遥感图斑和无人机在林业病虫害防治中的合理应用

王 斌 毕晓亮 王廷达

林业资源是我国重要的自然资源，因此受到高度重视。病虫害问题一直是林业保护道路上的主要阻碍，是急需解决的重点问题。遥感图斑技术以及无人机技术在林业病虫害防治中的应用有利于工作人员获得病虫害灾情的精准数据信息，提升防治方案的合理性，降低病虫害对林业资源的破坏。

一、传统林业病虫害防治方法存在的不足

林业的病虫害防治一直是林业工作人员的重点工作内容，但传统林业病虫害防治方法的不足致使问题频发，防治效果欠佳。其中，传统林业病虫害防治方法的不足之处如下所示。

第一，林业受灾情况的调查手段不足，调查数据不精准。林业病虫害的受灾时期、面积、严重程度是不同的，林业工作人员在制定防治方案之前普遍会对林业的受灾情况进行调查，从而根据调查数据制定防治方案。但传统防治手段中，用于调查病虫害受灾情况的调查手段相对单一且落后，既无法保障调查数据的精准度，同时也无法保障调查数据的完整性，所获得的受灾数据与实际情况之间存在极大的误差，严重影响防治效果。

第二，防治方法过于传统，防治力度相对较差。传统林业病虫害防治手段普遍沿用了以往的防治手段，如喷洒化学药剂、设置捕虫网等，在一定程度上能够起到防治病虫的目的，但林业病虫害的危害程度在逐渐增强，单纯依靠传统的防治方法很难发挥作用，防治力度会随着病虫害危害能力、面积的不断加大而减弱。此外，在喷洒化学药剂时普遍以人工或是受灾区域大面积喷洒为主，缺乏一定的精准度，降低了化学药剂的功效，同时也容易破坏生态系统，造成严重的环境污染。

第三，防治方案缺乏灵活性，无法满足防治需求。面对不同的受灾程度、病虫害种类等需要采用不同的防治方案，从物理、化学以及生物角度入手，实现病虫害的综合防治。传统防治方案缺乏一定的灵活性，单纯地依靠同一种病虫害防治手段，致使病虫害防治无法取得预期效果。

二、遥感图斑技术在林业病虫害防治中的应用

1、遥感图斑技术在病虫害防治中的应用原理

遥感图斑技术在林业病虫害防治中主要发挥监测的作用。遥感图斑技术的类型相对丰富，包括卫星遥感图斑技术、无人机遥感技术等，在实际应用时，利用卫星或是无人机在林区上空采集受灾情况的图像数据信息，林业工作人员通过对比图像数据的方式掌握病虫害面积、严重程度等信息，为后续工作的开展提供参考。其中，林业工作人员通过比对图像数据信息便能够掌握林木病虫害受灾情况，主要是因为两点；第一，病虫害发生时，林木外观会发生变化，如枝干被啃食或是蛀空、叶子颜色发生不正常变化；第二，遥感图斑技术能够提取图像中的色彩，并以图斑的形式展现出来。因此林业工作人员通过对比图斑变化情况便可以知晓林木的受灾情况。卫星遥感技术的图斑精准度相对较高，现如今已经达到了0.2m 级别，其中也有部分卫星的遥感精准度达到了0.1m 以下。总的来说，即便是相邻的叶子中出现了病虫害，遥感图斑技术也能够将其精准识别出来，极大程度上提升了监测数据的精准度，为防治方案的制定提供精准且科学的数据参考。

2、遥感图斑技术在林业病虫害防治中价值体现

遥感图斑技术在林业病虫害防治中的应用价值主要体现在病虫害监测上，能够为后续工作的进行提供精准的参考，极大程度上提升了病虫害防治的成效，但同时也具备一定的劣势。其中，遥感图斑技术在林业病虫害监测中的应用劣势主要体现在两个方面，第一，监测数据具备较低的时效性，第二，图像影视资料的形成时间长。经过不断完善的遥感图斑技术在林业病虫害防治中的应用价值日益提升。通过实践检验，遥感图斑技术在应用过程中显露出了一系列问题，在经过改造后，其应用价值得到了进一步提升。

一方面，遥感图斑技术在采集图像数据时，其采集时长会受到云层厚度的影响。一般情况下，若是在采集时段内空中云层较多，那么需要花费较长的采集时长，不利于保障图像数据的时效性，同时也会影响病虫害的防治效果。最佳的解决办法是选择空中云层较少的时间段进行图像数据的采集，除此之外，要尽可能地选择在晴天作业，避免阴雨天气影响图像数据的精准度。

除此之外，林业工作人员可以人为提升遥感图斑技术的应用价值。例如，国内存在一定量的人工林资源，与自然林木不同，人工林病虫害发生周期相对具有规律性，普遍发生在相似或是固定的时间节点，因此，林业工作人员可以在此时安排无人机的遥感技术完成相关图像数据信息的采集，增加可供比对的图像资料，尽早发现受灾情况。

另一方面，林木存在季相变化，该变化也会对遥感图斑技术的应用价值产生影响，如降低图斑识别的精准度等。为了尽可能地降低季相变化带来的光谱变化对图斑识别的影响，要求将最新图斑图像数据与上期或是往年同一时期的图像数据进行比对，同时也要考虑季节温度对图斑识别的影响，因此，可以在应用遥感图斑技术时搭配AI 技术一同使用，以便于确保图斑识别出的图像信息具有较高的精准度。

三、无人机技术在林业病虫害防治中的应用

无人机技术在林业病虫害防治中的应用价值不仅体现在无人机遥感技术在病虫害勘探中的应用，同时无人机技术在病虫害防治方案、防治成果分析中同样具有极高的应用价值。与定位技术的使用也在一定程度上提升了无人机的应用价值，使得无人机能够参与到药剂喷洒等多项工作中，同时也具备良好的工作成效。

1、无人机在病虫害防治中的应用形式

遥感图斑技术是无人机技术的重要组成部分，无人机除了具备遥感图斑功能外，还能够完成诸如药剂运输、喷洒等工作，具备成本低、功能强的特点，在林业病虫害防治中具有较高的应用价值。此外，为了满足在林业病虫害防治中的不同需求，相关人员在设计无人机时将方案进行了调整，以便于更好地服务于防治工作。例如，若是用于灾害情况监测调查的无人机，则更加注重无人机在空中的平稳度；若是参与药剂喷洒，则要求无人机能够承载更多的物资药剂，以提升喷洒效率。无人机技术在林业病虫害防治中的应用还体现在无人机技术实现了和定位技术的结合，使得人工操作者能够实时掌握无人机的位置，保障药剂精准喷洒在受灾位置。此外，依托于定位技术的加入，操作方能够根据飞行路况实时调整飞行轨迹，保障飞行路线的合理性，确保将受灾位置全部包含在内。

2、无人机技术在林业病虫害防治中的应用优势

第一，森林资源覆盖面积普遍较大，具有多样且完整的生态系统，人工勘探不仅需要花费大量的人力、物力以及时间，增加防治成本，同时也容易破坏生态系统，并且勘探人员自身的安全无法被保障。使用无人机进行勘探，能够最大程度上降低防治成本，同时也能够保障勘探结果的精准度和完整性。第二，应用价值、效率高。无人机技术不仅能够被应用在灾情勘探中，同时也能够被应用在病虫害防治中，具有极高的应用价值，其在每个环节的工作速度都是极快的。整体来讲，使用无人机开展林业病虫害防治工作，降低了病虫害防治的难度，提高了林业病虫害防治工作的质量。第三，无人机技术属于先进技术手段。使用无人机技术开展病虫害防治工作提升了工作的技术含量，为信息技术与林业管理工作的结合打造了良好的基础，有助于推动林业资源的可持续发展，提高林业资源质量。

3、提升了林业病虫害勘探工作质量

无人机技术应用价值的体现之一便是能够完成病虫害勘探工作，弥补了人工勘探的不足。传统勘探方法主要依靠人工，若勘探面积小，病虫害防治工作的紧急度相对较低，可依靠人工完成，但总的来说容易出现遗漏。若森林占地面积广、资源多、工作量大、防治工作紧急等，那么人工勘探的工作压力大，且效率低，很难在特定时间内完成特定区域内全部森林资源病虫害勘探工作。整体而言，传统人工勘探方法不具备高效率、高质量、高精准度的特征。利用无人机技术完成林业病虫害勘探工作，最大程度上弥补了传统人工勘探存在的不足。无人机技术属于高科技的一种，不需要操作方一起行动，只需要对无人机进行远程遥控，便可以控制其到达特定区域，其中也包括未开发的森林深处等人员无法到达的地方。

无人机在勘探病虫害时用到了无人机遥感技术，反馈回需要的图像以及数据信息，技术人员通过对数据进行分析能够获得制定防治方案的参考。另外，无人机会根据光谱反射原理精准反馈森林病虫害现状。林木在生长过程中会呈现出季相变化，光合作用的不同导致林木吸收的红光量也会不同，反映出的光谱数据也会不同，其中，若是被病虫害严重侵蚀的林木，那么它们自身的光合作用将会变弱，其反映出的光谱也会不同。无人机正是利用林木光合作用的原理完成对林木病虫害的勘探工作，而林业工作人员通过比对光谱变化能够分析出林木病虫害情况并根据实际受灾情况制定具有针对性的防治方案。除此之外，无人机技术与定位技术的有机结合，一定程度上提升了无人机在林业病虫害防治上的应用价值，同时也极大程度地提升了林业病虫害防治效率与工作质量，降低病虫害对林业资源的危害。

4、在病虫害防治方案中的应用

无人机技术在病虫害防治方案中的应用主要包括两个方面，一方面，为病虫害防治方案的制定提供精准的图像数据参考，另一方面，参与到病虫害防治方案的实施中。

无人机技术为病虫害防治方案的制定提供精准的图像数据参考。无人机技术通过遥感图斑技术、摄影技术等多项高科技技术作为支撑，将区域内林业现状高清拍摄并反馈给无人机控制方，工作人员通过图像信息掌握病虫害类型、严重程度、受灾面积等，为后续病虫害防治方案的制定提供精准参考。除此之外，利用无人机能够实时监控病虫害防治的全过程，及时调整防治方案，保障防治方案的科学性以及合理性，从而保障工作质量以及工作效率。

无人机参与到病虫害实际工作中。利用无人机对病虫害喷洒药剂，不仅提升了施加药剂的精准度，同时也降低了化学药剂对生态系统的不利影响。无人机在空中飞行时会产生气流，化学药剂在气流的带动下能够扩大可喷洒范围，提高化学药剂的喷洒效果。参与到喷洒药剂工作中的无人机需要保障其自身能够携带足量的药剂以及物资，因此用于喷洒药剂的无人机会在背部携带一个药箱，工作人员会将药剂混到药箱中，而后操作无人机到特定位置后开始喷洒药剂。所以，林业工作人员在选择无人机时需要根据需求科学选择，与勘探型无人机进行区分，以保障无人机的工作质量和效率。

随着温度升高，林业病虫害进入到了高发期，为了遏制病虫害的危害程度，保障林木健康茁壮成长，县林业技术服务中心借助无人机开展了林业病虫害的防治工作。经介绍，在整个工作过程中，无人机参与了灾情勘探、药剂喷洒等多个环节，并计划利用大约一个月的时间完成近五万亩面积的林业防治工作。此外，技术服务中心抓住机遇，利用无人机开展了林业资源的科学防治，保障了林业资源的安全。无人机技术在病虫害防治中具有很多的应用优势，除了用来完成病虫害勘探、喷洒化学药剂外，还能够参与到其他工作中。例如，在病虫害低发期利用无人机技术完成日常林业巡逻工作，检查林木生长情况、排查过冬的虫卵等。因此，相关人员需要不断地对无人机技术进行研究，不断丰富无人机技术的功能以及应用范围，尽可能地在林业病虫害防治中发挥无人机的应用优势。此外，为了彰显无人机的应用优势，林业工作人员需要不断地强化实践操作能力，构建完善的工作体系，同时为病虫害防治引进更多的无人机先进技术，以推动林业病虫害防治工作进入新阶段。

5、在病虫害防治效果评估中的应用

无人机技术在林业病虫害防治中的应用价值也体现在无人机能够辅助人工完成对林业病虫害防治效果的评估工作，并对防治不理想区域进行完善等。其中主要依赖于无人机的摄影技术。无人机摄影技术不仅能够帮助无人机利用遥感图斑技术完成对病虫害的勘探、监测工作，同时也是辅助人工完成防治效果评估的有效手段。一般情况下，开展病虫害防治工作的林区面积大且林木高，其中也包括一些人员无法达到的区域，仅仅依靠人工开展防治效果评估工作，很难保障工作质量以及效率，因此为了保障病虫害防治效果评估质量，需要转变评估方法。

无人机通过携带高清摄影装置，能够为操控方反馈最为精准的图像信息，林业工作人员通过比对图像便能够了解防治的基本情况，同时也能够根据反馈回来的信息对成效不理想的区域进行二次防治，降低遗留病虫害隐患的可能。在使用无人机技术进行防治效果评估工作的数据采集时，也可以安排人工对小范围特定区域内林木病虫害防治效果进行评估，一般情况下，可以安排人工对林木底层防治效果进行评估，而相对高处的防治评估则交由无人机负责。这种工作方式，不仅提升了防治效果评估的效率以及质量，同时也最大程度上提升了工作的安全性，避免人工高处作业发生安全事故等。

综上所述，无人机技术在林业病虫害防治中具有相对较高的应用价值。无人机技术参与到了病虫害防治的各个环节中，同时也发挥着现阶段难以被取代的作用，为林业工作人员降低工作难度的同时也提升了工作质量以及工作效率。换而言之，林业工作人员需要不断地去应用以及研究无人机技术，提高无人机技术与林业病虫害防治工作的匹配度，争取最大程度上降低病虫害对林业资源的危害，实现保护林业资源的目标。

我国林业面积广，间接表明林业病虫害防治工作压力大，此外，病虫害对林业资源的危害程度、危害面积也在逐渐扩大，总的来说，林业病虫害防治工作仅依靠人工恐怕难以取得预期成效。因此，要注重现代先进技术如无人机技术、遥感图斑技术的应用，提升林业病虫害防治成效，保护林业资源。