彭曉燕

（新絳縣林業(yè)局林業(yè)技術(shù)站，山西 新絳 043100）

森林資源管理是林業(yè)工作的核心內(nèi)容之一。目前國家林業(yè)局制定了《關(guān)于加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略支撐林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的意見》，指出應(yīng)深化林業(yè)科技體制改革，增強(qiáng)林業(yè)自主創(chuàng)新能力，要充分應(yīng)用3S技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)端等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)，形成推動(dòng)林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力，提高森林資源的總體功能與生態(tài)效益，進(jìn)一步為建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國目標(biāo)提供強(qiáng)有力的支撐。本文在分析作為現(xiàn)代化高新技術(shù)之一的無人機(jī)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析探討其在森林資源管理中的應(yīng)用方法與前景，以期為營造林創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展提供科技支撐。

1 無人機(jī)及其特點(diǎn)

無人機(jī)（UA）是無人駕駛飛機(jī)的簡稱，是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置的不載人飛機(jī)。無人機(jī)具有自主航行能力，利用自備的自動(dòng)化飛行控制，進(jìn)行航空拍攝、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

具體而言，無人機(jī)技術(shù)具有如下特點(diǎn)：①環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。無人機(jī)無人駕駛，在人力所不能及的地區(qū)及極端惡劣的環(huán)境下，都能代替人類出色地完成任務(wù)。②執(zhí)行任務(wù)多元化。無人機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)采用平臺化、模塊化的設(shè)計(jì)，其具有負(fù)載、維護(hù)等多方面的綜合優(yōu)勢，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行任務(wù)模塊間的靈活調(diào)整，在適應(yīng)不同行業(yè)的任務(wù)需求同時(shí)，能精準(zhǔn)完成各項(xiàng)指令任務(wù)。③信息獲取及時(shí)。無人機(jī)結(jié)合4G、5G及無線中繼等通信技術(shù)，可以達(dá)到信息的及時(shí)獲取。④回報(bào)效益高。無人機(jī)體積小、操作簡單，且風(fēng)險(xiǎn)性小、成本低，操作員可以運(yùn)用地面站程序?qū)o人機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，完成對目標(biāo)區(qū)域的作業(yè)操作，以低成本的投入產(chǎn)生高效益的回報(bào)。近年來，無人機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，使無人機(jī)遙感技術(shù)逐漸受到各個(gè)行業(yè)的青睞，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用頻率不斷提高。

2 無人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用需求分析

我國日常的林業(yè)管理工作有森林資源監(jiān)測調(diào)查、有害生物監(jiān)測防治、森林防火等。然而，我國森林覆蓋區(qū)多為交通不便的山區(qū)，傳統(tǒng)的深入森林深處開展外業(yè)工作，環(huán)境艱苦、任務(wù)量大，且實(shí)效性差，導(dǎo)致森林資源受到一定的天然或人為的威脅，因此引入新技術(shù)、新設(shè)備輔助林業(yè)管理已亟不可待。

無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用無疑是給林業(yè)工作插上了“翅膀”，能夠?qū)γ娣e遼闊、地形復(fù)雜的森林進(jìn)行迅速實(shí)時(shí)的巡查監(jiān)測，為科學(xué)管理森林資源提供了依據(jù)，為林業(yè)建設(shè)和生態(tài)文明可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支持?？梢哉f，在生態(tài)文明建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的大形勢下，無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，是森林資源管理工作的“空中保護(hù)傘”。

2.1 無人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用需求

2.1.1 森林資源調(diào)查目的和特點(diǎn)

及時(shí)掌握森林資源的數(shù)量、質(zhì)量和生產(chǎn)、消亡的動(dòng)態(tài)規(guī)律，為制訂林業(yè)政策、編制林業(yè)規(guī)劃和鑒定森林經(jīng)營效果服務(wù)。特點(diǎn)是工作量大、環(huán)境艱苦、內(nèi)容繁雜、周期短且數(shù)據(jù)要求精細(xì)。

2.1.2 造林面積核查目的和物點(diǎn)

造林面積指標(biāo)是衡量林業(yè)生產(chǎn)情況的主要指標(biāo)，可以為林業(yè)行政管理部門管理、決策營造林工程提供重要依據(jù)。特點(diǎn)是工作量大、環(huán)境艱苦、周期短且數(shù)據(jù)要求精細(xì)。

2.1.3 森林防火救災(zāi)目的和特點(diǎn)

火災(zāi)對森林及其生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的危害和損失。森林防火是森林資源管理的重要內(nèi)容。特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、燃燒面積大、火勢蔓延快、火場救援困難等。

2.1.4 森林病蟲害防治目的和特點(diǎn)

森林病蟲害往往被稱為“不冒煙的森林火災(zāi)”，其會破壞森林資源及其內(nèi)部生物的動(dòng)態(tài)平衡。特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、擴(kuò)散速度快、防治困難等。

2.1.5 林業(yè)執(zhí)法管理目的和特點(diǎn)

防止不法分子為了實(shí)現(xiàn)短期個(gè)人或部門利益，非法破壞森林資源和生態(tài)平衡。特點(diǎn)是作量大、環(huán)境艱苦、違法行為難以發(fā)現(xiàn)。

2.2 需求分析

我國是森林資源大國，又是森林火災(zāi)、病蟲害多發(fā)國，存在森林資源管理難度大、傳統(tǒng)管理手段落后等問題。為此，借助現(xiàn)代高新技術(shù)輔助林業(yè)管理，通過合理、科學(xué)、高效的森林資源管理，促使森林資源管理走上現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展道路，就顯得尤為重要。

2.3 無人機(jī)在林業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢

無人機(jī)是現(xiàn)代高科技發(fā)展的產(chǎn)物，可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)森林資源管理方法的不足和局限性，具體表現(xiàn)在：①無人機(jī)體積小、便于攜帶、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、操作簡單、便于運(yùn)輸、風(fēng)險(xiǎn)性低、制造成本低，且不用過多考慮駕駛員的因素限制，能代替人類出色地完成任務(wù)，并實(shí)現(xiàn)人員零傷亡的目標(biāo)；②無人機(jī)可以變“不能干”為“能干”，且技術(shù)精準(zhǔn)，使林業(yè)調(diào)查簡單化、技術(shù)含量科技化、工作效率高效化。

3 無人機(jī)在森林資源管理中應(yīng)用探討

3.1 在森林資源調(diào)查及造林面積核查中的應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)具備機(jī)動(dòng)、靈活、迅速、受干擾小等特點(diǎn)，可快速、實(shí)時(shí)獲取森林資源的高清航拍數(shù)據(jù)，調(diào)查人員無需過多的戶外作業(yè)，有效地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了調(diào)查工作的準(zhǔn)確率和效率。

通過無人機(jī)低空飛行的高清正射影像，能為核查區(qū)造林提供真實(shí)、精確的信息依據(jù)。如果能準(zhǔn)確的定位到需要補(bǔ)植的位置，還為營造林面積核查工作提供新的技術(shù)手段，并為補(bǔ)植補(bǔ)造提供了便利。

3.2 在高效解決森林防火及森林病蟲害防治中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)外都在探索利用高新技術(shù)手段解決森林防火中存在的問題。如美國利用“大地”衛(wèi)星來探測地面高溫、濃煙和火災(zāi)遺址等，其耗費(fèi)了巨大的人力、財(cái)力，但效果一般；我國在森林防火上也先后利用過衛(wèi)星遙感、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，但還是無法滿足對森林防火的需求?，F(xiàn)在已有企業(yè)和機(jī)構(gòu)提出“森林防火無人機(jī)預(yù)警系統(tǒng)”，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行森林防火監(jiān)測，可以打破傳統(tǒng)森林防火在不可見惡劣、極端地理環(huán)境下及重事故災(zāi)害現(xiàn)場難以救火的弊端，利用云臺所承載的高清相機(jī)、紅外相機(jī)等設(shè)備準(zhǔn)確掌握火情，并完成小面積火情滅火彈、滅火吊桶的投擲，將森林火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)。同時(shí)，在撲火滅火階段，可以迅速鎖定火場區(qū)域具有生命特征的物體，對救火員、野生動(dòng)物保護(hù)起到了積極作用。

農(nóng)林植保無人機(jī)裝備的紅外成像、多光譜等設(shè)備，能精確定位森林中存在的病蟲害、變色樹、異常林等狀況，進(jìn)一步掌握林地受病蟲害影響范圍、面積、程度等信息。同時(shí)，還能進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，有助于精準(zhǔn)、快速、及時(shí)、有效地進(jìn)行森林病蟲害防治。

3.3 在助力林業(yè)執(zhí)法及生態(tài)環(huán)境整治中的應(yīng)用

無人機(jī)具有操作便捷、高清航拍、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)等優(yōu)勢。運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)聯(lián)合執(zhí)法，可根據(jù)地面站事先設(shè)定的飛行航線對森林資源定期巡檢，準(zhǔn)確定位違法行為，并對違法分子進(jìn)行定位跟蹤，為林業(yè)執(zhí)法提供強(qiáng)有力的證據(jù)，以維護(hù)森林資源安全。

同時(shí)，利用無人機(jī)采集的該地區(qū)不同時(shí)期的高清圖片，經(jīng)過智能篩選，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯變化的圖斑顯現(xiàn)。通過對疑似圖斑地形圖和GPS或平板到現(xiàn)地進(jìn)行核實(shí)，并將其與林地檔案對照，有助于為生態(tài)環(huán)境評價(jià)與整治提供基礎(chǔ)資料，也可以實(shí)時(shí)快速跟蹤和監(jiān)測環(huán)境污染事件，減少污染造成的損失。