无人机技术在松材线虫病普查工作的应用

1 无人机技术

在森林病虫害普查工作中应用的主要是无人机技术中的遥感技术，即通过无人机的飞行技术、摄影技术及GPS定位技术，与内业软件结合，合成遥感影像图，可以轻松快捷地获取国土资源、自然环境等空间遥感信息。随着无人机技术的日渐成熟，开始逐渐地被应用在林业工作中，取得的成果也普遍得到了认可，节省了大部分的人力物力成本，尤其是在病虫害普查工作中，发挥着不可比拟的作用。

2 松材线虫病

在我国森林资源中，松树有着代表意义，是主要的造林树种。而被称为松树“癌症”的松材线虫病正在威胁着我国的松树资源。松材线虫病，是一种当松树被松材线虫入侵，并在适当的条件下快速发育和繁殖，导致松树机能下降，进而萎蔫死亡的具有毁灭性的森林病害。松材线虫病是一种致命的病害，它的致病力极强，而且传播速度快，一般情况下，松树从感染到死亡仅需要一个多月的时间。

3 传统的病虫害调查方式的局限性

3.1 传统地面方式

现阶段，我国林业中的病虫害数据基本是依靠人工巡逻检测获得的。但在林区面积大、地形复杂的情况下，依靠前往实地调查进行取样，这种方法不光严重耗费人力，而且用时过长、效率低下、具有时间滞后性，在地理环境条件不好的区域，调查难度直线上升，此外，此方法主观性较强，判断结果存在异议，数据的准确性很难得到保证，进而影响整个林业病虫害调查结果的客观性。而且现阶段我国林业基层职工年龄普遍偏大，外业工作日渐成为负担。以辽宁地区为例，全省范围内林业基层职工中45岁以上职工占84.5%，职工老龄化问题日益严峻。与此同时林业缺少新鲜血液，专业技能人才短缺，大多数年轻人认为林业工作辛苦、收入低、生活条件差，就业意愿较低。为了林业的可持续发展，必须要改善工作环境来吸引年轻人积极加入。

3.2 实验检测方式

传统的实验检测方式也是在人工采集的基础上进行的，在采集过程中对疑似病树进行取样，观察树木的生长状态，这样的实验数据虽然准确，但应用于实际工作中未免太过麻烦，而且需要专业的技术人员配合，最终工作难以开展，并且可能会本末倒置，因为采集样本的动作本身就对树体造成了伤害，如果大量采集定然会造成不可逆的后果。

3.3 星载、机载平台调查监测方式

机载和星载平台虽然不需要人力方面的大量参与，但是目前还不完全具备全天候作业能力，动态数据采集结果的准确性一般，很容易受到气候等因素的影响，获取数据过程繁琐复杂，成本和收获不成正比，不适合应用在森林病虫害详细调查检测上。

4 无人机遥感技术在病虫害普查方面的优势

4.1 高效性

传统调查方法费时费力，与之相比，无人机遥感技术具有极高的工作效率。在病虫害普查工作中，调查区域往往是极为广阔的，这就导致了工作量大、时间长，效率低下，采用传统方法的调查周期以月为单位是常态。而无人机可以在极短的时间内完成起降、拍摄任务，获得数据信息，期间不需要过多的人力物力参与，省时省力，成本低，工作人员可以短时间内获得成果数据，为调查工作节省了宝贵的时间。

4.2 准确性

传统调查方法因人力有限难以精确到每棵树的感染情况，再者有人为的主观因素在内，调查成果不尽如人意。而无人机遥感技术监测面积广，工作人员可以全面掌握区域内松林资源的实际情况，能够覆盖到林区的每一个角落，避免了人为疏漏导致的干扰，使得结果更加准确可靠，为后期的决策和工作提供有力的支持。

4.3 及时性

在病虫害普查工作中，时间极为重要，松材线虫病有着极高的传染性，每时每刻都在威胁着我国的松林资源。无人机可以通过遥感技术，对森林病虫害实现全方位高效监测，能够帮助工作人员在病虫害发生初期及时发现，通过松树在感染松材线虫后针叶颜色变浅变黄、树冠稀疏的特点，快速定位成果图像中病死木的位置，迅速展开治疗工作，最大程度减少病虫害对森林资源的破坏。此外，无人机遥感技术成本低、速度快，具备定时监测的条件，可以定期检查，反馈病虫害养护效果，判断林木生长状态。

4.4 灵活性

无人机体积小巧、操控灵活，可以适应各种复杂的地形和气候条件，同时借助高清的可见光广角相机与长焦相机，使无人机无需靠近目标即可清晰观察主要细节，这正是病虫害普查工作所需要的，非常适合应用在山区、林区甚至是人力难以到达的区域，保证工作人员的安全，减轻工作量，间接地改善工作条件，吸引年轻人加入，解决老龄化问题。

5 实践

2018年9月，朝阳市林业局为保护森林资源和生态安全，摸清枯死松树情况，掌握死亡范围和株数，采用无人机遥感技术调查区域内的松材线虫病害。本次核查对象为2区2市3县当中的10万多亩松林，核查范围包含辖区内的所有可能存在的发病区域，依据实际条件选择航测无人机类型，载荷正射镜头，经过优化调整，适应测区曝光度、快门光圈等，获得成果数据。将成果数据通过成图软件进行合成遥感影像图缩放至栅格分辨率，显示实际像素代表松科植物真实状态，再根据图像中像素点特征——松树受害后树冠颜色改变，精确划分出松科植物影像疑似病例部分及坐标，直接定位病死树木的位置，并统计数量。无人机遥感技术可以深入到内部监测，掌握森林内部的情况，为普查工作提供可靠数据。无人机工作范围广，此次选用的无人机日调查范围在5～6平方公里，多台无人机相互配合，仅用了一周时间就完成了拍摄任务，并且经过内业处理后获得了真实可靠的遥感数据影像，普查率达到了100%，工作人员可以直观地看到调查区域内松树的生长情况和状态，判断松材线虫病的疫情，快捷精确地完成调查工作，总结成果。并且，可以为下一阶段的管理人员提供技术支持，为进行针对松材线虫病的防控、治疗工作决策提供帮助。

6 结语

综上所述，无人机遥感技术在松材线虫病普查工作中的应用价值是巨大的，无论从成本、效率、准确性方面，还是解决业内职工老龄化问题方面，都具有明显作用。林业工作人员一定要认识到无人机遥感技术的价值，积极学习使用无人机技术，使之服务于病虫害普查工作，完善工作成果。

作者单位：凌源市林业和草原事务服务中心