王生，李立

（1.湖北省林業(yè)局駐秦巴山區(qū)森林資源監(jiān)督辦，湖北 武漢430079；2.湖北省林業(yè)局駐大別山區(qū)森林資源監(jiān)督辦，湖北 武漢430079）

林地是森林資源的核心要素，是林業(yè)的立足之本和根基，是生態(tài)環(huán)境的重要載體，因此良好的林地管理是森林資源保護的基礎(chǔ)，事關(guān)林業(yè)發(fā)展和生態(tài)安全[1-2]。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展及城市化建設(shè)、各項工程建設(shè)、礦產(chǎn)開采等眾多領(lǐng)域都需要征占用林地，大量消耗了林地資源，開發(fā)與保護矛盾越發(fā)突顯，各地未批先占、少批多占、批東占西等違法違規(guī)占用林地的問題突出。由于建設(shè)項目使用林地點多面廣，且多數(shù)區(qū)域交通不便、地理環(huán)境較差，發(fā)揮無人機精準、高效、安全、智能等優(yōu)勢對林地進行全方位動態(tài)監(jiān)測，可以及時預(yù)警、準確核查和鎖定證據(jù)，為林地管理工作提供有力的技術(shù)支撐，有效提升林地管理能力和林業(yè)治理水平。

1 運用無人機技術(shù)在林地管理中的優(yōu)勢

1.1 實地勘測精準度高

傳統(tǒng)林地勘驗中多運用衛(wèi)片、地形圖人工勾畫或結(jié)合移動終端進行GPS 拐點定位，存在地形圖拼接錯位、衛(wèi)片偏移等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)誤差和人工判讀的人為誤差。使用無人機進行航拍形成高清正射影像，面積誤差可以控制在1 m2內(nèi)，大大提高了林地實地勘測的精度[3-4]。

1.2 動態(tài)監(jiān)測具有即時性

目前，各地林地核查以衛(wèi)片判讀結(jié)合實地調(diào)查為主。林地核查中使用的衛(wèi)片多為上一年度航拍，時間上存在3～10 個月的滯后期；同時，部分山區(qū)由于天氣原因還存在連續(xù)多年云層遮擋不能及時更新衛(wèi)星影像?，F(xiàn)代工程技術(shù)的快速發(fā)展，短時內(nèi)就能對林地造成大面積的破壞，如大型工礦開采15 d 內(nèi)即可侵占數(shù)十公頃林地。因此，及時發(fā)現(xiàn)異常、及早排查和查處問題尤為關(guān)鍵。利用無人機可以獲取即時影像，準確及時反映林地實況，為林地的動態(tài)監(jiān)管提供有力支撐[5]。

1.3 對疑似圖斑核查效率高

傳統(tǒng)的疑似圖斑核查多采用移動終端GPS 定位、邊線繞行等方式，效率不高，特別是對分散式多小班、山區(qū)線性道路的實地核查工作量大。以采礦區(qū)核查為例，面積10 hm2的區(qū)域邊線長度2～5 km，實地核查需要兩人花費2～5 d；而采用無人機航測僅需1 人1 架次約30 min 即可完成，疑似圖斑實地核查無人機作業(yè)效率可以達到人工核查的10 倍以上[6]。

1.4 可有效克服地理限制

有些林地因地理條件受限，人工進入難度大、危險性高，特別是工礦區(qū)、山區(qū)道路、風(fēng)電工程等項目的施工階段，施工現(xiàn)場進入困難且存在安全隱患，有些區(qū)域甚至無法進入現(xiàn)場進行實地核查。運用無人機技術(shù)，可以有效克服傳統(tǒng)林業(yè)工作中受到的地理限制與環(huán)境險情，降低作業(yè)風(fēng)險[7]。

2 應(yīng)用無人機動態(tài)監(jiān)管林地的技術(shù)要點

2.1 技術(shù)準備

對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫、建設(shè)項目審批紅線圖、公益林數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行整理，轉(zhuǎn)化成同一坐標系數(shù)據(jù)。對衛(wèi)星影像、森林督查圖斑進行疊加分析，進行室內(nèi)判讀，擬定實地核查目標。做好機器設(shè)備的調(diào)試，飛控、飛行器軟件系統(tǒng)需要同步更新，相互匹配。根據(jù)目標區(qū)域的特點和任務(wù)選擇飛行載荷并與飛行器進行組裝調(diào)試，對飛行器的存儲設(shè)備SD 卡進行檢查，預(yù)留足夠的存儲空間。

2.2 巡飛測量

起降點、操作臺應(yīng)選擇開闊無遮擋區(qū)域。地形復(fù)雜區(qū)域要對飛行區(qū)域內(nèi)的地形地貌進行調(diào)查，對制高點、風(fēng)口、電磁干擾物、信號繞射物進行標注，起降點選擇時應(yīng)盡量避免這些危險因素。做好飛行前檢查，對電池電壓、螺旋槳安裝、傳感器信號連接、磁場校定等逐一檢查調(diào)試。做好航線預(yù)規(guī)劃，現(xiàn)在多數(shù)操作平臺可對框定的目標區(qū)域進行自動航線生成，目標范圍區(qū)劃盡量避免跨山脊作業(yè)以免信號中斷造成飛行器失控。飛行高度、速度均嚴格按照無人機操作指南要求設(shè)定在安全值范圍內(nèi)。關(guān)注任務(wù)執(zhí)行全過程，任務(wù)執(zhí)行過程中要密切關(guān)注飛行器的運行狀態(tài)、任務(wù)載荷的工作狀況、操作平臺的連通狀況，確保安全飛行[8]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

任務(wù)執(zhí)行完畢，應(yīng)對飛行器進行檢查。先斷開飛行器電源，對螺旋槳、傳感器、電池等部件進行檢查，如有損壞和異常應(yīng)予更換和維修。及時做好數(shù)據(jù)拷貝和備份，對航拍數(shù)據(jù)進行處理形成正射影像，導(dǎo)入Arcgis 中，與林地“一張圖”、審批紅線圖、公益林數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)進行疊加分析，新建shp 圖層，勾畫出疑似圖斑進行面積計算，導(dǎo)出地圖，形成林地核查本底數(shù)據(jù)，為林地動態(tài)監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐。

3 結(jié)語

應(yīng)用無人機技術(shù)，可以實現(xiàn)對林地的精準測算、動態(tài)巡查、高效核查，具有機動、時效性強、降低勞動強度、克服地形限制、安全系數(shù)高等優(yōu)勢，已在林地動態(tài)監(jiān)管中被廣泛應(yīng)用。

當前無人機應(yīng)用于林地動態(tài)監(jiān)管還存在一些瓶頸。如無人機電池續(xù)航時間短、即時成圖難、林業(yè)專用軟件欠缺等，尚需結(jié)合林業(yè)行業(yè)特點進一步研發(fā)和更新應(yīng)用軟件。目前無人機數(shù)據(jù)與林地監(jiān)管及林業(yè)行業(yè)各項數(shù)據(jù)之間的端口、格式尚未統(tǒng)一，數(shù)據(jù)后期處理工作量大、難度高[9]。無人機應(yīng)用專業(yè)性強，需要林業(yè)、地理信息、計算機及無人機操控等多種知識和技能，目前林地管理相關(guān)專業(yè)技能人才較為緊缺。無人機應(yīng)用需要嚴格遵守相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，確保安全作業(yè)。