷，可以说，森林火灾已然成为我国森林资源保障、林业事业发展面临的主要威胁。除人为因素以外，气候变化也会增加森林火灾出现的可能。因此，森林火灾的规律性较小，突发性、随机性特征显著。尽管多年的森林火灾防治工作使得我国积累了一定的发展经验，但由于对森林火灾实时信息的掌握较少，上述发展经验的应用效果并不显著。基于此，加强火灾事件发生前的森林检测是十分必要的。通过事前检测，能够快速掌握森林消防的动态及相关信息，为后续火灾扑救工作的开展提供参考。无人机技术在林间信息收集、火情排查等调查任务中的应用，能够真正做到“早发现，早应对”，同时以无人机为主的火灾防控方式也能够摆脱传统防控的弊端，提升过程检测的安全性，降低检测难度。将红外线林火监测系统与无人机技术相结合，能够更加清楚地掌握不同时间段森林火灾的蔓延速度、可能出现的最大着火高度等。在大范围的火灾控制中，为了保证复杂地区的稳定作业，必须使用多个无人机协同作战。在高新技术的支持下，国内研发的森林防火系统愈发多样，这些高端设备与无人机技术的结合使得森林火灾防治工作开展取得了快速进步。

2.3 无人机技术在林业执法管理中的应用

传统的森林执法方式是利用卫星遥感影像进行取证。卫星遥感影像的实时性差，且多数遥感影像的分辨率不能很好地满足观测的要求。因此，在进行观测的过程中，即使投入了大量的人力物力，也会由于调查周期长增加取证难度。随着我国经济的快速发展，一些不法行为者开始利用非法占有林地来谋取所谓的经济利益。在森林执法中运用无人机技术，可以极大地遏制这一现象，增加不法分子的心理负担，从而对不法行为的发生产生约束作用。与传统的森林执法方式相比，无人机技术具有更高的时效性，且不需要投入较多的人力、物力，成本较低。不仅如此，以无人机技术为支撑的林业执法能够获取更高分辨率的影像图，从而对非法占用林地等不法行为进行实时监控，在投入成本较低的条件下最大程度地保护林地资源。除此以外，无人机所具备的正射影像功能，能够及时地检测并生成人为因素和自然因素造成的违法图斑，供森林执法部门准确无误地对违法图斑的情况进行处理。

2.4 无人机技术在营造林核查中的应用

目前来说，我国十分倡导退耕还林生态保护措施的实施。尽管我国已开展营造林工作多年，取得了一定的实践经验，但在实际运作中，也会出现各种各样的难题。以林业种植工作的开展为例，通过无人机技术的应用，不仅能够完成对种植区域的勘测，还能够获取更加准确的基础数据。其次，无人机还能够辅助树苗培育，抑或者为林木种子提供帮助。与传统的人工营林作业方式相比，既节省了人力，又提高了效益。在造林期间，还可以利用无人机进行施肥和喷洒杀虫剂。这一操作，既可以降低管理费用，又可以极大地保障相关工作人员的身心健康，降低农药残留过剩问题发生的可能性。最后，通过对营造林面积、退耕面积的监测，可以提高造林项目的精度。

2.5 无人机技术在森林资源调查中的应用

一般来说，林业管理部门会定期对特定区域内林地、林区内的生态环境等进行调查，以便及时掌握并完善林业资源动态。通过上述信息的掌握，能够有针对性地管理或动态调节森林资源，以促进自然环境与经济协调发展，无人机技术灵活性较高，且能够大大提升工作效率，为森林资源调查工作的开展提供了便利。

2.6 无人机技术在林业摄影测量中的应用

通过无人机摄影测绘，能够为二维正射影像的形成提供帮助。工作人员首先需要来到现场，对现场的区域高地、天气情况等进行观察，核查该地区是否属于限飞区域。在确定上述信息无误后制定飞行航线。任务完成后，所采集到的图元数据通过pix4dmapper进行处理就能够生成二维正射影像图。将该图像导入地理信息系统中，就能够清楚地知道该区域的森林面积及具体位置，这些数据的获取是上述森林调查、森林病虫害防治等工作开展的基础与关键。

3 结语

综上所述，无人机技术在林业调查规划设计中的应用十分广泛。相较于传统的作业方式，无人机技术的灵活性更强、适应性更高、准确性更加突出，这为林业工作的开展提供了良好的条件。从林业调查规划设计工作方面来说，无人机技术的应用是建立健全森林资源管理体系的重要条件，同时也是提升森林资源管理水平所不可或缺的。当然，目前无人机技术在林业调查规划设计中的应用还存在一定的问题，需要相关工作人员掌握更多的无人机操作技术，不断思考无人机技术的创新应用。只有这样，才能够为林业调查规划设计工作优化以及我国林业事业可持续发展做出贡献。