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在經營和發展林業資源的過程中，林業資源調查和檢測是確保順利開展林業管理工作的關鍵。近年來，各種科學技術快速發展，在很大程度上提升了林業資源調查與監測技術的創新速度，無人機技術在林業領域的應用越來越廣泛，大幅度提高了林業資源調查和監測工作的質量和效率，引起了眾多林業工作者的高度關注。
１無人機分類
按照重量主要分為微型、輕小型、中型、重型、超重型，其中微型受到很多無人機愛好者的青睞，重量約為5kg，輕小型重量為5～50kg，中型重量為50～200kg，重型重量為200～2000kg，超重型重量超過了2000kg。按照動力方式分為電池型和燃油型[1]，電池動力無人機大多靈巧機動、行駛速度較快，可同時滿足經濟和環保兩方面的需求；燃油動力無人機帶動力較強，可實現長時間航行，但機動性較差。按照續航能力分為遠程、中程以及近程，遠程無人機一次可飛行1500km以上，可完成超過24h的連續航行；中程無人機飛行距離為50～1500km，續航時間5～24h；近程無人機飛行距離通常在50km以內，續航時間為5h左右。
２無人機在林業資源調查和監測中的應用優勢
2.1自動化處理無人機借助遙感技術能夠準確監測到各種類型的數據，然后利用自身系統對相關數據進行自動處理和校正，并在處理攝影材料和后期數據后修正相關指標，最終得到一個精度較高的預算結果，進而有效支持相關工作。同時，無人機遙感技術可實時處理GPS系統航拍信息的檢測數據，將現場收集到的數據直接轉換為可讀數據，為相關人員提供大量準確信息。
2.2獲取的數據更加全面、詳細合理利用無人機分割技術，可建立一個新的瀏覽系統，將更為細致、全面的數據呈現給工作人員，在現有軟件技術和精準程度的基礎上，不但可完整保留數據，還可提升數據傳輸速度，以條理清晰的圖表反映出復雜的森林地理環境。相關人員可利用無人機配備的圖像檢測系統形成高質量的遙感影像，并直接對其進行整理和操作，從而使林業資源管理工作變得更加便捷。
2.3處理數據速度快在“互聯網+”背景下，借助遙感技術可縮短處理馬賽克數據所需時間。采集和加工林業資源信息時應用遙感技術，可大幅度提高工作效率。此外，大部分無人機體積較小，傳輸和處理數據對硬件設施的要求不高，可降低相關支出成本[2]。
３無人機在林業資源調查和監測中的應用
3.1在林業資源調查規劃中的應用森林中擁有較多的林業資源和繁雜的樹木種類，因此林業調查工作存在較高的難度。為了全面、精確地了解森林資源質量和數量信息，相關人員需借助遙感技術。森林資源調查和監測的內容主要為樹木生長情況、數量及分布情況等，通過分析森林生長情況，可準確預估整個森林中生態資源的生長時間，也可了解現階段的自然條件是否對林木資源生長有利，從而為林業管理人員優化林業資源管理方案提供數據支持[3-6]。若使用傳統的林業資源調查與監測方式，其結果在很大程度上會受到人為因素的影響，不但會降低相關數據的真實性和客觀性，還會降低林業資源調查與監測效率。合理利用無人機遙感技術可在較短時間內獲得準確的調查結果，使林業資源調查規劃工作事半功倍。
3.2在病蟲害監測中的應用傳統的森林病蟲害監測工作都是采取實地調查的方式，不但需要工作人員投入大量的時間，而且監測效果易受到各種因素的影響。應用無人機遙感技術后，能夠對每株植物進行準確定位，從而監測其病蟲害發生情況。無人機遙感技術不但可降低病蟲害調查成本，還可使調查結果達到更高的精準度。此外，無人機在林木資源病蟲害防治方面可高效完成定點施藥工作，進而提升病蟲害防治工作的科學性。
3.3在生物信息提取中的應用森林中環境復雜，部分地區人類無法順利抵達，很難有效測量樹木的高度。無人機遙感技術的應用可在各種復雜地勢和環境中準確獲取樹木高度及生長情況等信息，同時無人機的分辨率較高，可準確估算出森林生物量，預測目標區域未來生物演變情況，然后將偵測信息轉化為生物信息表，在短時間內獲取森林葉面指數和覆蓋率。配備特定鏡頭后無人機能夠精準提取某一樹種的信息，與人工判別相結合可以預測該樹種在森林中的分布情況[7-8]。
3.4偵測森林消防問題在森林管理工作中火災是必須重視的問題，一旦發生森林火災，救援難度較高。傳統的森林火災預防監測工作受森林覆蓋面及高度的影響，很難有效偵測到實際情況。應用無人機遙感技術監測森林火災，可有效解決覆蓋面和高度方面的問題，并在短時間內上報收集到的異常信息，進而為預防森林火災打下堅實基礎。通過對比相關信息，可快速鎖定發生火災的區域，利用熱成像系統完成高溫區域快速識別并上報相關信息，從而使相關人員更有針對性地開展森林防火和林地資源管理工作。經過分析實際應用情況可知，借助無人機遙感技術完成RGB顏色空間圖像提取，再利用專業的信息圖像處理技術，可準確識別火災區域，相較于傳統方法可提升約90%的識別效率和精度。
４無人機應用過程中需注意的問題
4.1提高應用傳感器技術的水平目前小型民用無人機的系統結構中，大多以數碼照相機作為采集圖像數據的機器設備，要想獲取更加準確全面的數據信息需借助紅外線輻射儀、高光譜遙感照相機等設備。數碼照相機僅能達到較低的影像品質，且在效率、精密度方面也不具備優勢，相關人員要不斷提升無人機傳感器技術應用水平，且研發新的無人機航行控制系統，不斷提高無人機在林業資源調查和檢測方面的實用性。
4.2注重圖像處理規范化和領域規范化為了發揮無人機遙感技術的優越性能，須保證其得到網絡系統和硬件系統的支持。在硬件系統方面，相關人員應在現有系統的基礎上，結合林業資源管理的實際情況，合理調整相關的硬件配置。在網絡系統方面，相關人員需加大建設無人機數據集成處理操作系統的力度，如完善特征提取、數據信息拼接、特征增強、幾何校正等方面的軟件設置，以此提升無人機實際運用效果。
4.3優化圖像拼接和校正在調查和監測林業資源的過程中，很多時候無人機拍攝的圖像校正效果無法滿足實際工作需求，這是現階段相關人員必須解決的問題。為此，除不斷提升攝像設備的清晰度和分辨率外，還應提升工作人員的技術水平，增強其處理無人機影像的能力。同時，可在工作中同時使用多架無人機，通過綜合分析不同無人機所獲取的影像，更精確地完成圖像幾何校正工作，最終提高圖像的準確性[9-10]。
4.4提升無人機飛行的穩定性運用無人機調查和監測林業資源時，影響其飛行穩定性的因素有客觀因素和主觀因素，若相關人員對這兩個因素不夠重視，可能會導致無人機在實際工作中偏離規定的路線。如相關人員缺乏無人機操作知識或在惡劣天氣下開展工作，易導致無人機墜落，不但嚴重影響工作，還會造成經濟損失。因此在應用無人機時，應指派具有資質的人員進行操作，并綜合考慮風力、天氣等因素，為無人機順利完成飛行任務提供有效保障。
4.5延長續航時間無人機攜帶數碼相機對森林資源進行航攝時，其航攝效率與續航時間有關。無人機的續航時間除了與無人機本身的構造有關外，還與無人機攜帶的荷載重量有關。無人機低空飛行時所獲取的影像分辨率高，能夠更加準確地反映森林資源的情況，但作業效率低，不宜開展大面積航攝作業；無人機高空飛行時作業效率明顯提升，但不能很好地獲取與森林資源相關的信息。為了解決工作效率和分辨率之間的矛盾，在實際作業中應優先選擇油機和長焦相機，在確保飛行高度的同時，獲取更加清晰的影像。
4.6提高無人機的避障能力無人機在開展航攝作業時，通常都是按照已規劃好的航線進行，影像的現勢性不強，采用的DSM精度不高。為了防止無人機與森林中的樹木發生碰撞，需在無人機上搭載激光掃描設備，激光掃描設備發出的激光束在碰到障礙物時無人機會沿原路返回，并根據往返時間差和激光束的傳播速度準確計算障礙物與無人機之間的距離，一旦距離在風險范圍之內，無人機便會自動返航，從而避免無人機與被攝物體發生碰撞，實現安全作業。
５結束語
在林業資源調查和監測工作中應用無人機技術具有非常明顯的優勢，且無人機技術是林業資源管理的重要發展方向。相關人員應高度重視，將無人機技術應用于林業資源調查規劃、病蟲害監測、生物信息提取等方面，為林業資源可持續發展提供有效保障。同時，相關人員要不斷分析無人機應用中存在的問題，并制定有針對性的優化措施。
參考文獻
[1]黃權超.無人機遙感技術在林業資源調查與監測中的應用探究[J].南方農業,2021,15(12):94-95.
[2]黃玉升.無人機在森林資源管理中的應用[J].農家科技,2020(4):15.
[3]鄧玉潔.試論無人機遙感技術在林業資源調查與監測中的應用[J].中國科技縱橫,2020,17(25):1-3.
[4]李興杰.無人機技術在林業中的應用淺析[J].南方農業,2022,16(1):129-131.
[5]袁傳武,張維,羅勇,等.無人機在湖北林業的應用現狀及發展途徑[J].湖北林業科技,2020,49(3):51-54.
[6]王云波,王巖.無人機遙感技術在林業資源調查與監測中的應用分析[J].農業與技術,2018,38(16):167.
作者:李龍鋒 單位:甘肅省子午嶺林業管理局
